„Упоритият труд побеждава всичко.“

Хидрометеорологични условия в Северния ледовит океан. Цялостни батиметрични изследвания бяха проведени през август-ноември 2020 г. в Северния ледовит океан (СЛО). Изследваният район е разположен в полярните зони на хребетите Гакел и Ломоносов до границите на 200-милната зона на Норвегия и Дания, както и в западния край на Канадския басейн в преходните зони към източните разклонения на Алфа хребетът и Чукотското възвишение. След приключване на комплексната работа по основните райони бяха извършени допълнителни проучвания на южния край на хребета Гакел в морето Лаптев.
Основната цел на тези проучвания беше да се получат данни от проучване на релефа на дъното с многолъчеви и еднолъчеви ехолоти, за да се подготвят допълнителни обосноваващи материали към Допълнение (част 1 и част 2) от Заявлението на Руската федерация от 03.08. 2015 г. за установяване на външната граница на континенталния шелф отвъд 200-милната зона на граничната комисия.

Извършени са изчерпателни проучвания по предварително определена мрежа от праволинейни профили с изследователския експедиционен кораб (НИК) „Академик Федоров“ от клас усилен лед KM ULA2 A2, собственост на съизпълнителя на работата на FGBU „AARI“ придружен от атомният ледоразбивач „50 Let Pobedy“ (корабособственик FSUE „Atomflot“) според договореността.

Хидрометеорологичните наблюдения през основните синоптични периоди са извършени от 29 август до 31 октомври, хидрологични измервания – от 29 август до 28 октомври, наблюдения на ледената покривка по трасето на Р/В „Академик Федоров“ – от 31 август до октомври. 30.

Метеорологични условия. През септември (рис. 6) преобладават източните и североизточните въздушни потоци с краткотрайни отклонения на югозапад в последните дни на месеца, като тези ветрове са и най-силни (виж таблицата). През октомври (рис. 6) посоката на вятъра се промени от изток на запад, като най-силни са ветровете от север. Средната скорост на вятъра за целия период е 2–6 m/s.

Рис. 6. Повторяемост на посоката на вятъра

Средна скорост на вятъра по посоки

Фоновата температура, както беше предвидено преди комплексните изследвания, беше над нормата. През септември преобладаващата температура по трасето на НИК “Академик Федоров” беше -1,5…-5,5 °C (рис. 7).

Има краткотрайни повишения на температурата на въздуха до 0…4 °C, както и краткотрайни понижения на температурата в края на месеца при прояснения при облачност до минус 18,1 °C. През октомври имаше повече периоди с колебания на температурата на въздуха от максимални 0°C до минимум -18,1°C, като средната стойност за месеца беше -6,1°C.

Рис. 7. Дневни колебания на температурата на въздуха.

Относителната влажност на въздуха за целия период беше висока, средно 93%.
Средното количество обща облачност в изследваната зона е 9–10 бала, докато средното количество на по-ниската облачност е 6–7 бала. Преобладават стратифицирани форми на облаци – 52% от случаите.
Влошаването на обхвата на метеорологичната видимост през септември-октомври се дължи на появата на мъгла, мъгла и валежи под формата на сняг или дъжд (рис. 8).

Рис. 8. Повторение на метеорологичните явления.

По този начин метеорологичните условия през периода на експедиционната работа бяха доста благоприятни за извършване на комплексните батиметрични изследвания.

Хидрологични условия. Във връзка с необходимостта от въвеждане на параметрите на скоростта на звука във вода в системата на многолъчев ехолот бяха проведени океанографски изследвания, включително определяне на вертикалното разпределение на скоростта на звука (ВРСЗ) във вода и CTD измервания в хидроложки станции в дрейфа и с помощта на пробни сонди от типа XSV-1 при ход на плавателния съд (рис. 9). Извършени са общо 38 хидроложки сондажи.
При извършване на хидроложки станции на розетката на стандартна, корабна сонда CTD MIDAS SVP (Valeport) ) или към корпуса на защитните клетки на профилографа SBE 19-Plus/5145 (SeacatPlus v.1.6) се закрепва сонда скоростомер «MIDAS SVP» (фирма «Valeport») . Сондите се спускаха до хоризонта на дълбочина до 85% от дълбочината на мястото. Представителни данни от наблюдения бяха записани, когато инструментите бяха изваждани от водата.
Въз основа на данните, получени в резултат на океанографски изследвания, могат да се направят няколко заключения за състоянието на хидрофизичните характеристики на морската вода в полярната част на хребетите Гакел и Ломоносов, както и в западния край на Канадската котловина.

Рис. 9. Схема на точките на океанографските станции и точките на спускане на сонди.

На 29 август 2020 г. бяха завършени две хидроложки станции в северния край на жлеба (корито) „Света Анна“. Тази зона е значително повлияна от водни маси, идващи от Баренцово море от запад и от Арктическия басейн от север, както и арктическите води на Карско море. В слоя от повърхността до 20 m се намира арктическата лятна повърхностна водна маса, която се образува в резултат на лятното нагряване на водната повърхност. Температурите в този слой са в диапазона от 0 до +2,2 ºС, а солеността на водата е в диапазона 32,3–33,3 ‰. Във водния слой до 400–500 метра се наблюдава изразена стъпаловидна структура на вертикалния температурен профил, която има интрузивен характер, очевидно свързан с факта, че в тази зона има активно смесване на слоевете на атлантическата водна маса със студени арктически водни маси. Вертикалното разпределение на солеността има по-плавен характер. При извършване на батиметрично изследване в тази област е необходимо внимателно да се разгледат особеностите на разпределението на термохалинните характеристики.

Според данните от наблюдения през септември 2020 г., четири вида морска вода са ясно разграничени във вертикалната структура на стълба на морската вода на полярния регион, съответстващи на концепциите за състава на водните маси на Северния ледовит океан: повърхностна арктическа вода маси, междинен слой от арктически водни маси, дълбока атлантическа водна маса и придънен слой (рис. 10).

Горният слой (15–25 m) на повърхностните водни маси се характеризира с ниски температури (от -1,46 до -1,68 ºС) и ниски стойности на соленост (28,41–32,88‰). Под него, на дълбочина 25–100 m, лежи слой студен халоклин с температурен диапазон от -1,16 до -1,79 ºС и соленост от 28,36 до 34,31 ‰. Приема се, че образуването на този слой е свързано с проникването в Арктическия басейн на солени студени води, образувани през зимата на шелфа на морета Карско и Лаптеви.

Впоследствие се предполага, че водите на студения халоклин се образуват поради процесите на зимна конвекция директно в Арктическия басейн. Слоят на повърхностните арктически води е покрит от междинна арктическа водна маса, която се образува в резултат на смесването на долните слоеве на арктическата водна маса и горните слоеве на атлантическата водна маса и носи техните характерни черти.

Дебелината на този слой в тази област е 55–85 m, температурният диапазон на слоя е от -0,1 до -1,7 ºС, солеността е в диапазона 33,98–34,31 ‰. Горната граница на слоя на атлантическата водна маса в полярния регион варира от 150–180 m, долната граница е в диапазона 860–960 m. 1,27 ºС, а солеността 34,34–34,90 ‰. Температурата на придънния арктически слой, разположен под дълбоките атлантически води, е в диапазона от -0,68 до -0,73 ºС, а солеността е от 34,94 до 34,95 ‰.

Дънните води се образуват в Северноевропейския басейн и навлизат в Арктическия басейн на Северния ледовит океан през протока Фрам под атлантическите води, като се смесват частично с тях. Те се движат на изток и север нагоре до Ломоносовия хребет. Чрез проходи в билото част от дънните води проникват в тихоокеанския регион, но повечето от тях преминават над билото, смесвайки се с долния слой на атлантическите води и образувайки дънни води в тихоокеанската част на басейна.

Рис. 10. Вертикално разпределение на температурата и солеността на водата в полярния регион

Според наблюденията, направени в западната част на Канадския басейн от края на септември до средата на октомври 2020 г., водният стълб тук също е представен от четири водни маси (рис. 11). Основната характеристика на тази област е, че под горния смесен слой се намират летни тихоокеански води, които се идентифицират по наличието на локален температурен максимум. Това повишаване на температурата в дълбочина се дължи на притока на тихоокеански води, навлизащи през Беринговия проток.

Горната граница на термоклина е разположена от повърхността до 52 m, долната – от 83 до 198 m, под повърхностният максимум на температура от -1,01 до 1,22 ºС се намира на дълбочина 27–60 m. Дебелината на слоя на междинната водна маса е в диапазона 110–150 м. Температурният диапазон на слоя е -0,1–1,4 ºС, солеността е около 31,78–34,04 ‰. Горната граница на атлантическите води в района се намира на дълбочина 230–320 m, а максималната им температура около 0,62–0,87 ºС и съответната соленост 34,26–34,29 ‰ се наблюдават на дълбочини 350–480 m. Беше отбелязано, че според движението от север на юг дълбочините на границите на водната маса и ядрото на Атлантическия океан постепенно се увеличават, достигайки максимални стойности в южната част на изследваната зона.

На дълбочина 930–1050 m атлантическите води се покриват от дълбоки води, характеризиращи се с отрицателни температури от -0,38 до -0,41 ºС и соленост 34,38–34,39‰. Измерванията на температурата на дънните води в Канадския басейн показаха леко повишаване на температурата от дълбочина 2000 m до дъното, което съответства на адиабатно нагряване от порядъка на 0,05–0,09 ºС, характерно за тези дълбочини.

Рис.11. Вертикално разпределение на температурата и солеността на водата в западната част на Канадския котловина.

Заключения. Океанологичната работа, извършена по време на експедицията, позволи да се получи представа за текущото състояние на основните хидрофизични характеристики на морската вода, както и за ледените условия в полярната част на хребетите Гакел и Ломоносов и западния край на Канадската котловина. Получените данни от наблюдения са уникални, тъй като познанията в областта на изследването са доста ниски.

В хода на експедиционната работа се установяват модели на дребномащабна променливост на характеристиките на ледената покривка, които значително влияят върху ефективността на навигацията на кораба в лед, и разпределението на оперативните характеристики на движението на кораба в различни ледени образувания.

Резултатите от специални корабни наблюдения се явяват необходимите реперни данни за решаване на широк кръг от проблеми, включително: анализ на между годишната и сезонна променливост на основните характеристики на ледената покривка в различни региони на Арктическия басейн; определяне на модели на пространствено разпределение на характеристиките на ледената покривка; проверка на данните от сателитни изображения; анализ на влиянието на синоптичните и хидроложките условия върху преразпределението на ледената покривка на Арктическия басейн, нейния ледообмен с моретата на сибирския шелф.

Данните от наблюдението на ледовата обстановка позволяват да заключим, че има по-голям процент остатъчен лед в полярния сектор на север от Баренцово море, което потвърждава теорията за „климатичните периоди“, както и голямото влияние на трансарктическия транспорт.

Данните от измерването директно на скоростта на звука във водата, както и температурата и солеността на водата, могат да се използват при научното изследване на хидрофизичните условия на района, както и на климатичните промени в параметрите на морската среда.