Научно-исследовательская дрейфующая станция "Северный полюс-35" - крупный вклад в Международный полярный год 2007/08

В.Т. Соколов, И.М. Ашик - ГУ "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт"

Открытие научно-исследовательской станции "Северный полюс-35" явилось значимым вкладом России в Программу исследований Международного полярного года 2007/08, начавшегося 1 марта 2007 г., и стало продолжением уникальных отечественных исследований на дрейфующих льдах Северного Ледовитого океана.

Станция СП-35 была развернута на льду Арктического бассейна в районе, расположенном к северо-востоку от мыса Арктический – северной оконечности архипелага Северная Земля. Торжественное открытие станции состоялось 21 сентября 2007 г. в точке с координатами 81° 33' с.ш. и 103° 51' в.д.

Созданию дрейфующей станции «СП-35» предшествовала двухлетняя кропотливая работа коллектива Высокоширотной Арктической экспедиции и большинства научных подразделений ААНИИ, включавшая в себя разработку программы исследований, решение финансовых вопросов, подготовку и апробацию аппаратно-измерительного комплекса станции, подбор и подготовку личного состава, организацию снабжения и подготовку лабораторно-жилого комплекса, решение вопросов международного участия в работе станции. Координация вопросов по созданию и открытию «СП-35» осуществлялась руководителем Росгидромета А.И. Бедрицким и руководством ААНИИ во главе с директором института И.Е.Фроловым.

Высадка дрейфующей станции «Северный полюс-35» была осуществлена в рамках уникального высокоширотного рейса научно-экспедиционного судна «Академик Федоров», выполнившего комплексную программу работ и исследований высокоширотной Арктики в летний период 2007 г. в соответствии с задачами Международного Полярного года 2007/2008.

Одной из сложных задач этой экспедиции оказался поиск льдины для дрейфующей станции, поскольку разрушение ледяного покрова на акватории Арктического бассейна в летний сезон 2007 г. не имеет аналогов за всю историю наблюдений в Арктике.

17 сентября атомный ледокол «Россия» и НЭС «Академик Федоров» вошли в зону обширных ледовых полей. На следующий день был произведен ряд вертолетных разведок, в результате которых была найдена группа полей, пригодных для высадки станции. На одно из них, поле размерами 3,3 x 5,5 км, и началась высадка станции. За трое суток с НЭС «Академик Федоров» при вертолетной поддержке, несмотря на периодически ухудшающиеся погодные условия, была успешно осуществлена выгрузка на льдину около 350 тонн груза для обеспечения долговременной работы и жизни коллектива СП-35. В короткий срок развернули первую очередь научного и жилого комплекса из 16 специальных домиков, палаток-хранилищ, запустили дизельную, радиостанцию, ввели в действие научное оборудование метеорологического комплекса.

Коллектив полярников СП-35 из 21 человека возглавлял многоопытный начальник станции океанолог А.А. Висневский; его заместителями были С.Б. Лесенков (зам. по науке, океанолог) и Е.И. Новохатский (зам. по общим вопросам). На станции трудились метеорологи И.Г. Косолапов, Н.С. Зиновьев и В.Ю. Кустов; аэрологи С.А. Семенов и В.А. Шевцов; океанолог А.Л. Румянцев; ледоисследователи С.М. Ковалев и Ю.А. Завидовский; химики А.П. Недашковский и Е.М. Кожевников; гидрограф С.В. Вахлаков; врач А.В. Галкин; радиоспециалист М.Н. Фокин; инженерно-механическая группа – С.А. Макаров, Д.Л. Гандзий, А.С. Кленов и Х.Ш. Кумышев; специалист по физике атмосферы Ю. Грезер (инженер из института Альфреда Вегенера – Германия).

Работа станции была рассчитана на один год. На начальном этапе были выполнены работы по развертыванию станции, ее обустройству, со второй половины ноября станция приступила к выполнению базового комплекса стандартных метеорологических, ледовых и океанологических наблюдений, а также ряда специальных наблюдений, предусмотренных программой работ. В этот период на станции так же выполнялась российско-германская программа атмосферных исследований.

В апреле 2008 г. после подготовки взлетно-посадочной полосы и приема самолетов на станции был выполнен расширенный комплекс работ фундаментального и оперативно-производственного характера. В мае – июле 2008 г. были продолжены стандартные наблюдения и проведены специальные сезонные исследования, направленные на изучение процессов, связанных с летним таянием ледяного покрова и развитием летних процессов в районе дрейфа станции.

Главными видами работ и исследований, выполненных на СП-35, являются:
• проведение круглогодичных стандартных и специальных метеорологических, ледовых и океанографических наблюдений;
• осуществление комплексного мониторинга современного состояния и загрязнения окружающей среды в районе дрейфа;
• исследование газообмена в системе «атмосфера-лед-океан»;
• постановка специальных экспериментальных работ, направленных на исследование процессов, определяющих климатические изменения в центральной Арктике и оценку их влияния на природную среду и экосистему арктического региона России.

Результаты таких исследований и мониторинга природной среды являются основой для совершенствования технологии слежения за состоянием Северного Ледовитого океана (СЛО), развития и информационного обеспечения методов прогноза погоды и моделей климата Арктики.

Основной вопрос, который практически всегда возникает при предложениях провести те или иные крупномасштабные натурные исследования в Арктике, формулируется так: стоит ли тратить значительные силы и средства на организацию дрейфующих станций и осуществление океанологических съемок покрытых льдом акваторий СЛО? Ответ может быть только положительным. Климатическое и океанографическое значение этого океана, отличающегося уникальными характеристиками, выходит далеко за пределы его границ. Ледяной покров СЛО обладает термодинамической устойчивостью, сохраняется вот уже несколько десятков тысяч лет, распространяясь временами на Северную Атлантику, и оказывает воздействие на глобальный тепловой баланс и, стало быть, на климатическую систему всего земного шара. В процессе взаимодействия с ледяным покровом и атмосферой, образующихся и поступающих извне водных масс, их переноса и трансформации, формируются прямые и обратные термодинамические связи. Они обусловливают колебания климатического режима в Северной полярной области, распространяющиеся затем к югу.

Наблюдающееся в последние два десятилетия глобальное потепление климата, несомненно, должно было отразиться на метеорологическом режиме высоких широт. Инструментальное подтверждение этому было получено в ходе метеорологических наблюдений на дрейфующих станциях СП-32 в 2003-2004 гг. и СП-33 в 2004-2005 гг. В период их дрейфа преобладали положительные аномалии среднесуточных температур воздуха. При этом увеличилась повторяемость экстремальных погодных явлений. Так, по данным наблюдений на норвежском судне «Фрам», за весь летний период 1895 г. было только три дня со среднесуточной температурой выше 0?С. По наблюдениям 1950–90-е годов, количество дней с положительными среднесуточными температурами не превышало в среднем шести за год. На СП-32, дрейфовавшей несколько севернее, чем «Фрам», таких дней оказалось 26.

По сути дела, результаты систематических метеорологических наблюдений на СП-32 и СП-33 явились первым, после двенадцатилетнего перерыва, инструментальным подтверждением изменения климатических параметров и, в частности, продолжающегося потепления нижних слоев атмосферы высоких широт в Арктике, начавшегося в начале 1990-х годов.

Наряду с отмеченным потеплением атмосферы, в последнее десятилетие наблюдаются увеличение интенсивности приповерхностных инверсий и концентрации парниковых газов, положительная аномалия температуры атлантических вод, поступающих в Арктический бассейн СЛО, и сокращение площади многолетних морских льдов.

В значительной степени такая значительная аномалия климата Арктики способствовала появлению инициативы о проведении в 2007-08 гг. очередного Международного полярного года. Основным элементом международной исследовательской программы для Северного Ледовитого океана стало создание развитой системы мониторинга его состояния, включающей в себя наблюдения с помощью дрейфующих ледовых буев, заякоренных буйковых станций, подводных дрифтеров и дистанционных методов. Данная система получила название AOOS (Arctic Ocean Observing System). Поскольку АООS опирается, прежде всего, на автоматические средства наблюдений, то особенно перспективным направлением международного сотрудничества представляется проведение совместных исследований в Арктическом бассейне с акцентом на российские научно-исследовательские станции «Северный полюс».

Технология создания и поддержания работ дрейфующих станций «Северный полюс» является уникальной и в настоящее время в мировых научных исследовательских кругах считается российским «ноу-хау». Уже сейчас американская сторона использует для обеспечения проекта NPEO российскую взлетно-посадочную полосу на дрейфующем льду в приполюсном районе. Кроме того, наличие обитаемой научно-исследовательской станции в СЛО предоставляет исключительные возможности для испытаний и наработки новых технологий и средств измерений, валидации методов дистанционного зондирования, а также выполнения измерений, требующих участия наблюдателя. Для российской стороны такая кооперация позволит обеспечить свои наблюдательные программы современной высокоэффективной измерительной базой, получить доступ к новейшим технологиям сбора и анализа данных наблюдений и привлечь внебюджетные средства для реализации в полном масштабе национальной научной проблематики. Ряд научно-исследовательских организаций США, таких как, например, Полярный научный центр при университете штата Вашингтон, Международный научно-исследовательский центр при университете штата Аляска, Лаборатория по исследованию холодных регионов, Океанографический институт в Вудс-Холле и некоторые другие уже сейчас высказывают желание принять участие в работе дрейфующих станций.

Значительный интерес к созданию совместной программы исследований с использованием дрейфующих станций выражают ученые Норвежского полярного института. Так, в работе на дрейфующей станции СП-33 в весенний период впервые в истории станций «Северный полюс» принял участие ученый из Норвежского полярного института доктор С. Герланд. Но реальный цикл работ с долговременным участием в них провел германский институт Полярных и морских исследований им. А. Вегенера, в коллективе СП-35 в течение семи месяцев работал германский специалист.

Исследования последних лет указывают на существенную роль внутригодовых циклов в формировании межгодовой (климатической) изменчивости СЛО. С учетом этих обстоятельств и была создана программа исследований на дрейфующей станции СП-35. В ее основе лежал комплексный характер исследований, ее ключевым подходом являлся круглогодичный цикл натурных исследований Арктического бассейна с акцентом на изучение особенностей физических механизмов, ответственных за развитие сезонных процессов и формирование межгодовых изменений. Существенным отличием предлагаемой программы исследований современных дрейфующих станций от предшествующих является использование современных высокоточных многопараметрических измерительных комплексов, новых технических средств, данных дистанционного зондирования, новых технологий обработки и анализа данных наблюдений.

Траектория дрейфа СП-35 проходила в пределах абиссальной равнины Баренца (котловина Нансена) от точки 81°27' с.ш. 115°19' в.д. до точки 81°15' с.ш. 29°15' в.д. За период дрейфа станция прошла 2504 км в течение 297 дней ее работы. Основные направления работ включали:
• стандартную метеорологию;
• аэрологическое зондирование (дважды в сутки);
• морскую гидрологию и гидрохимию;
• гидрографический (маршрутный) промер;
• работы в области исследования загрязнений (океан, лёд, снег, атмосфера);
• исследования морского льда, газового состава приледной атмосферы, гидросферы и морского льда;
• геохимические гидробиологические и криологические исследования;
• исследование волновых процессов в морском льду;
• медико-биологические исследования;
• озонометрические наблюдения в атмосфере (совместный проект ААНИИ – AWI, Германия).

Работа дрейфующей станции СП-35 была завершена на месяц раньше планируемого срока. В связи с приближением дрейфующей станции к Шпицбергену руководителем Росгидромета А.И. Бедрицким было принято решение о ее снятии. 8-22 июля экспедицией ААНИИ в Арктике была осуществлена операция по эвакуации дрейфующей станции СП-35 с использованием научно-экспедиционного судна «Михаил Сомов» Росгидромета при ледокольной поддержке атомного ледокола «Арктика».

Полученные на дрейфующей станции «Северный полюс-35» данные являются уникальными. Выводы, полученные учеными ААНИИ из результатов комплексных наблюдений в Северном Ледовитом океане в период 2007-2008 г., имеют научно-стратегический характер, и могут быть использованы в оценках перспектив развития экономики в Арктике в ближайшие годы. СП-35 была в дрейфе в центральной части Северного ледовитого океана 298 суток, пройдя по сложной траектории 2502 километра. Однако в начале июля в связи с приближением дрейфующей станции к острову Шпицберген, Росгидромет принял решение о ее снятии. В этой операции были задействованы научно-экспедиционное судно «Михаил Сомов», ледокол «Арктика» и вертолет Ми-8. Станция прекратила свою работу 16 июля 2008 г.

Российские ученые продолжают осуществлять непрерывные круглогодичные комплексные научные и стандартные наблюдения на дрейфующих станциях «Северный полюс». 7 сентября 2008 г. состоялось торжественное поднятие государственного флага России на дрейфующей станции «Северный полюс–36».

Работа СП-36 ориентирована на развитие отечественных исследований и научных технологий в высоких широтах Арктики, на совершенствование системы гидрометеорологического обеспечения морской хозяйственной деятельности, а также на получение оценок текущего состояния арктической окружающей среды для разработки сценариев ее изменений.

С возобновлением регулярных работ на дрейфующих станциях в Северном Ледовитом океане мировая система гидрометеорологической информации пополнилась важнейшей научной обсерваторией, продолжающей и развивающей комплекс исследований природной среды высокоширотной Арктики в наши дни.

Имеющаяся в настоящее время информация о состоянии природной среды Арктики подтверждает существование значительных изменений в природном комплексе региона, последствия которых в ближайшие годы могут оказать заметное воздействие на природу, на социально-экономическую деятельность населения планеты. Результаты работ дрейфующей станции будут использованы для научного обоснования перспективного планирования экономически эффективной и экологически безопасной хозяйственной, в том числе морской, деятельности, а также для решения задач по гидрометеорологическому обеспечению судоходства по трассам Северного морского пути.

Перейти к содержанию № 4(26) 2008

 

№ 4(26), 2008
Освоение океана и шельфа