Введение 3
1 Физико-географическое описание района исследования 5
1.1 Гидрометеорологические особенности 6
1.2 Гидрологические условия 7
1.3 Особенности ледового режима 14
2 Материала и методы исследования 16
2.1 Спутниковые наблюдения 16
2.2 Методы наблюдения и исходные данные 19
3 Оценка ледовых условий в Беринговом море 21
3.1 Многолетние колебания ледовитости 21
3.1.1 Площадь ледяного покрова 21
3.1.2 Ледовитость 22
3.1.3 Продолжительность ледового периода 22
3.1.4 Пространственный анализ ледовой обстановки 24
3.2 Дрейф льдов, его пространственная и временная изменчивость 27
3.3 Смещение кромки 30
Заключение 35
Список литературы
Берингово море, являясь самым северным морем на Дальнем Востоке России, имеет развитый сезонный ледяной покров. Практически все виды хозяйственной деятельности, а также решение задач гидрометеорологических исследований в регионе во многом зависят от знания ледовой обстановки и возможности ее прогнозирования [1].
Динамика морского льда как важной составляющей климатической системы приводит к изменению свойств морской поверхности, что оказывает влияние на характер взаимодействия океана и атмосферы. Образующиеся при этом участки открытой воды приводят к существенной потере тепла океаном, в результате чего изменяются атмосферная циркуляция и температура воды на различных временных масштабах в деятельном слое океана [2, 3, 4, 5].
В этой связи важными информационными характеристиками ледовых условий являются сплоченность морского льда и положение его кромки, их сезонная и межгодовая изменчивость [6]. Кроме того, оценка и анализ изменчивости ледовых условий в Беринговом море, без сомнения, представляет интерес для исследования проблемы изменения климата [7, 8, 9]. Недавние работы указали на основные различия в поведении ледяного покрова Берингова моря и Северного Ледовитого океана, а именно то, что до сих пор Берингово море активно сопротивлялось сильным изменениям климата, происходящих в настоящее время в Арктике [10].
Требования более полного учета состояния льда в практических и научных задачах диктуют необходимость углубления знаний и детализации сведений о состоянии ледяного покрова Берингова моря [1].
Цель выпускной квалификационной работы заключается в анализе пространственно-временной изменчивости ледяного покрова Берингова моря по данным дистанционного зондирования земли.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Анализ временной изменчивости площади ледяного покрова
2. Анализ продолжительности ледового периода
3. Пространственно-временной анализ карт сплоченности морского льда
4. Пространственно-временной анализ дрейфа льда
5. Анализ смещения кромки морского льда
При анализе площади ледяного покрова установлено, что средняя площадь Берингова моря, покрытая льдом, составляет 0.228 млн км2, причем, начиная с 2014 года, значения площади были ниже среднего, а в 2018 году и вовсе минимальной за 42 года (0.073 млн км2). Это также подтверждает отрицательный тренд, коэффициент детерминации R2которого составил 0.103. Годом максимальной площади ледяного покрова Берингова моря стал 2012 (0.357 млн км2).
График средних многолетних значений ледовитости, то есть площади, занятой льдом любой сплоченности, в процентах от общей площади моря, показал, что наиболее активная фаза ледообразования отмечается в декабре, затем, в марте, наступает пик ледовитости (27.43 %), и уже в апреле наблюдается наиболее стремительное таяние льда.
Таблица продолжительности ледового периода Берингова моря показывает, что даты начала ледообразования варьируются от 14 октября (2013 год) до 9 ноября (2003 год), даты полного очищения от льда - от 12 июня (2006 год) до 14 июля (2003 год). Средняя продолжительность ледового периода составила 280 суток, как, например, в 2009-2010 годах. Дольше всего море было покрыто льдом в 2013-2014 годах (302 суток), противоположная ситуация отмечается в 2017-2018 годах (255 суток). Временной ход продолжительности ледового периода также имеет отрицательный тренд, R2 которого, то есть вклад тренда в общую дисперсию ряда, составляет 0.146.
Проанализированы карты с максимальными, минимальными и средними ледовыми условиями. Заметны существенные различия в распространении ледяного покрова, особенно в меридиональном направлении, однако сплоченность, по большей части, остается неизменной (80-100 %).
На дрейф льда сильное влияние оказывают течения и ветер. При ветре северных румбов лед, под действием силы Кориолиса, дрейфует в южных и западных направлениях, при южных ветрах - на север и восток. Влияние течений отчетливо видно в прибрежных районах (в Анадырском заливе, Беринговом проливе, у п-ова Камчатка). Большую роль в дрейфе льда играют антициклонические вихревые структуры (диаметром свыше 90 км), образующиеся под влиянием Камчатского течения.
При общем анализе скоростей смещения кромки морского льда следует отметить несколько особенностей. Максимальные значения скоростей смещения кромки на юг наблюдаются в декабре, на север - в мае. Вторая особенность состоит в том, что наибольшие значения смещения кромки как на юг, так и на север наблюдаются вдоль 171-166° з.д. Это объясняется тем, что почти вся область между этими меридианами пролегает в мелководной части Берингова моря, где водные массы аккумулируют в себе значительно меньше тепла, также в этом районе на пути у льда не встречаются крупные участки суши, способные ограничить продвижение его кромки. Третья особенность заключается в относительно низких скоростях смещения кромки от 165° в.д. до 179° в.д. Это район российского побережья, которое расположено на относительно низких широтах, а западный шельф в свою очередь уже через несколько километров переходит в материковый склон, и далее - в глубоководную часть моря. Все это препятствует активному ледообразованию в этом районе.
