Тема: Долгосрочный вероятностный прогноз ледовых условий в Каспийском море по данным ансамблевого прогнозирования

Ледяной покров является одним из основных факторов, лимитирующих хозяйственную деятельность на замерзающих морях. Необходимым условием деятельности морских отраслей хозяйства и нормальной работы портов и флота является учет фактической и ожидаемой ледовой обстановки на морях. Каспийское море относится к частично замерзающим морям. На северной части Каспийского моря ежегодно устанавливается устойчивый ледяной покров, отличающийся большой динамичностью. Он препятствует нормальному судоходству, способствует разрушению береговых
гидротехнических сооружений, а также может наносить значительный ущерб нефте-газо-добывающему хозяйству.
В прибрежных районах наиболее уязвимыми к воздействию льда оказываются мелкие суда рыболовецкого флота, осуществляющие осеннюю путину или подледный лов рыбы. В годы с ранним и резким похолоданием при штилевой погоде на поверхности воды образуется тонкий прозрачный молодой лед - «резун» — толщиной 5—7 см. Под действием ветра поля «резуна» приходят в движение и как бритвой разрезают деревянные рыболовецкие суда и орудия лова.
Не исключено отрицательное воздействие льда и в начале весенней путины. Оно отмечается в годы интенсивного проникновения холодного арктического воздуха на акваторию Каспия в марте, что приводит к резкому переохлаждению водных масс. «Весенний возврат холодов» сопровождается образованием тонкого льда, срезающего рыболовецкие сети и снасти.
На Волго-Каспийском канале при мощных подвижках сжатиях льда разрушаются даже капитальные навигационные ограждения.
Преждевременное снятие навигационных знаков на судоходных каналах приводит к частичному или полному прекращению навигации н влечет за собой большие убытки. Следует отметить, что в каналах и фарватерах аварии судов чаще происходят при поперечных ветрах. Суда, пробивающиеся через лед, «выжимаются» дрейфующими ледяными полями иа бровку и подвергаются сильному напору льда, что приводит к серьезным авариям.
В суровые для восточного побережья зимы осложняется ледовая обстановка в Баутинской бухте, в Красноводском заливе и в портпункте Аладжа. В результате прекращается поток сухогрузов, нефтепродуктов и сырой нефти. Народному хозяйству наносятся миллионные убытки.
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. Известны случаи резкого понижения температуры воздуха, сопровождающиеся интенсивным ледообразованием с последующим укреплением льда. Чрезвычайно неблагоприятная обстановка вызвала массовую гибель водоплавающих птиц.
Редкая сеть метеорологических станций, а также перерывы в наблюдениях в отдельные годы привела к недостаточной изученности климатических изменений этого региона. 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 волн тепла. Такое изменение климата влияет на условия формирования и разрушения ледового покрова на море. (Ивкина Н., 2017)
Для четкого планирования морских операций и с целью избежания ущерба для различных отраслей морской деятельности необходимо разрабатывать своевременный и точный долгосрочный прогноз появления и схода льда.
...
Купить

В данной работе была рассмотрена возможность разработки долгосрочного прогноза появления льда на северо-востоке Каспия методами ансамблевого прогнозирования.
Было установлено следующее:
Статистический анализ установил, что между датами появления льда и датами устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°С и -5°С существует тесная связь. Так корреляционная связь между датами первого появления льда и датами достижения температуры значений 0°С и - 5°С составили 0.99 и 0.95 соответственно. По данным реанализа температуры корреляция составила 0.96 и 0.72.
Мелководная часть северо-восточной части Каспийского моря может замерзать быстро, достаточно даже незначительных падений температур. Средние суммы градусов морозодней расчитанные по данным реанализа, для дат первого появления льда составили примерно -5°С -7°С, а для устойчивого появления льда составили примерно -30°С -45°С. Корреляция между датами первого появления льда, рассчитанными по средним суммам градусов морозоднней по реанализу и датами, полученными из ряда наблюдний, составила 0.81 (за период 2000-2021).
В трех из 20 зим (15% от общего количества) разница между датами первого появления льда по наблюдениям и реанализу составила наибольшую разницу: 2003-2004 -11 дней; 2005-2006 -20 дней; 2015-2016 -19 дней.
Причины этого в неустойчивых процессах ледообразования. После появления льда приходили волны тепла и происходило разрушение льда или уменьшение площади льда. Нужно отметить, что для учета дополнительных причин установления льда в прогнозе, так же должны учитываться другие факторы, влияющие на ледообразование и ледоразрушение - температура воды, скорость ветра и т.д., не рассмотренные в данной работе.
Разница в датах установления льда в остальных зимах периода 20002021 составила от 1 до 5 дней (в 85% случаев). Данные реанализа хорошо соответствуют датам, когда происходило устойчивое замерзание северовосточной части Каспийского моря.
Долгосрочный прогноз методом ансамблей на зимы 2020-2021 и 20212022 с заблаговременностью 1-2 месяца показал следующее:
- прогноз дат первого появления льда, рассчитанный по суммам градусов морозодней рассчитанный как среднее по всему ансамблю, показал совпадение их с данными наблюдений с погрешностью примерно 1-7 дней для 2021-2022 и 3-8 дней для 2020-2021.
-из 28 членов ансамбля, прогноз по 4 членам ансамбля оказался наиболее близким к фактической дате замерзания для 2021-2022 года и по 3 членам ансамбля для 2020-2021 года.
...
Купить