Конференции по созданию программы международного полярного десятилетия 4 7 октября 2010 г

Вид материала

Тезисы

Содержание Результаты и перспективы исследования айсбергов и продуцирующих ледников Баренцева и Карского морей и особенности их наблюдений Бузин И.В. 2Институт географии РАН. Формирование газовых включений в конжеляционных льдах и некоторые закономерности газообмена атмосферы и гидросферы Гидрологический режим и экосистема подледникового озера Восток: синтез данных, полученных в период МПГ, и задачи будущих исследо Санкт-Петербургский государственный горный институт (Технический Университет) Флуктуация поверхности над подледниковым озером Восток (Антарктида) Основные результаты изучения динамики ледника во внутриконтинентальных областях и районах подледниковых водоёмов Восточной Антар Проект ABRIS: от МПГ к Международному полярному десятилетию Екайкин А.А.

Подобный материал:

• Конференции Объединенных Наций по созданию Международной Организации и вступил в силу, 369.04kb.
• На конференции предполагается рассмотреть следующие вопросы: Системные вопросы развития, 41.71kb.
• Отчет о результатах самообследования Негосударственного образовательного учреждения, 1742.39kb.
• Вас, что конференция состоится 5-7 октября 2010 г в г. Пенза. На конференции будут, 35.93kb.
• Международной Конференции «Авиация и космонавтика-2010», 30.53kb.
• Регистрация Для участия в работе конференции просим Вас до 24 октября 2010 года, 43.09kb.
• Программа конференции 26-27 октября 2010 года Уфа 2010, 2053.76kb.
• Участие в конференциях преподавателей сга в 2010–2011 годах, 111.85kb.
• Усь, Россию (зубр) в Киеве состоялся Учредительный съезд по созданию Международного, 269.76kb.
• Программа конференции 27-29 октября 2010 г г. Тамбов 2010, 121.98kb.

Результаты и перспективы исследования айсбергов и продуцирующих ледников Баренцева и Карского морей и особенности их наблюдений в рамках программы МПГ 2007/08 гг.


Бузин И.В.¹, Глазовский А.Ф.², Гудошников Ю.П.¹, Данилов А.И.¹, Дмитриев Н.Е.¹, Зубакин Г.К.¹, Кубышкин Н.В.¹, Мачерет Ю.Я.², Наумов А.К.¹, Нестеров А.В.¹,

Скутин А.А.¹, Скутина Е.А.<sup>1

1</sup>ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»,

²Институт географии РАН.


В последние годы наблюдается заметное повышение интереса к проблеме айсбергов в морях российской Арктики. Это связано, в первую очередь, с широкими планами по разработке месторождений углеводородов на шельфе, поскольку айсберги представляют серьезную угрозу для морских гидротехнических сооружений. В течение ряда лет (2001 и 2003-2009 гг.) экспедиции ААНИИ с участием сотрудников ИГ РАН выполняли комплексные исследования айсбергов и айсбергопродуцирующих ледников на акваториях Баренцева и Карского морей для задач обустройства Штокмановского газоконденсатного месторождения. В результате анализа архивных источников и экспедиционных данных получены:

- оценки айсбергового стока и характеристики основных продуцирующих ледников ЗФИ и Новой Земли;

- унифицированная база данных по айсбергам, насчитывающая 23700 айсбергов различных форм;

- распределение айсбергов разной обеспеченности в Баренцевом и Карском морях, экстремальные ситуации и динамика положения южной границы;

- статистики морфометрических характеристик айсбергов в Баренцевом море и их максимальные значения с оценкой масс (до 8 млн. тонн);

- особенности физико-механических свойств айсбергов и ледников и распределение температуры в их толще;

- оценки скоростей и траекторий движения айсбергов по данным многочисленных буев Argos и Inmarsat за длительные промежутки времени;

- моделирование движения айсбергов различных масс и верификация модели по натурным данным;

- методика расчета оценок вероятности столкновения айсбергов со стационарными объектами для обеспечения экологической безопасности.

Полученные результаты и опыт работ были использованы для подготовки и реализации проекта «Образование, динамика и разрушение айсбергов в западном секторе российской Арктики», осуществлявшегося в рамках программы Международного Полярного года (МПГ) 2007/08 гг. В ходе выполнения проекта были проведены две морские экспедиции (в 2007 и 2008 гг.) на НЭС «Михаил Сомов» для исследования айсбергов непосредственно в местах их образования: в районе Земли Франца-Иосифа, на баренцевоморском и карском побережье Новой Земли, в проливе Красной Армии Северной Земли. В ходе экспедиционных работ выполнены аэрофотосъемка и воздушное радиолокационное зондирование айсбергопродуцирующих ледников и наиболее крупных айсбергов, измерения вертикального распределения температуры льда в годовом деятельном слое айсбергов и ледников, измерения альбедо, а также наблюдения за ослаблением коротковолновой солнечной радиации в верхнем 3-метровом слое некоторых ледников и айсбергов. В докладе приводятся и анализируются основные результаты проведенных исследований, рассматриваются перспективы дальнейших исследований, которые сводятся к разработке специализированной программы исследований продуцирующих ледников и айсбергов, включающей:

- мониторинг поведения ледников и айсбергов в условиях изменения климата;

- изучение объектов при помощи дистанционных методов (ИСЗ, радиолокация, аэрофотосъемка, гидролокация, подводная фото-видеосъемка и др.) и прямых измерений в экспедиционных условиях.


Формирование газовых включений в конжеляционных льдах и некоторые закономерности газообмена атмосферы и гидросферы


Голубев В.Н.

МГУ имени М.В.Ломоносова, геогрфический факультет


Глобальные климатические изменения принято рассматривать в связи с увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере. Интенсивность газообмена атмосферы и океана определяется площадью свободной ото льда акватории последнего и зависит от объема испаряющейся с поверхности океана воды, от солености и температуры воды.

Исследования особенностей газообмена атмосферы и гидросферы при периодическом формировании ледяного покрова на поверхности водоемов показали, что газопроницаемость морского льда при толщине его более 10 см, а пресного льда более 5 см определяются лишь его сплошностью. Формирование газовых включений во льду рассматривается с позиций случайного распределения молекул неполярных газов в воде при отсутствии конвективного перемешивания. Растущие кристаллы льда оттесняют молекулы газов, и перед фронтом кристаллизации возникает слой пересыщения растворёнными газами. Процесс формирования пузырьков в воде связан с адсорбцией молекул газов на оседающих микрочастицах примесей. Центрами формирования микропузырьков газа чаще других служат частицы размером 0,01 – 1 мк. При адсорбции определенного количества газов эти частицы всплывают к фронту кристаллизации и, попадая в зону повышенной концентрации газов, дают начало макровключениям газов во льду. Толщина зоны пересыщения, концентрация молекул газов перед фронтом кристаллизации, а также количество и объемная доля макровключений газа во льду рассматриваются как функция скорости роста льда и, соответственно, термических условий на поверхности ледяного покрова.

Исследования газообмена океана и атмосферы в акватории Северного Ледовитого океана, показали интенсивное поглощение СО₂ поверхностным слоем морской воды из атмосферы даже в случае частичного сохранения ледяного покрова и разнонаправленные потоки газа на глубинах 200–4000 м. Формирование дефицита углекислого газа в поверхностном слое Северного Ледовитого океана в зимний период ведет к интенсивному поглощению арктическими морями в весенне-летний период по крайнем мере 3∙10¹⁴ молей СО₂.

Гидрологический режим и экосистема подледникового озера Восток: синтез данных, полученных в период МПГ, и задачи будущих исследований водной толщи озера


Липенков В.Я.¹, Екайкин А.А.¹, Саватюгин Л.М.¹, Алехина И.А.², Булат С.А.², Васильев Н.И.³, Казко Г.В.¹, Преображенская А.В.¹, Проказов А.А.¹, Шибаев Ю.А.<sup>1

1</sup>Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт

²Петербургский институт ядерной физики

³ Санкт-Петербургский государственный горный институт (Технический Университет)


В период подготовки и проведения МПГ был в основном завершен первый этап изучения подледникового озера Восток. На этом этапе исследования озера выполнялись методами дистанционных геофизических измерений и посредством комплексных анализов кернов озерного льда, поднятых на поверхность в результате продолжения глубокого бурения антарктического ледникового покрова на станции Восток. Результаты полевых и лабораторных исследований обобщались и согласовывались в процессе создания моделей, описывающих динамику ледникового покрова, циркуляцию озера, его газовый и изотопный режимы. Синтез полученных к настоящему времени экспериментальных данных и модельных оценок позволил определить основные особенности современного режима подледникового водоема (наличие гидротермальной деятельности, неполное перемешивание талой и гидротермальных вод с резидентной водой озера, высокая концентрация атмосферных газов, ультраолиготрофная среда), а также сформулировать задачи будущих прямых исследований водной толщи озера в ходе планируемого проникновения в подледниковый водоем.

Фундаментальными научными проблемами, которые остались нерешенными на первом этапе изучения озера Восток, являются: 1) проблема стационарности системы ледник-озеро и связанные с ней вопросы о возрасте озера и степени изолированности его от других элементов подледниковой гидрологической сети Антарктиды; 2) проблема существования микробной жизни в водной толще озера.

На основе накопленных данных и сложившихся представлений о гидрологической системе озера Восток нами был определен оптимальный набор видов измерений, которые необходимо произвести in situ в водной толще озера и по поднятым пробам озерной воды с целью эффективного решения указанных ключевых научных проблем. Предложены методы, технологии и технические средства, которые могут быть использованы для этих измерений. Разработаны концепция повторного проникновения в подледниковый водоем из скважины, заполненной буровой жидкостью, и технология стерильной доставки измерительного зонда в водную толщу озера.

Настоящие исследования проводятся в рамках проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан» при финансовой поддержке РФФИ, грант 10-05-01049.


Флуктуация поверхности над подледниковым озером Восток (Антарктида)

по измерениям ICESAT


Котляков В.М., Васильев Л.Н., Качалин А.Б., Москалевский М.Ю., Тюфлин А.С.

Институт географии РАН


Запуск космической системы ICESat в январе 2003 года с лазерным альтиметром GLAS (Geoscience Laser Altmeter System) дал возможность оценить величины изменений поверхности Антарктиды.

Изменения высот поверхности над озером Восток происходят в двух режимах. Низкочастотная флуктуация приводит к поднятию или опусканию всей поверхности. Высокочастотные осцилляции, возникающие главным образом из-за метелевого переноса снега, характеризуются локальным изменением высот по всей поверхности озера. Величины амплитуд флуктуаций определены в период февраль 2004 – ноябрь 2008 годов вдоль 41 проекций орбит ICESat в течение 13 кампаний по 60000 точкам в каждой кампании со средней квадратической ошибкой измерений 3 – 4 см. За короткий 4-х летний период поверхность осциллирует относительно средней высоты. Однако поведение поверхности можно ассоциировать с признаками прерываемого равновесия, присущего явлению самоорганизованной критичности, весьма распространенного в различных природных процессах. Совокупность локальных флуктуаций, пространственные размеры которых распределены в интервале от 50 до 10000 метров, представляют собой фрактальную динамическую структуру с размерностью около 1.80. Подобная динамическая структура сочетания дефляции и надува характеризуется степенным распределением динамических форм, возникающих на поверхности озера.

Перспективным представляется продолжение использования дистанционных измерений высот поверхности системой ICESat с лазерным альтиметром GLAS и новой космической системы CRYOSAT-2 с радарным альтиметром; атмосферных осадков (GPCP); изменение распределения ледовой массы при измерении гравитационного поля (GRACE и GOCE) с безусловной проверкой наземными измерениями, в частности определениями аккумуляции.

Работа выполняется при поддержке программы Президиума РАН 4 «Оценка и пути снижения негативных последствий экстремальных природных явлений и катастроф, включая проблемы ускоренного развития атомной энергентики», Направление 3 "Оценка и предупреждение экстремальных природных явлений и катастроф в атмосфере и на поверхности суши" (проект 3.1), Программы ОНЗ 11 «Физические и химические процессы в атмосфере и криосфере, определяющие изменения климата и окружающей среды» (проект 8.1.), Подпрограммы «Изучение и исследование Антарктики», ФЦП «Мировой океан» (проект 2) и проекта РФФИ №08-05-00125


Основные результаты изучения динамики ледника во внутриконтинентальных областях и районах подледниковых водоёмов Восточной Антарктиды


Фёдоров Д.В.¹, Матвеев А.Ю.¹, Гребнев В.П.¹, Лукин В.В.⁴, Рихтер А.^2,3, Дитрих Р.²,

Попов С.В.<sup>4

1</sup>ФГУП «Аэрогеодезия»

²Дрезденский Технический Университет (Ttechnische Universität Dresden – Institut für Planetare Geodäsie), Dresden, Germany

³Российская Антарктическая Экспедиция.

⁴Полярная морская геологоразведочная экспедиция


Начиная с 2001 г. ФГУП «Аэрогеодезия» в тесном сотрудничестве с Институтом планетарной геодезии Дрезденского технического университета, в рамках и при поддержке Российской антарктической экспедиции выполняет геодезические измерения в районе подледникового озера Восток и по региональным маршрутам в полосе трасс Мирный – Восток и Прогресс – Восток. Цель этих исследований состоит в определении полного вектора скорости течения приповерхностного слоя ледникового покрова, изменения баланса ледовых масс и абсолютной высоты дневной поверхности. Последняя зависит от величины аккумуляции, вертикальных и горизонтальных движений ледника и приливных и других деформационных явлений в районе подледниковых водоёмов, имеющихся в большом количестве на антарктическом континенте. К настоящему времени вдоль маршрутов было установлено 135 реперов, на которых были произведены многочасовые GPS/GLONASS наблюдения, которые, при применении специальной методики обработки данных, позволяют получать субсантиметровую точность, что позволяет, в свою очередь, скорректировать существующие модели аккумуляции и движения ледника по измерениям in situ. С другой стороны, данные радиолокационного профилирования (РЛП) позволяют однозначно выявить подледниковые водоёмы и определить их параметры. Кроме того, анализ слоистости ледника позволяет нанести лини тока. В этом смысле, геодезические данные и материалы РЛП логично дополняют друг друга. Согласно полученным материалам, скорость течения ледника в центральных районах составляет первые метры в год (1.97 м/год в районе ст. Восток); по мере приближения к краевой части ледника скорость нарастает неравномерно: в районе ст. Комсомольская 2.29 м/год, между ст. Комсомольская и Пионерская скорость течения сначала увеличивается до 9.43 м/год, потом снижается, достигая своего минимума (2.06 м/год) в границах подледникового озера Пионерское, выявленного посредством РЛП, затем снова возрастает. Этот факт косвенно указывает на влияние подледниковых водоемов на динамику ледового покрова в районе их локализации. Детально был изучен 100 км профиль к югу от обсерватории Мирный, который показал, что в 100 км от обсерватории скорость составляет 40 м/год, увеличивается до 60 и выше м/год в середине профиля и резко снижается на расстоянии 30 км от побережья.

Настоящая работа выполняется в рамках национальной программы МПГ по изучению подледникового озера Восток, а также международной программы SALE-UNITED по изучению подледниковых водоёмов Антарктиды. Работы выполняются в рамках проекта 4 подпрограммы "Изучение и исследование Антарктики" ФЦП "Мировой океан", при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ 10-05-91330-ННИО-а).

Проект ABRIS: от МПГ к Международному полярному десятилетию


Попов С.В. ¹, Лейченков Г.Л.², Котляков В.М ³, Москалевский М.Ю.³, Масолов В.Н.¹,

Лунёв П.И.<sup>1

1</sup>Полярная морская геологоразведочная экспедиция

²ВНИИОкеангеология

³Институт географии РАН


В 2006 г. был сформирован проект ABRIS (Antarctic Bedrock Relief and ice Sheet), нацеленый на изучение ледникового покрова и коренного рельефа Антарктиды. Он непосредственно связан с целями и задачами Международного Полярного Года. Проект ABRIS был зарегистрирован в международном офисе МПГ, одобрен национальным комитетом МПГ и внесён в перечень предложений в научную программу участия Российской Федерации в проведении этого мероприятия.

За пятилетний срок выполнения проекта ABRIS был переобработан значительный объём отечественных радиолокационных данных на основе современных методов обработки и интерпретации временных радиолокационных разрезов. Основу базы данных нового проекта составила база проекта BEDMAP, завершёного в 2000 г., перед которым, в своё время, были поставлены аналогичные задачи. За указанный период, в ABRIS было интегрировано: 7 отечественных аэрогеофизических съёмок, выполненных в прибрежной части Восточной Антарктиды; 12 наземных отечественных радиолокационных и сейсмических (МОВ) съёмок, выполненных в районе подледникового озера Восток и в секторе Мирный – Восток – Прогресс; данные американских аэрогеофизических исследований в районе подледникового озера Восток; данные германо-австралийского проекта PCMEGA, полученные в южной части гор Принс-Чарльз (Восточная Антарктида) и данные атласа GEBCO 2009 г. Эти материалы позволили сформировать обновлённый комплект карт мощности ледникового покрова, подлёдного и коренного рельефа обширной территории Восточной Антарктиды в секторе между 20º в.д. и 160º в.д. Указанные построения представляются и обсуждаются в докладе.

На симпозиуме по итогам МПГ, проходившей в г. Осло (Норвегия) и июне 2010 г. официальными представителями России были высоко оценены результаты, полученные в ходе МПГ. Было предложено продолжить международное сотрудничество в рамках Полярного Десятилетия. Проект ABRIS вполне соответствует духу международной интеграции и может занять достойное место среди, как национальных, так и международных проектов, которые будут организованы в рамках данного мероприятия.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 07-05-00401-а) и подпрограммы "Изучение и исследование Антарктики" ФЦП "Мировой океан" (проекты 2 и 3).

Исследования палеоклимата, строения и свойств снежно-ледяной толщи центральной Антарктиды в ходе комплексных научных походов: итоги МПГ и перспективы на ближайшее десятилетие


Екайкин А.А.¹, Липенков В.Я.¹, Шибаев Ю.А.¹, Попов С.В.², Федоров Д.В.<sup>3

1</sup>ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

²Полярная Морская Геологоразведочная Экспедиция

³ФГУП «Аэрогеодезия»


Одним из наиболее значимых и результативных направлений деятельности России в Антарктике в рамках Международного полярного года было комплексное изучение центральных районов материка в рамках проекта «Гляцио-геофизические исследования вдоль линий тока льда, проходящих через подледниковое озеро Восток». На международном уровне эти работы были включены в два корневых проекта МПГ: № 301 TASTE-IDEA (Trans-Antarctic Scientific Traverses Expeditions – Ice Divide of East Antarctica) и № 205 IPICS-IPY (International Partnership in Ice Core Science – International Polar Year Initiatives). Район работ включал сектор Восточной Антарктиды между станциями Мирный, Восток, Купол В и Прогресс, но основные усилия были направлены на исследования окрестностей станции Восток, подледникового озера Восток и линий тока льда, проходящих через озеро. Несмотря на очевидные логистические трудности, был получен ряд важных результатов, существенно обогативших объем знаний о пространственном распределении свойств снежного покрова, а также о прошлых изменениях климата, в указанном секторе Антарктики. В частности, изучено строение ледника, физические свойства поверхностного слоя снега и скорость снегонакопления на 108-км отрезке линии тока льда, проходящей через станцию Восток (VFL), а также вдоль линии тока, проходящей через северную часть озера (NVFL). Полученные по VFL материалы использованы для усовершенствования палеоклиматической интерпретации данных глубокого ледяного керна скважины 5Г. По результатам изучения снежных шурфов и кернов скважин ручного бурения в радиусе 100 км от станции Восток, удалось построить сводную региональную климатическую кривую за последние 350 лет. Собраны данные об изотопном составе и скорости накопления снега в районе акватории озера Восток, а также между озером и Ледоразделом В, которые впервые позволили выявить и изучить региональные закономерности пространственной изменчивости этих параметров. Методами точной GPS-съемки удалось измерить направление и скорость движения ледника в районе озера, что позволило существенно уточнить представления о динамике ледникового покрова в данном регионе центральной Антарктиды и установить, что в современную эпоху система ледник-подледниковое озеро находится в состоянии динамического равновесия. Впервые проведены гляциологические и геофизические работы в ранее неисследованной области между станциями Восток и Прогресс, которые позволили выявить особенности широтной зональности гляцио-климатических характеристик сектора залива Прюдс по сравнению с другими секторами Антарктики. Наконец, в период МПГ закончены работы по оконтуриванию береговой линии подледникового озера Восток, что дало ценный материал для моделирования гидрологических, геохимических и биологических процессов в озере. Результаты выполненных исследований были изложены в ряде научных публикаций и докладов, а также использованы для написания годовых отчетов в организациях, участвовавших в указанных работах.

Успехи проведенных исследований во время этапа МПГ вдохновляют вовлеченных в них специалистов на продолжение этих работ по всем указанным, а также по некоторым новым, направлениям в течение планируемого Международного полярного десятилетия. По нашему мнению, наиболее приоритетной задачей должен стать поиск оптимального места для выполнения нового проекта бурения глубокой скважины в рамках международного проекта IPICS, целью которого является получение максимально длинного (до 1,5 млн. лет) климатического ряда. Эти исследования должны проводиться в более тесной международной кооперации, в первую очередь с французскими и итальянскими учеными, достигшими впечатляющих результатов в сфере походных научных исследований, глубокого бурения, а также исследования ледяных кернов. В рамках этих работ должно быть проведено детальное изучение строения снежно-ледяной толщи, в том числе с использованием новейших методов и технологий, пробурена одна или несколько пилотных скважин средней глубины, а также ряд мелких скважин, что позволит уточнить пространственно-временную изменчивость климата данного региона в масштабе времени от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч лет. Наиболее активно указанные работы будут вестись в районах, примыкающих к Ледоразделу В и озеру Восток. Одновременно с этим будут продолжены гляциологические, геофизические и геодезические исследования в 500-км полосе побережья Антарктиды между станциями Прогресс и Мирный. Будет значительно расширен набор аналитических методов исследования добытых проб снега и льда, выполняющихся российскими специалистами, главным образом за счет введения в строй Лаборатории изменений климата и окружающей среды на базе ААНИИ.

Настоящие исследования проводятся в рамках проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан» и темы 5.4.3 ЦНТП Росгидромета при финансовой поддержке РФФИ, грант 09-05-13599-офи_ц.