Исследование сезонной и межгодовой изменчивости площади припая в Восточно-Сибирском море
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЙОНА 5
1.1 КЛИМАТ 7
1.2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА МОРЯ В ПЕРИОД
НАРАСТАНИЯ 10
1.3 ПРИПАЙ 14
1.4 ПОЛЫНЬИ 20
1.5 ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА МОРЯ В ПЕРИОД ЕГО
РАЗРУШЕНИЯ 23
1.6 ПЛОЩАДЬ АКВАТОРИИ В РАЙОНАХ ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО
МОРЯ, ОСВОБОЖДАЮЩИЕСЯ ОТО ЛЬДА В ПЕРИОД ТАЯНИЯ ЛЕДОВОГО ПОКРОВА 27
2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 СЕТЬ ПОЛЯРНЫХ СТАНЦИЙ В СЕВЕРНОМ ЛЕДОВИТОМ ОКЕАНЕ 31
2.2 ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 37
3 МНОГОЛЕТНЯЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ПРИПАЯ В МОРЯХ
ВОСТОЧНОЙ АРКТИКИ ПО ДАННЫМ ПОЛЯРНЫХ СТАНЦИЙ 41
3.1 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В МОРЕ
ЛАПТЕВЫХ 43
3.2 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В ВОСТОЧНОСИБИРСКОМ МОРЕ 49
3.3 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В ЧУКОТСКОМ
МОРЕ 60
3.4 СУММА ГРАДУСО-ДНЕЙ МОРОЗА 63
3.5 ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА В ВОСТОЧНОСИБИРСКОМ МОРЕ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД 66
3.6 МЕЖГОДОВАЯ И СЕЗОННАЯ ЦИКЛИЧНОСТЬ ПЛОЩАДИ ПРИПАЯ
ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО МОРЯ 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЬЕ ИСТОЧНИКОВ 83
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЙОНА 5
1.1 КЛИМАТ 7
1.2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА МОРЯ В ПЕРИОД
НАРАСТАНИЯ 10
1.3 ПРИПАЙ 14
1.4 ПОЛЫНЬИ 20
1.5 ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА МОРЯ В ПЕРИОД ЕГО
РАЗРУШЕНИЯ 23
1.6 ПЛОЩАДЬ АКВАТОРИИ В РАЙОНАХ ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО
МОРЯ, ОСВОБОЖДАЮЩИЕСЯ ОТО ЛЬДА В ПЕРИОД ТАЯНИЯ ЛЕДОВОГО ПОКРОВА 27
2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 СЕТЬ ПОЛЯРНЫХ СТАНЦИЙ В СЕВЕРНОМ ЛЕДОВИТОМ ОКЕАНЕ 31
2.2 ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 37
3 МНОГОЛЕТНЯЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ПРИПАЯ В МОРЯХ
ВОСТОЧНОЙ АРКТИКИ ПО ДАННЫМ ПОЛЯРНЫХ СТАНЦИЙ 41
3.1 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В МОРЕ
ЛАПТЕВЫХ 43
3.2 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В ВОСТОЧНОСИБИРСКОМ МОРЕ 49
3.3 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА В ЧУКОТСКОМ
МОРЕ 60
3.4 СУММА ГРАДУСО-ДНЕЙ МОРОЗА 63
3.5 ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА В ВОСТОЧНОСИБИРСКОМ МОРЕ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД 66
3.6 МЕЖГОДОВАЯ И СЕЗОННАЯ ЦИКЛИЧНОСТЬ ПЛОЩАДИ ПРИПАЯ
ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО МОРЯ 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЬЕ ИСТОЧНИКОВ 83
В Арктике продолжается процесс глобального потепления, который приводит к быстрому сокращению площади арктического морского льда во все времена года. Наиболее сильное уменьшение льда происходит в сентябре, к концу сезона таяния. Потепление существенно влияет на весь процесс образования и таяния льда, изменяя начало сроков ледообразования, таяние и другие режимные характеристики в российских арктических морях, которые характеризуются "относительным похолоданием и потеплением". Некоторые авторы отмечают значительное увеличение процессов потепления и сокращения льда с 2005 года и связывают это с изменениями в атмосферных процессах, а также с новыми фазами климатических изменений в термохалинной структуре вод и циркуляции Северного Ледовитого океана (СЛО).
Актуальность темы исследования. Согласно данным НАСА, за последние 30 лет площадь льда уменьшилась на 13,1 процента. Этот процесс не только влияет на животный мир Арктики, но и может привести к более серьезным последствиям для всей планеты, таким как увеличение уровня мирового океана и ухудшение климата во всем мире. Изменения климата приводят к тому, что начало и конец сроков ледообразования и таяния льда в российских арктических морях сдвигаются. Вот некоторые из эффектов, которые может вызвать изменение режимных характеристик в арктических морях:
• Изменение температуры воды и воздуха в регионе
• Изменение плотности воды и циркуляции водных масс
• Изменение водных и ледовых ресурсов в регионе
• Изменение арктической экосистемы
В связи с этим необходимо проводить более глубокие исследования причин и последствий изменения климата в Арктике, а также принимать меры для защиты экосистемы региона.
Объект исследования: характеристики ледяного покрова ВосточноСибирского моря
Предмет исследования: межгодовая и сезонная изменчивость площади припая
Цель исследования: описание основных закономерностей в формировании режимных характеристик припая в Восточно-Сибирском море и выявление причин межгодовых и многолетних изменений статистических характеристик и показателей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработка базы данных по площади припая для западной и восточной частей Восточно-Сибирского моря на основе натурных наблюдений ААНИИ
2. Получение данных по ширине припая при помощи пакета обработки геопространственных данных Esri ArcGIS
3. Получение основных статистических характеристик по площади и ширине припая.
4. Определение гармоник во временных рядах ширины припая и температуры воздуха.
Апробация работы. Основные положения данной ВКР докладывались на:
"ARCTIC DAYS IN ST. PETERSBURG - 2021: INTERNATIONAL
SCIENTIFIC COOPERATION IN THE ARCTIC IN THE ERA OF CLIMATE CHANGE" November 25 - 26, 2021 St. Petersburg, Russia
XXIX БЕРЕГОВАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ: НАТУРНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ — В ПРАКТИКУ БЕРЕГОПОЛЬЗОВАНИЯ Сборник материалов Всероссийской конференции с международным участием Калининград 18—24 апреля 2022 года
МОРЯ РОССИИ: ВЫЗОВЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НАУКИ (Севастополь, 2630 сентября 2022 года)
Актуальность темы исследования. Согласно данным НАСА, за последние 30 лет площадь льда уменьшилась на 13,1 процента. Этот процесс не только влияет на животный мир Арктики, но и может привести к более серьезным последствиям для всей планеты, таким как увеличение уровня мирового океана и ухудшение климата во всем мире. Изменения климата приводят к тому, что начало и конец сроков ледообразования и таяния льда в российских арктических морях сдвигаются. Вот некоторые из эффектов, которые может вызвать изменение режимных характеристик в арктических морях:
• Изменение температуры воды и воздуха в регионе
• Изменение плотности воды и циркуляции водных масс
• Изменение водных и ледовых ресурсов в регионе
• Изменение арктической экосистемы
В связи с этим необходимо проводить более глубокие исследования причин и последствий изменения климата в Арктике, а также принимать меры для защиты экосистемы региона.
Объект исследования: характеристики ледяного покрова ВосточноСибирского моря
Предмет исследования: межгодовая и сезонная изменчивость площади припая
Цель исследования: описание основных закономерностей в формировании режимных характеристик припая в Восточно-Сибирском море и выявление причин межгодовых и многолетних изменений статистических характеристик и показателей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработка базы данных по площади припая для западной и восточной частей Восточно-Сибирского моря на основе натурных наблюдений ААНИИ
2. Получение данных по ширине припая при помощи пакета обработки геопространственных данных Esri ArcGIS
3. Получение основных статистических характеристик по площади и ширине припая.
4. Определение гармоник во временных рядах ширины припая и температуры воздуха.
Апробация работы. Основные положения данной ВКР докладывались на:
"ARCTIC DAYS IN ST. PETERSBURG - 2021: INTERNATIONAL
SCIENTIFIC COOPERATION IN THE ARCTIC IN THE ERA OF CLIMATE CHANGE" November 25 - 26, 2021 St. Petersburg, Russia
XXIX БЕРЕГОВАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ: НАТУРНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ — В ПРАКТИКУ БЕРЕГОПОЛЬЗОВАНИЯ Сборник материалов Всероссийской конференции с международным участием Калининград 18—24 апреля 2022 года
МОРЯ РОССИИ: ВЫЗОВЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НАУКИ (Севастополь, 2630 сентября 2022 года)
В результате проделанной работы были получены следующие результаты:
Была разработана база данных по площади припая для западной и восточной частей Восточно-Сибирского моря. Были получены статистические характеристики по площадям припая.
Определены сроки окончательного взлома припая на полярных станциях и в естественных припайных зонах. Выполнен статистический и сравнительный анализ за разные периоды.,
Створы 15,16 характеризующие состояние припая в юго-западной части моря. И являются самыми важными в навигационном отношении т.к. это подходы к проливам Санникова и Лаптева Створы 18-припай в проливе Дмитрия Лаптева, 19-21припай вдоль материкового побережья от Хромской губы до Медвежьих островов. Размах сроков окончательного взлома припая составляет около одного месяца. Исключением являются районы 17 и 19. В этих прикромочных районах взлом припая может начаться под влиянием динамических факторов (ветер, дрейф льда) до начала таяния льда.
Анализ данных на полярных станциях показал, что средние сроки разрушения припая в последние 10 лет сместились на более ранние даты от 7 до 14 суток.
Получены основные статистические характеристики по максимальной толщине льда, площади льда, СГДМ, цикличности температур по данным полярных станций, и цикличности нарастания за весь ряд наблюдений, а также отдельно за последний 15-летний:
• Средние толщины на момент максимального нарастания 170-185 см. Максимальные толщины по морю составляют 177-219см.На всех станциях толщина льда имеет значительные амплитуды колебаний (50-70 см).
• В последние 15 лет нарастание толщины происходит значительно медленнее на всех станциях. Так, достижение толщины, например, 100 см, происходит на 1-2 декады позднее, чем в предыдущем периоде измерений.
• На станциях Амбарчик, Райчуа и Айон в последние 15 лет к концу апреля-мая толщина льда приближается к среднемноголетним значениям. Наибольшие изменения на протяжении всего периода отмечаются на станции Биллингса, Певек и Валькаркай. На момент нарастания в среднем толщина льда меньше на 10-15 см в последний 15-тилетний период.
• В последние 15 лет среднемесячная температура в течение всего
годового цикла была на 2,5-3 °С выше средней за предыдущий период до 2004г. Наибольшие изменения температуры на 3,8-6,2°С, наблюдаются преимущественно в осенние месяцы (октябре, ноябре), а также в феврале. Наименьшие- с увеличением температуры на 0,1-2,4°С, с апреля по август, также стоит заметить, что в период с 2004 по 2020 не было ни одной суровой зимы
Определены гармоники временных рядов ширины припая и температуры воздуха.
Для станции Айон были выделены основные циклы температур: 2, 5, 7, и 13 лет.
Для станции Санникова отмечается наличие циклов по температуре: 2, 3, 5, 7, и 14 лет
Для западной части моря выделены повторяемости нарастания площади припая: 2, 3, 4, 7, 13, и 20 лет
Для восточной части моря выделены повторяемости нарастания площади припая: 2, 4, 7, 13, и 20 лет
Что хорошо коррелирует с Североатлантическим колебанием (пик между 6 и 13 годами), которое представляет собой изменение атмосферного давления от южных до северных широт Атлантики, циклом солнечной активности Швабе в 11 лет, и квазипериодичных процессах земли, выраженных в орбитальном диссонансе из за положения земли к Марсу, Венере, и Луне, что вызывает изменения в приходящей на поверхность солнечной радиацией.
Была разработана база данных по площади припая для западной и восточной частей Восточно-Сибирского моря. Были получены статистические характеристики по площадям припая.
Определены сроки окончательного взлома припая на полярных станциях и в естественных припайных зонах. Выполнен статистический и сравнительный анализ за разные периоды.,
Створы 15,16 характеризующие состояние припая в юго-западной части моря. И являются самыми важными в навигационном отношении т.к. это подходы к проливам Санникова и Лаптева Створы 18-припай в проливе Дмитрия Лаптева, 19-21припай вдоль материкового побережья от Хромской губы до Медвежьих островов. Размах сроков окончательного взлома припая составляет около одного месяца. Исключением являются районы 17 и 19. В этих прикромочных районах взлом припая может начаться под влиянием динамических факторов (ветер, дрейф льда) до начала таяния льда.
Анализ данных на полярных станциях показал, что средние сроки разрушения припая в последние 10 лет сместились на более ранние даты от 7 до 14 суток.
Получены основные статистические характеристики по максимальной толщине льда, площади льда, СГДМ, цикличности температур по данным полярных станций, и цикличности нарастания за весь ряд наблюдений, а также отдельно за последний 15-летний:
• Средние толщины на момент максимального нарастания 170-185 см. Максимальные толщины по морю составляют 177-219см.На всех станциях толщина льда имеет значительные амплитуды колебаний (50-70 см).
• В последние 15 лет нарастание толщины происходит значительно медленнее на всех станциях. Так, достижение толщины, например, 100 см, происходит на 1-2 декады позднее, чем в предыдущем периоде измерений.
• На станциях Амбарчик, Райчуа и Айон в последние 15 лет к концу апреля-мая толщина льда приближается к среднемноголетним значениям. Наибольшие изменения на протяжении всего периода отмечаются на станции Биллингса, Певек и Валькаркай. На момент нарастания в среднем толщина льда меньше на 10-15 см в последний 15-тилетний период.
• В последние 15 лет среднемесячная температура в течение всего
годового цикла была на 2,5-3 °С выше средней за предыдущий период до 2004г. Наибольшие изменения температуры на 3,8-6,2°С, наблюдаются преимущественно в осенние месяцы (октябре, ноябре), а также в феврале. Наименьшие- с увеличением температуры на 0,1-2,4°С, с апреля по август, также стоит заметить, что в период с 2004 по 2020 не было ни одной суровой зимы
Определены гармоники временных рядов ширины припая и температуры воздуха.
Для станции Айон были выделены основные циклы температур: 2, 5, 7, и 13 лет.
Для станции Санникова отмечается наличие циклов по температуре: 2, 3, 5, 7, и 14 лет
Для западной части моря выделены повторяемости нарастания площади припая: 2, 3, 4, 7, 13, и 20 лет
Для восточной части моря выделены повторяемости нарастания площади припая: 2, 4, 7, 13, и 20 лет
Что хорошо коррелирует с Североатлантическим колебанием (пик между 6 и 13 годами), которое представляет собой изменение атмосферного давления от южных до северных широт Атлантики, циклом солнечной активности Швабе в 11 лет, и квазипериодичных процессах земли, выраженных в орбитальном диссонансе из за положения земли к Марсу, Венере, и Луне, что вызывает изменения в приходящей на поверхность солнечной радиацией.
Подобные работы
- Динамика ледяного покрова в Восточно-Сибирском море по спутниковым данным в период летней навигации
Бакалаврская работа, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4315 р. Год сдачи: 2023 - Исследование режима заприпайных полыньей Карского моря, в зимний период
Магистерская диссертация, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4850 р. Год сдачи: 2023