aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2019-65-3-328-340aari-196Research ArticleПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫAPPLIED PROBLEMSИзменчивость ледовых условий плавания по трассам Северного морского пути за период 1997–2018 гг.The variability of ice conditions along the Northern sea route for the period 1997–2018ТретьяковВ. Ю.TretyakovV. Yu.

Санкт-Петербург.

St. Petersburg.

v_yu_tretyakov@mail.ruФроловС. В.FrolovS. V.

Санкт-Петербург.

St. Petersburg.

СарафановМ. И.SarafanovM. I.

Санкт-Петербург.

St. Petersburg.

Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университет, Институт наук о ЗемлеРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute; Institute of Earth Sciences, Saint Petersburg State UniversityRussian FederationАрктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation201903102019653328340Copyright © Третьяков В.Ю., Фролов С.В., Сарафанов М.И., 20192019Третьяков В.Ю., Фролов С.В., Сарафанов М.И.Tretyakov V.Y., Frolov S.V., Sarafanov M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/196

В работе приводятся методика и результаты обработки ледовых карт из архива Арктического и антарктического научно-исследовательского института по Баренцеву, Карскому, Лаптевых, Восточно-Сибирскому и Чукотскому морям за период с 1997 по 2018 г., относящихся к внутригодовому интервалу «апрель – май». Цель исследования — получить значения протяженностей маршрутов плаваний в определенных категориях льдов и произвести анализ направленности произошедших за период 1997–2018 гг. изменений ледовых условий плавания. Получены протяженности маршрутов Сабетта – Мурманск и Сабетта – Берингов пролив с различными ледовыми условиями, относящиеся к десятидневным (декадным) интервалам. Проверка рядов протяженностей на наличие трендов выполнена методом интегральных кривых; осуществлена проверка однородности рядов с помощью критериев Уилкоксона – Манна –Уитни и Зигеля – Тьюки. Получены следующие выводы: на маршруте Сабетта – Карские Ворота – Мурманск за двадцать последних лет произошло улучшение ледовых условий плавания. На маршруте Сабетта – Берингов пролив условия плавания изменились незначительно.

The paper discusses the methodology and results of electronic ice charts processing. The charts taken from AARI archive. The Barents, Kara, Laptev, East Siberian and Chukchi seas Ice maps reflect ice conditions for the period from 1997 to 2018 for the April-May inter-annual interval. The total stage lengths of «Sabetta – the Kara Gate –Murmansk» and «Sabetta – the Vilkitski Strait – the Bering Strait» standard routes were calculated at certain conditions of ice navigation. The route “Sabetta – the Bering Strait” was divided into sections within the Kara sea, Laptev Sea, East Siberian and Chukchi Seas for analysis. The purpose of the study is to obtain the values of the length of the routes in different categories of ice and to analyze changes trend of navigation in ice conditions for the period 1997-2018. The series were checked for the presence of trends using the integral curves method. The homogeneity of the series was checked using Wilcoxon - Mann-Whitney and Siegel - Tukey rank non-parametric criteria. Most of the series proved to be non-homogeneous. The following conclusions were made: there was some improvement of ice navigation conditions along the route Sabetta ‒ the Kara Gate – Murmansk due to the decrease of the route length in hard ice conditions. The ice navigation conditions along the Sabetta ‒ the Bering Strait route changed little, if at all, the navigation conditions along the route within the Kara Sea and the Laptev Sea have changed for the worse, and within the East Siberian Sea ice conditions scarcely changed. Some slight improvement of the navigation conditions was noted within the Chukchi Sea. In general, the decrease of the route Sabetta – the Bering Strait length in compact drift ice with total concentration equal to 9 tenths or more and in the presence of old ice is partially compensated by increase of the route length in compact ice in the presence of thick first-year ice. The decrease and the increase are relatively equal.

ледовые условия плаванияморской ледice navigation conditionssea iceСтатья написана в рамках выполнения научно-исследовательской работы по теме 1.5.3.6 ЦНТП «Моря Российской Арктики в современных климатических условиях»The work was performed in accordance with the Roshydromet Targeted Scientific and Technical Program (TSTP) 1.5.3.6 «The Russian Arctic seas under present climatic conditions»ReferencesMunshi J. Trends in Polar Sea Ice Extent 1979–2015 (April 23, 2015). URL: http://dx.doi. org/10.2139/ssrn.2598152 (дата обращения 13.06.2019).Munshi J. Trends in Polar Sea Ice Extent 1979–2015 (April 23, 2015). Available at SSRN: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2598152 (accessed 13.06.2019).Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Морозова Е.А., Павлов М.В., Саватюгин Л.М. Развитие природной среды полярных областей Земли последнего тысячелетия по данным изучения донных отложений озер // Проблемы Арктики и Антарктики. 2009. № 1 (81). С. 108–115.Bol’shijanov D.Ju., Makarov A.S., Morozova E.A., Pavlov M.V., Savatjugin L.M. Polar regions environment during last millennium on the base of lake sediments investigations. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2009, 1 (81): 108–115. [In Russian].Ковалевский Д.В., Алексеев Г.В., Бобылев Л.П., Данилов А.И. Последствия изменений климата для некоторых видов хозяйственной деятельности в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 4 (94). С. 90–98.Kovalevskij D.V., Alekseev G.V., Bobylev L.P., Danilov A.I. The consequences of climate change for some types of economic activity in the Arctic. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2012, 4 (94): 90–98. [In Russian].Бресткин С.В., Быченков Ю.Д., Девятаев О.С., Фоломеев О.В. Обеспечение гидрометеоро- логической безопасности в Арктическом регионе // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в Арктическом регионе. Безопасный город в Арктике». МЧС России. 2016. С. 68–72.Brestkin S.V., Bychenkov Iu.D., Deviataev O.S., Folomeev O.V. Ensuring hydrometeorological safety in the Arctic region // Problems of prevention and emergency response in the Arctic region. Safe city in the Arctic. EMERCOM of Russia, 2016: 68–72. [In Russian].Государственное учреждение «Государственный гидрологический институт». Стандарт организации СТО ГГИ 52.08.41-2017, «Основные гидрологические характеристики при нестационарности временных рядов, обусловленной влиянием климатических факторов. Рекомендации по расчету». СПб.: ГГИ, 2017. 46 c.State institution “State Hydrological Institute”. Standard organization STO GGI 52.08.41-2017. Osnovnye gidrologicheskie harakteristiki pri nestacionarnosti vremennyh rjadov, obuslovlennoj vlijaniem klimaticheskih faktorov. Rekomendacii po raschetu. The main hydrological characteristics of non-stationary time series, due to the influence of climatic factors. Calculation recommendations. St. Petersburg, State Hydrological Institute, 2017: 46 p. [In Russian].Третьяков В.Ю., Фролов С.В., Сарафанов М.И. Анализ межгодовой изменчивости ледовых условий на маршруте Сабетта – Карские Ворота – Мурманск за 1997–2017 гг. // География: Развитие науки и образования: (По материалам международной научно-практической конференции «LXXI Герценовские чтения». РГПУ им. А.И. Герцена,18–21 апреля 2018 года). СПб.: РГПИ им. А.И. Герцена, 2018. С. 261–265.Tret’iakov V.Iu., Frolov S.V., Sarafanov M.I. Analysis of the interannual variability of ice conditions on the route Sabetta – Kara Gate – Murmansk for 1997–2017. Geografija: Razvitie nauki i obrazovanija (Po materialam mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «LXXI Gertsenovskie chteniia». RGPU im. A.I. Gertsena,18–21 aprelia 2018 goda). “Geography: Development of Science and Education” based on the materials of the international scientific-practical conference «LXXI Herzen readings. Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, April 18–21, 2018». 2018: 261–265. [In Russian].Третьяков В.Ю., Фролов С.В., Сарафанов М.И., Федяков В.Е. Геоинформационные технологии для обеспечения морских транспортных операций в Арктике и замерзающих морях // Сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы гидрометеорологии и устойчивого развития Российской Федерации». СПб.: РГПИ им. А.И. Герцена, 2019. С. 491–493.Tret’iakov V.Ju., Frolov S.V., Sarafanov M.I., Fediakov V. Geo-information technologies for ensuring maritime transport operations in the Arctic and freezing seas // Sovremennye problemy gidrometeorologii i ustoichivogo razvitiia Rossiiskoi Federatsii. Modern problems of hydrometeorology and sustainable development of the Russian Federation. St. Petersburg: Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, 2019: 491–493. [In Russian].Дружинин В.С., Сикан А.В. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2001. 167 с.Druzhinin V.S., Sikan A.V. Metody statisticheskoj obrabotki gidrometeorologicheskoj informacii. Methods of statistical processing of hydrometeorological information. St. Petersburg: Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, 2001: 167 p. [In Russian].Сикан А.В. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации . СПб.: Изд-во РГГМУ, 2007. 279 с.Sikan A.V. Metody statisticheskoj obrabotki gidrometeorologicheskoj informacii. Methods of statistical processing of hydrometeorological information. St. Petersburg: Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, 2007: 279 p. [In Russian].Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2008. 408 с.Malinin V.N. Statisticheskie metody analiza gidrometeorologicheskoi informatsii. Statistical methods for analyzing hydrometeorological information. St. Petersburg: Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, 2008: 408 p. [In Russian].Юлин А.В., Шаратунова М.В., Павлова Е.А., Иванов В.В. Сезонная и межгодовая изменчивость ледяных массивов Восточно-Сибирского моря // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64. № 3. С. 229–240.Julin A.V., Sharatunova M.V., Pavlova E.A., Ivanov V.V. Seasonal and inter-annual variability of the ice massifs of the East Siberian Sea. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2018, 64, 3: 229–240. [In Russian].National snow & Ice Data Center. «Melt season shifts into high gear». URL: https://nsidc.org/arcticseaicenews/ (дата обращения 14.07.2019)National snow & Ice Data Center. Melt season shifts into high gear. Available at: https://nsidc.org/arcticseaicenews/ (accessed 14.07.2019).Хотченков С.В. Формирование возрастного состава ледяного покрова в море Лаптевых //Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. Т. 63. № 4. С. 5–15.Hotchenkov S.V. Formation of the age composition of the ice cover in the Laptev Sea. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2017, 63, 4: 5–15. [In Russian].Волков В.А., Мушта А.В., Демчев Д.М., Коржиков А.Я., Сандвен С. Связь крупномасштабной изменчивости поля дрейфа льда в Северном Ледовитом океане с климатическими изменениями общей ледовитости, происходящими в течение последних десятилетий // Проблемы Арктики и Антарктики. 2016. № 2 (108). С. 50–63.Volkov V.A., Mushta A.V., Demchev D.M., Korzhikov A.Ja., Sandven S. Connection of large-scale variability of the ice drift field in the Arctic Ocean with climatic changes in the total ice cover occurring during the last decades. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2016, 2 (108): 50–63. [In Russian].Богородский В.В., Гаврило В.П. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 384 с.Bogorodskii V.V., Gavrilo V.P. Led. Fizicheskie svoistva. Sovremennye metody gliatsiologii. Ice. Physical properties. Modern methods of glaciology. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1980: 384 p. [In Russian].Гаврило В.П., Ковалев С.М., Недошивин О.А. Расчетные и среднемноголетние характеристики механических свойств однолетнего льда Баренцева и Карского морей / Под ред. В.П. Гаврило. СПб.: Гидрометеоиздат, 1996. 42 с.Gavrilo V.P., Kovalev S.M., Nedoshivin O.A. Raschetnye i srednemnogoletnie kharakteristiki mekhanicheskikh svoistv odnoletnego l’da Barentseva i Karskogo morei. Calculated and average long-term characteristics of the mechanical properties of the annual ice of the Barents and Kara seas. Handbook ed. V.P. Gavrilo. St. Petersburg: Hydrometeoizdat, 1996: 42 p. [In Russian].Опасные ледовые явления для судоходства в Арктике / Под ред. Е.У. Миронова. СПб.: ААНИИ, 2010. 319 с.Opasnye ledovye iavleniia dlia sudokhodstva v Arktike. Dangerous ice phenomena for shipping in the Arctic. Ed. Mironov E.U. St. Petersburg: AARI, 2010: 319 p. [In Russian].Аппель И.Л. О силах сжатия и внутреннего сопротивления в ледяном покрове при нажимном дрейфе // Труды ААНИИ. 1976. Т. 320. С. 153–160.Appel’ I.L. On the forces of compression and internal resistance in the ice cover under pressure drift. Trudy AANII. Proceedings of AARI. 1976, 320: 153–160. [In Russian].Фаддеев О.В., Хейсин Д.Е. Определение структуры формул для оценки взаимодействия ледяного покрова с конструкциями // Труды ААНИИ. 1985. Т. 391. С. 55–62.Faddeev O.V., Kheisin D.E. Determining the structure of formulas for evaluating the interaction of ice cover with structures. Trudy AANII. Proceedings of AARI. 1985, 391: 55–62. [In Russian].Алексеев Ю.Н., Афанасьев В.П., Литоков О.Е., Мануров М.Н., Панов В.В., Трусков П.А. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений нефти и газа. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 360 с.Alekseev Iu.N., Afanas’ev V.P., Litokov O.E., Manurov M.N., Panov V.V., Truskov P.A. Ledotekhnicheskie aspekty osvoeniia morskikh mestorozhdenii nefti i gaza. Ice engineering aspects of the development of offshore oil and gas fields. St. Petersburg: Hydrometeoizdat, 2001: 360 p. [In Russian].Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 318 с.Doronin Iu.P., Kheisin D.E. Morskoi led. Sea ice. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1975: 318 p. [In Russian].Никитин В.А., Сухоруков К.К. Прочность морских ледяных полей и ледовые нагрузки //Метеорология и гидрология. 1998. № 12. С. 88–95.Nikitin V.A., Sukhorukov K.K. Durability of sea ice fields and ice loads. Meteorologiya i gidrologiya. Meteorology and Hydrology. 1998, 12: 88–95. [In Russian].Смирнов В.Н., Шушлебин А.И., Ковалев С.М., Шейкин И.Б. Методическое пособие по изучению физико-механических характеристик ледяных образований как исходных данных для расчета ледовых нагрузок на берега, дно и морские сооружения. СПб.: ААНИИ, 2011. 180 с.Smirnov V.N., Shushlebin A.I., Kovalev S.M., Sheikin I.B. Metodicheskoe posobie po izucheniiu fiziko-mekhanicheskikh kharakteristik ledianykh obrazovanii kak iskhodnykh dannykh dlia rascheta ledovykh nagruzok na berega, dno i morskie sooruzheniia. Methodological manual for the study of the physicomechanical characteristics of ice formations as initial data for the calculation of ice loads on the shores, bottom and offshore structures. St. Petersburg: AARI, 2011: 180 p. [In Russian].Ледяные образования морей западной Арктики / Под. ред. Г.К. Зубакина. СПб.: ААНИИ, 2006. 272 с.Ledianye obrazovaniia morei zapadnoi Arktiki. Ice Formations of the Western Arctic Seas. Ed. G.K. Zubakin. St. Petersburg: AARI, 2006: 272 p. [In Russian].СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). М.: Стройиздат, 1995. 46 с.SNiP 2.06.04-82. Nagruzki i vozdeistviia na gidrotekhnicheskie sooruzheniia (volnovye, ledovye i ot sudov). Loads and impacts on hydraulic structures (wave, ice and from ships). Moscow: Stroiizdat, 1995: 46 p. [In Russian].Guzenko R.B., Mironov E.U., May R.I. Morphometry and internal structure of ice ridges in the Kara and Laptev Seas // Proceedings of the Twenty-ninth International Ocean and Polar Engineering Conference. Honolulu. 2019. P. 647–654.Guzenko R.B., Mironov E.U., May R.I. Morphometry and internal structure of ice ridges in the Kara and Laptev Seas. Proceedings of the Twenty-ninth International Ocean and Polar Engineering Conference. Honolulu. 2019: 647–654.Salganik E., Høyland K.V., Shestov A. Thermodynamics and consolidation of ice ridges for laboratory scale // Proceedings of the 24th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. June 11-16, 2017, Busan, Korea. 2017. Paper POAC17-078. URL: http://www.poac.com/Papers/2017/pdf/POAC17_078_Evgenii.pdf (дата обращения 29.08.2019).Salganik E., Høyland K.V., Shestov A. Thermodynamics and consolidation of ice ridges for laboratory scale. Proceedings of the 24th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. June 11–16, 2017, Busan, Korea. 2017. Paper POAC17 -078. Available et: http://www.poac.com/Papers/2017/pdf/POAC17_078_Evgenii.pdf (accessed 29.08.2019).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.