Обратная связь
- 100% +
Размер шрифта

« ОЦЕНКА ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ В КАЗАХСТАНСКОМ СЕКТОРЕ КАСПИЙСКОГО МОРЯ»

Снимок21

Издатель:

Источник  www.aarhus.kz

Содержимое:

 word « ОЦЕНКА ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ В КАЗАХСТАНСКОМ СЕКТОРЕ КАСПИЙСКОГО МОРЯ»

ВВЕДЕНИЕ

Исследуемая территория относится к регионам Каспийского моря, вызывающим в настоящее время наибольший интерес. В холодное полугодие район Северного Каспия находится под преобладающим влиянием отрогов Сибирского антициклона и ветров восточных румбов, поэтому на Северном Каспии ежегодно устанавливается мощный, устойчивый ледяной покров, отличающийся большой динамичностью. Он препятствует нормальному судоходству, способствует разрушению береговых гидротехнических сооружений. В то же время, любые работы на море, обустройство прибрежной инфраструктуры требуют огромных капитальных вложений. В связи с этим, возникает необходимость проведения гидрометеорологических изысканий.

В последние годы исследования ледового режима резко сократились. В научной и справочной литературе современная информация о ледовых условиях в северо-восточном Каспии практически отсутствует, в то время как сведения о ледовом режиме являются крайне важными для специалистов, осуществляющих хозяйственную деятельность на Каспийском море. В РГП «Казгидромет» поступает достаточное количество заявок на предоставление информации о ледовых характеристиках того или иного района моря за последние годы.

В связи со значительным влиянием ледового покрова, образующегося у берегов и открытых районах Каспийского моря на работу различных отраслей хозяйства, связанных с морем, необходимо располагать аналитическими данными его ледовых условий. Ледовые условия оказывают влияние не только на многие  морские отрасли хозяйства, но и на экологическую ситуацию в регионе, например смещение сроков ледовых явлений оказывает влияние на биологические циклы в экосистемах, что отражается в свою очередь на рыбопродуктивности. Кроме того, лед накапливает загрязняющие вещества, способствует их миграции и перераспределению. Поэтому сбор всей доступной информации о характеристиках ледового режима и исследование факторов влияющих на его изменчивость являются актуальной задачей. Помимо этого ледовые условия могут быть опасными. На Северном Каспии к опасным ледовым условиям, прежде всего, относятся такие явления как:

-       Раннее появление льда в море, вследствие чего повреждается мелкий  рыболовный  флот и орудия лова,  срываются с якорей и уносятся в  море навигационные буи;

-   Интенсивный дрейф,  подвижки,  заторы  и  торошение  льда, представляющие  опасность для промысловых судов тюленебойных экспедиций,  береговых гидротехнических сооружений. Они снижают  скорость  движения судов и создают угрозу их посадки на мель в период зимних плаваний;

-       Быстрое обледенение судов, гидротехнических сооружений и навигационных буев в море и на берегу;

-       суровые зимы,  когда вся акватория Северного Каспия покрывается толстым неподвижным льдом — припаем. Большой ущерб наносят суровые зимы водоплавающим птицам, остающимся на зимовку на Северном Каспии. На мелководьях происходят заморы рыбы;

-      очень мягкие зимы, когда устойчивый ледостав наблюдался очень непродолжительное время. В течение всей зимы на льду фиксируются трещины, разводья, полыньи. Отсутствие сплоченных льдов, может нарушить экологические условия существования каспийского тюленя и привести к массовой гибели (например: зимы 1997…98 и 2006…07 гг.).

Традиционно исследования ледовых условий проводились российскими мореведческими институтами и организациями. Ведущая роль в этих исследованиях принадлежала Российскому государственному океанографическому институту (ГОИН). Однако, в последние двадцать лет, по ряду известных причин, детальные исследование  ледового режима казахстанского сектора Каспийского моря не проводились. Новизна данного исследования заключается в получении сведений о ледовых условиях и их изменении за последнее двадцатилетие. Данная работа отличается от проведенных ранее исследований комплексностью изучения ледового режима и его различных фаз на основе натурных данных наблюдений, проводимых Казгидрометом и космических снимков.

Работа будет проводилась в два этапа. На первом этапе были исследованы климатические факторы, которые являются определяющими при изучении характеристик ледового режима и дана их краткая характеристика. Отмечено, что климат, прилегающих к Каспийскому морю районов, формируется под влиянием нескольких типов воздушных масс – сухих континентальных и теплых тропических.

В зимний период два крупных барических образования влияют на синоптические процессы, формирующие атмосферное давление над Каспийским морем. В этот сезон наибольшее развитие по площади и интенсивности имеют центрально-азиатский максимум, один из гребней которого ориентирован на Каспий и область низкого давления – исландский минимум. Холодный период отличается большим своеобразием на Каспийском море, причем наиболее длительным он бывает в северо-восточной и северо-западной частях Северного Каспия. Эти районы расположены в зоне наибольшей континентальности климата, большая их часть в это время покрыта неподвижным льдом.

Особенностью температурного режима является то, что средняя месячная температура воздуха с августа по апрель над морем выше, чем на побережье, и только во вторую половину весны и летом ее распределение обратное. Наиболее холодный месяц для районов восточных мелководий – январь, а в открытом море – февраль, что характерно для морского климата. На термический режим воздуха над восточным побережьем Каспия оказывает существенное влияние прилегающая к морю суша.

Характер ветров над Каспийским морем определяется как крупномасштабным влиянием циркуляции атмосферы, так местными барико-циркуляционными и термическими условиями. Разнообразие ветровых условий на Каспии обусловлено большой меридиональной протяженностью моря, а также различиями в физико-географических условиях побережья. Отчетливо проявляются сезонные различия в режиме направления ветров, что говорит о муссонной составляющей.

В годовом ходе скорости ветра выделяются два максимума (основной в середине весны и вторичный, несколько слабее выраженный, в конце осени или в начале зимы) и два минимума, один из которых приходиться на июль или август, а второй на январь. Такой характер годового хода скоростей ветра определяется изменением активности атмосферных процессов от зимы к лету. Влияние циркуляции атмосферы, орографии берегов и рельефа местности вокруг наблюдательных станций сказывается на характере распределения максимальных скоростей ветра. Максимальные скорости в Северном Каспии чаще наблюдаются в холодный период года.

Парциальное давление водяного пара на Каспии возрастает в направлении от берега к открытому морю. На северо-востоке моря оно наиболее низкое. Годовой ход парциального давления водяного пара соответствует годовому ходу температуры воздуха. Относительная влажность воздуха также увеличивается от побережья в сторону открытого моря.

Общая облачность в течение всего года на побережье больше, чем в открытом море. Годовой ход общей облачности: максимум наблюдается в январе, минимум – в июле–августе. Повторяемость ясного неба по нижней облачности больше, а пасмурного меньше, чем по общей облачности.

Режим осадков в значительной мере зависит от взаимодействия различных по происхождению воздушных масс с рельефом побережья Каспийского моря. Термическая конвекция имеет значение лишь летом и только в узкой прибрежной полосе. Для восточного побережья Каспия, отличающегося большой засушливостью, характерно малое количество атмосферных осадков. В холодный период года здесь происходит вторжение холодных и относительно бедных влагой арктических масс и воздушных масс умеренных широт континентального происхождения. В теплое время года большой приток солнечной радиации способствует высушиванию континентального воздуха. От года к году колебания количества осадков значительно. В очень дождливые годы может выпасть осадков в полтора раза больше по сравнению с многолетней величиной.

Годовой ход повторяемости туманов также зависит от физико-географических и гидрометеорологических условий исследуемой территории. Туманы на Северном Каспии наиболее часто наблюдаются зимой и весной, а также в конце осени и начале зимы, а у восточного побережья Среднего Каспия – в мае – июле, что связано с наличием здесь аномально холодных вод. Для восточного побережья Каспия характерно преобладание адвективных и адвективно-радиационных туманов. Их образование обусловлено охлаждением и  конденсацией пара, поступающей с водной поверхности.

В исследуемом регионе, так же как в целом по Казахстану, наблюдается значительное потепление климата, повышаются среднегодовые и среднесезонные температуры приземного воздуха, увеличивается повторяемость экстремально высоких температур и продолжительность вол тепла. В режиме осадков изменений не наблюдается. Такое изменение климата влияет на условия формирования и разрушения ледового покрова на море.

В рамках первого этапа также был осуществлен сбор и анализ информации и составлены сводные таблицы основных характеристиках ледового режима в период ледообразования и развития ледового покрова за период 1981…2012 гг. по казахстанским наблюдательным пунктам на Каспийском море (Приложения А и Б). Данные таблицы являлись исходным материалом для составления реферативного описания начальной фазы ледового режима — ледообразование и фазы развития ледового покрова.

Как показали исследования, сроки начала ледообразования на Каспии зависят от атмосферных процессов в предзимье, обусловленных сезонной перестройкой барических полей на высотах и у поверхности земли, и в некоторой степени, от притока тепла из средней части моря.

Раннее ледообразование на Каспийском море происходит в такие годы, когда над Западной Сибирью (или Уральским хребтом) находится глубокий высотный циклон. Процесс ледообразования начинается, как правило, с северо-восточной части моря. Лед раннего ледообразования в виде сала и заберегов неустойчив и с наступлением потепления, подвергаясь тепловым и динамическим воздействиям (ветер, волнение), быстро разрушается. Однако, даже кратковременное экстремально раннее (в октябре) ледообразование в каналах и на мелководьях представляет стихийное явление, приводящее к повреждениям деревянного рыболовецкого флота и орудий лова. В случае мощных затоков холодного арктического воздуха на акваторию моря и распространения его к югу возможно интенсивное охлаждение водных масс до температуры замерзания в закрытых мелководных бухтах и заливах восточного побережья Среднего Каспия.

Образование льда в Северном Каспии в сроки, близкие к норме, в течение ноября, декабря, происходит при любых направлениях вторжения холодного воздуха. Сильному ночному выхолаживанию воды на мелководье, сопровождаемому кратковременным образованием начальных видов льда (ледяные иглы, сало), способствует установление ясной погоды со слабым ветром. В средние по суровости предзимья ледообразование в Северном Каспии начинается с мелководных северо-восточных районов побережья, распространяясь на предустьевое взморье Волги, а затем на все мелководные районы, ограниченные 2…3-х метровыми изобатами.

Позднее ледообразование происходит в период, когда в теплые предзимья в конце ноября – начале декабря устанавливается устойчивый юго-западный перенос воздушных масс. В такие годы ледообразование в Северном Каспии происходит лишь в первой половине декабря

В Среднем Каспии ледообразование имеет тенденцию понижения с севера на юг. Диапазон колебания сроков начала ледообразования в прибрежных районах Северного и Среднего Каспия в экстремально холодные, и теплые зимы может превышать 2 месяца.

Устойчивый ледяной покров, сохраняющийся больше месяца, образуется в среднем через одну-две недели после начала ледообразования. В экстремально холодные предзимья с сильными и продолжительными морозами вдоль побережья сразу устанавливается устойчивый ледяной покров. Последующие похолодания приводят к укреплению ледяного покрова, формированию у побережья устойчивого припая и полному замерзанию в аномально ранние сроки. В теплые предзимья при чередовании волн холода и тепла охлаждение водных масс протекает менее активно. Сильные ветры в ноябре-декабре способствуют взлому припая, преобразовывая его в плавучий лед. При сгонном взломе припая вдоль изобат образуются трещины и разводья, длиною иногда в десятки километров. На краях трещин создаются гряды торосов. В отмелой прибрежной зоне дрейф льда в обычных условиях не происходит. По кромке разводий при подвижках льда отмечается наслоение льда. В результате воздействия льда происходит сдвиг грунтов на этой территории и образование шалыг, отмелей, банок. Кроме того, в районах малых глубин могут формироваться при торосообразовании мощные стамухи, сидящие на грунте.

Ранние и поздние сроки полного и окончательного замерзания Северного Каспия в различные по термическим условиям предзимья отмечаются в широком диапазоне – от второй половины октября до второй половины января. Своеобразно протекает процесс ледообразования в открытых районах Северного Каспия с общей направленностью от мелководного прибрежья к сравнительно глубоководным, центральным районам Северного Каспия. В умеренные зимы в октябре неподвижный лед устанавливается лишь узкой полосой.

У восточного побережья Среднего Каспия, в прибрежных районах, бухтах, заливах, особенно в суровую зиму происходит образование местного льда или поступление сюда более мощного плавучего льда из Северного Каспия. В аномально теплые предзимья припай в порту Баутино не наблюдается. В теплые зимы в районе порта Актау ледообразование не наблюдается.

В рамках второго этапа работы производился сбор информации о процессах таяния и разрушения ледового покрова Каспийского моря за период с 1981 по 2012 гг. по казахстанским наблюдательным пунктам (приложения В, Г). Анализ информации о процессах таяния и разрушения ледового покрова Каспийского моря позволил определить характерные даты перехода температуры воздуха через 0 °С; температуры воды через 0 °С; даты появления водяного заберега; взлома или первой подвижки припая. Для определения даты перехода температуры воды и воздуха через 0 °С производился анализ оперативных данных по четырем срокам наблюдений. Выявлено, что даты устойчивого перехода температуры воздуха через ноль градусов зависят от характера развития атмосферных процессов и состояния ледяного покрова. В зависимости от особенностей атмосферных процессов, развивающихся над морем, степени аномалий термических условий в предзимье и зимой, над Каспием формируется своеобразная для каждого года ледовая обстановка, в зависимости от типа зимы и синоптических процессов, происходящих в течение каждой зимы, изменяется и размер площади льда.

На основе анализа собранной информации проведено исследование ледовитости Каспийского моря в различные по термическим условиям зимы. Оно показало, что ледовитость моря в различные по термическим условиям холодные полугодия определяется не только площадью и объемом образовавшегося льда, но и особенностями его развития: границами распространения ледового покрова, преобладанием тех или иных форм и возрастных видов льда, устойчивостью его распределения по акватории и сохранением во времени. Толщина льда Каспийского моря характеризуется значительной изменчивостью в течение зимы и от года к году, а также своей большой неоднородностью по акватории, покрытой льдом. Выявлено, что определенную роль в неравномерности нарастания и распределения толщины ледового покрова играют атмосферные процессы холодного полугодия, обусловливающие контактный теплообмен на поверхности льда. В начальный период развития ледового покрова быстрое перемещение границы молодого льда, увеличение площади и толщины припая обусловливаются термическими факторами. Во второй половине ледового сезона усиливается влияние на ледовый покров динамических факторов, обусловливающих взлом припая, сжатие и разрежение льда, а также процессы наслоения и торошения. Необходимо отметить, что торосообразование является характерным явлением для Северного Каспия. В средние по ледовитости зимы зона повышенной торосистости занимает обширную акваторию, расположенную за пределами устойчивого припая. В суровые зимы припай оказывается более устойчивым, поэтому степень торосистости и ширина зон торосов оказываются меньше, чем в мягкие зимы. Для активного торосообразования характерно как возникновение гряд торосов, так и появление стамух, сидящих на грунте, что сильно увеличивает общую мощность ледового покрова и сказывается на его объеме.

Анализ зим по степени ледовитости выявил случаи с неустойчивым состоянием ледового покрова. Примером ледовых сезонов с неустойчивым состоянием ледового покрова служат аномально теплые полугодия 1980…1981, 1982…1983, 2006…2007 гг. Как правило, в такие годы площадь плавучего льда оказывается больше площади припая на протяжении всего ледового сезона. Неустойчивое состояние ледового покрова может пагубно влиять на популяцию каспийского тюленя. В работе приведены конкретные примеры и анализ ледовых условий, способствующих развитию стресса у животных, инфекций и их массовой гибели.

Важной характеристикой ледового режима является продолжительность ледового покрова. В работе представлена оценка ледовых условий у побережья моря по продолжительности ледового периода, числу дней со льдом и с припаем в нормальные (средние по ледовитости) и экстремальные зимы.

Особый акцент в работе сделан на ледообразование в районах освоения шельфа Каспия и морских операций. Показано, что существует специфика ледовых условий в районах освоения шельфа Каспийского моря и морских операций, по сравнению с шельфовой зоной Арктических морей. В частности, ею являются относительно низкие прочностные характеристики ровного льда и, соответственно, на фоне сильных ветров, условия, особенно благоприятные для взлома и торошения. Активная хозяйственная деятельность в этом районе также способствует нарушению ледового покрова и периодическому взлому антропогенного характера.

В рамках второго этапа работы была исследована также заключительная фаза ледового режима – фаза таяния и разрушения. Выявлено, что сроки начала ослабления и разрушения ледяного покрова и интенсивность этого процесса обусловлены общей ледовитостью моря, а именно мощностью образовавшегося льда, а также особенностями гидрологических условий к началу ослабления льда в процессе его таяния и разрушения. Совокупность воздействия перечисленных факторов вызывает неоднородность процессов разрушения льда в различных районах моря и большую их многолетнюю изменчивость. Анализ 30-летнего ряда наблюдений позволил определить характерные сроки взлома и разрушения припая и окончательного очищения моря ото льда и характерные даты ледового режима моря.

В соответствии с календарным планом в зимний период выпускались обзоры ледовой обстановки на Каспийском море (Приложение Д). За зимний период 2011…2012 гг. был подготовлен 31 обзор.

При подготовке данного отчета использована опубликованная информация о ледовом режиме Каспийского моря за исторический период, космические снимки, климатические справочники, данные наблюдений береговых морских и метеорологических станций РГП «Казгидромет» в соответствии со списком, представленном в приложении Е.

 Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*


Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Яндекс.Метрика
Распечатать