Введение 3
Глава 1. Физико-географическая характеристика района 6
1.1 Географическое положение 6
1.2. Особенности метеорологических условий 8
1.3. Гидрологический режим 9
1.4. Особенности ледового режима 12
Глава 2. Изменчивость площади ледяного покрова в Северном ледовитом океане и его морях 18
2.1. Исходные данные 18
2.2. Сезонная изменчивость площади ледового покрова в СЛО 19
2.3. Межгодовая изменчивость 32
Глава 3. Изменчивость положения границы остаточных и старых льдов в СЛО текущем климатическом периоде 41
3.1. Изменчивость положения границы старых льдов в период максимального
нарастания ледяного покрова (май) 41
3.2. Изменчивость положения границы остаточных льдов в период
максимального таяния ледяного покрова (сентябрь) 45
3.3. Изменчивость площади старых и однолетних льдов 48
Заключение 52
Список литературы 55
Работа посвящена изучению такого важного показателя состояния климатической системы Северного полушария - как ледяной покров Северного Ледовитого океана и его морей. Именно ледяной покров является основным объективным индикатором происходящих изменений в климатической системе «атмосфера-лед-океан».
Актуальность. Изменения площади дрейфующих льдов в целом по океану и его морях и оценка тенденций в их изменении является важной прикладной научной задачей в изучении климата. Не менее важна и интересна с научной точки зрения оценка изменения положения границы старых льдов и однолетних льдов в «холодный» (50-80-е годы прошлого столетия) и теплый (90- по настоящее время) климатические периоды. Такие полученные на фактическом материале (спутниковые снимки) данные являются достоверной основой для оценки изменений в толщине льда в Северном Ледовитом океане.
Практическая значимость работы. Оценка происходящих изменений площади льдов в океане и его морях является важной исследовательской задачей, поскольку позволяет оценить возможные будущие изменения ледяного покрова. Соотношение между количеством старых льдов и однолетних льдов в океане позволяет количественно оценить изменение состава льдов, что весьма необходимо в задаче оценки объемов льда и ледового баланса в океане. Результаты работы дадут возможность оценить объективные показатели происходящих климатических изменениях в составе ледяного покрова в Северном Ледовитом океане.
Цель работы. Данная работа посвящена исследованию изменчивости общей площади льдов, положения границ старых льдов в зимний период, остаточных льдов в осенне-летний период в Северном Ледовитом океане и его морях.
Выполнение поставленной цели предусматривает решение задач:
1.Обработка и анализ данных с сайта ААНИИ площади ледяного покрова на период максимального нарастания (апрель) и сокращения (сентябрь) для Северного Ледовитого океана и районов в него входящих.
2.Обработка и формирование базы данных по положению границы старых льдов в мае и остаточных льдов в сентябре.
3.Расчет баланса старых и однолетних льдов в Северной полярной области.
5.Проведение анализа изменения границ старых и остаточных льдов за период с 1999 по 2018 год по пятилетиям и сравнительный анализ с более поздними данными.
При выполнении работы были использованы открытые литературные источники, картографический электронный материал и архивы обработанных спутниковых данных.
Выполненная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, состоящего из 12 источников.
В первой главе приводится физико-географическое описание района исследования. Основной особенностью Северного ледовитого океана является наличие постоянного ледяного покрова, который испытывает большие сезонные и межгодовые изменения, и является составной частью сложной климатической системы «атмосфера-лед-океан».
Во второй главе приводится исследование сезонной и межгодовой изменчивости площади ледяного покрова по спутниковым данным. Исследуется изменение площади ледяного покрова в самом Северном ледовитом океане и в его морях. Показано что сезонная изменчивость проявляет определенные закономерности в течение смены сезонов, увеличиваясь в зимний период и существенно сокращаясь в летний период. Также рассматривается межгодовая изменчивость площади ледяного покрова, которая проявляет тенденцию к сокращению общей площади льдов, как в самом океане, так и его морях.
В третьей главе проводится исследование изменчивости положения границы старых и остаточных льдов, а также сравнение изменения площади старых и однолетних льдов. Показано, что последние два десятилетия наблюдается значительное смещение границы старых льдов в Северном Ледовитом океане и сокращение их площади. Наблюдается значительное увеличение площади однолетних льдов.
В ходе работы была выполнена основная цель: исследованы площадь ледяного покрова и наблюдаемые тенденции в их изменении, изменчивость положения границ старых льдов в зимний период, остаточных льдов в осенне-летний период и в Северном Ледовитом океане.
На основе результатов проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. По изменению площади ледяного покрова Арктики в целом и по районам получено и проанализировано значительное количество данных, однако с каждым годом информация обновляется, поэтому исследование этих данных не теряет своей актуальности;
2. При анализе сезонной изменчивости площади ледяного покрова были описаны особенности каждого региона, а также выделены основные периоды: весенне-летнего таяния и сокращения площади льдов (с мая по сентябрь) и осенне-зимнего накопления и нарастания (с октября по апрель). Согласно полученным данным на момент максимального нарастания ледяного покрова в апреле, площадь, занимаемая льдом, в первом десятилетии (1979-1988) составила около 87% (12288 тыс. км2), в последнем десятилетии (2009-2018) - 83% (или 11691 тыс. км2). На момент максимального сокращения (в сентябре) площадь, занимая льдом, сократилась во втором десятилетии относительно первого более значительно, в первом лед занимал около 51% (7208 тыс. км2) площади, а во втором около 33% (4676 тыс. км2). То есть сокращение площади льдов в результате летнего таяния в последнее десятилетие (2009-2018 гг.) значительно интенсивнее и значительно больше, на 18% (или на 2532 тыс. км2);
3. При анализе межгодовой изменчивости площади ледяного покрова обнаружено, что в Арктическом бассейне, а следовательно, и в СЛО в целом, согласно линейным трендам, с 2006 года в сентябрьском распределении наблюдается незначительное, но устойчивое увеличение значений, в СЛО на 6030 км2/год, в Арктическом бассейне на 12190 км2/год;
4. Для оценки смещения границ ледяного покрова в зимний период года и остаточных льдов в летний и осенний период года были определены положения широты этих льдов по основным меридианам с шагом в 10 градусов. Выявлено, что кромка, как остаточных, так и старых в последние двадцать лет по сравнению с “историческими” данными (с 1954 по 1991 год для старых и с 1973 по 1998 год для остаточных) сместилась в северном направлении в среднем на 460 км и 501 км у старых и остаточных льдов соответственно. Это смещение менее выражено в западном районе Арктики и более значимо выражено в восточном районе Арктики. Смещение границы старых льдов на север говорит об общем сокращении количества старых льдов в СЛО. Эти льды заместились однолетними, что подтверждает мнение о том, что толщина льдов в СЛО становится меньше.
5. Для более детального анализа кромки льда промежуток с 1999 по 2018 год был разбит на четыре периода по 5 лет. В первый пятилетний период (с 1999-2003 гг.) смещение границы к северу было незначительным. Однако в последующие периоды смещение границы старых и остаточных льдов стало более существенным. Граница последовательно в период с 2004-2008 гг. смещалась на север и в период с 2009-2013 гг. смещение было наиболее значительным. Но в последний выделенный интервал лет 2014-2018 гг. наблюдалось даже некоторое опускание границы старых льдов в южном направлении. Однако общая тенденция к смещению их южной границы к северу и сокращению старых льдов и сохранялась. Причем в периоды с 2004 по 2018 гг. тенденция сокращения старых льдов и изменения положения его южной границы усилилась, что подтверждает выводы, полученные рядом исследователей об ускорении процессов потепления и их последствиями в последние 15-20 лет [Алексеев и др. 2015, Алексеев др. 2009].
6. За исследуемый 20-летний период произошло существенное изменение количества старых и однолетних льдов. Если в начале периода количество старых и однолетних льдов было приблизительно одинаковым, то в связи со смещением южной границы старых льдов в выделенной области расчета наблюдается значительное сокращение старых льдов и увеличение количества однолетних льдов. Причем в выполненных расчетах также хорошо прослеживается ускорение сокращения старых льдов и увеличение количества однолетних льдов, что косвенно свидетельствует об общей тенденции к уменьшению толщины льда в Северном Ледовитом океане, связанном с климатическими изменениями. Так если в первом пятилетии (1999-2003 гг.) количество старых и однолетних льдов приблизительно одинаково, то в следующем пятилетии (2004-2008 гг.) однолетних льдов уже вдвое больше, а в следующем пятилетии (2009-2013 гг.) однолетних льдов уде втрое больше старых. В последнем пятилетии соотношение между количеством старых и однолетних льдов стабилизируется.
Полученные результаты делают интересным дальнейшие исследования по изменению границы старых и остаточных льдов, и их количества в Северном Ледовитом океане, как надежных индикаторов происходящих климатических изменениях. Данные, полученные в результате выполнения исследования, могут быть использованы в дальнейшем исследовании - оценке объемов и баланса льдов в Северном Ледовитом океане.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
