aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2021-68-1-48-63aari-420Research ArticleОКЕАНОЛОГИЯOCEANOLOGYИсследование ледовой обстановки Обской губы по современным спутниковым данным в 2007–2017 гг.A study of sea ice regime in the Obskaya guba Bay using modern satellite data in 2007–2017ТарасенкоА. Д.TarasenkoA. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

СелюженокВ. В.SelyuzhenokV. V.

Москва

Moscow

v1selyuzhenok@oceanography.ruСандалюкН. В.SandalyukN. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

АбрамоваИ. А.AbramovaI. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ДемчевД. М.DemchevD. M.

Гетеборг

Gothenburg

ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian FederationГосударственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова, РосгидрометРоссияN.N. Zubov State Oceanographic Institute, RoshydrometRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет, Институт наук о ЗемлеРоссияSt. Petersburg State University, Institute of Earth SciencesRussian FederationТехнический университет ЧалмерсаШвецияChalmers University of TechnologySweden2022160420226814863Copyright © Тарасенко А.Д., Селюженок В.В., Сандалюк Н.В., Абрамова И.А., Демчев Д.М., 20222022Тарасенко А.Д., Селюженок В.В., Сандалюк Н.В., Абрамова И.А., Демчев Д.М.Tarasenko A.D., Selyuzhenok V.V., Sandalyuk N.V., Abramova I.A., Demchev D.M.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/420

Обская губа — район бурно развивающейся добычи нефти и газа. Знание текущих ледовых условий необходимо для безопасности береговой и подводной инфраструктуры. Целью данного исследования является оценка сроков ледовых явлений и отдельных характеристик (скорость дрейфа, локализация стамух и торосов) в южной и центральной части Обской губы с 2007 по 2017 г. Анализируя ежедневные визуальные данные MODIS и имеющиеся снимки Sentinel-1 SAR, мы определили даты начала устойчивого ледообразования, начало формирования и взлома припая, наступление безледного периода. В целом по данным с 2007 по 2017 г. наблюдается тенденция уменьшения существования ледяного покрова. Образование морского льда начинается позже, а взлом припая — раньше по сравнению со средними многолетними наблюдениями (1947–2010 гг.). Также были определены скорость дрейфа морского льда и распространение торосов. Отсутствие в районе крупных стамух было подтверждено результатами алгоритма автоматической обработки РСА-изображений.

The Obskay guba Bay is a region of rapidly developing oil and gas exploration. Knowing the current sea ice conditions including dangerous phenomena e. g. ridges and stamukhas is important for the safety of coastal and underwater construction as well as for ecological risk assessment. With this study, we aim to obtain new data on sea ice seasonal cycle in the southern and central part of the Obskay guba Bay for 10 years (from 2007 to 2017) and to demonstrate the capacity of satellite data in obtaining varying sea ice characteristics in the region. Analyzing daily visual MODIS and available Sentinel-1 SAR imagery, we derived dates of sea ice and fast ice formation, fast ice breakup and melt onset and the onset of ice-free period. For this purpose the satellite data were analyzed manually by sea ice expert. In addition, of sea ice ridges were derived and the sea ice drift data wea automatically processed in order to locate motionless sea ice features — stamukhas. The distribution of sea ice floes and field size in the region was derived from MODIS data. The analysis showed that there is a tendency towards a shorter ice covered period based on the data from 2007 to 2017. Overall, the formation of sea ice starts 9 days later and fast ice breakup occurs 16 days earlier compared to the long-term mean (1947–2010). The majority of ridges were located in the central part of the region and directed along the coast. The analysis confirmed absence of large stamuhas visible to be applied method (with a horizontal size of 100 m). The predominant sea ice field size range lies 500–1500 m. The study shows that a combination of images obtained in the optical range of the survey with radar data makes it possible to supplement the classical visual assessments with the results of automatic methods for detecting fast ice, detecting stamukha, as well as ice drift and deformation.

ледовая обстановкаНовый ПортОбская губаспутниковые данныеMODISSentinel-1MODISNoviy PortObskay guba Baysatellite datasea ice regimeSentinel-1Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №19-35-60033. Спутниковые данные MODIS и Sentinel-1 предоставлены для открытого пользования на порталах https://modis.gsfc.nasa.gov/data/dataprod/ и https://scihub.copernicus.eu/The study was carried out with a financial support of the Russian Foundation for basic Research, project No 19-35-60033. The satellite data from MODIS and и Sentinel-1 is freely available at https://modis.gsfc.nasa.gov/data/dataprod/ and https://scihub.copernicus.eu/.References«Газпром нефть» запустила арктический подводный газопровод «Газ Ямала» через Обскую губу Карского моря. URL: https://nangs.org/news/midstream/pipelines/gazprom-neft-zapustilaarkticheskij-podvodnyj-gazoprovod-gaz-yamala-cherez-obskuyu-gubu-karskogo-morya (дата обращения 07.04.2022).«Gazprom neft’» zapustila arkticheskii podvodnyi gazoprovod «Gaz Iamala» cherez Obskuiu gubu Karskogo moria. Gazprom Neft launched the Gaz Yamal subsea gas pipeline across the Ob Bay of the Kara Sea. Available at: https://nangs.org/news/midstream/pipelines/gazprom-neft-zapustilaarkticheskij-podvodnyj-gazoprovod-gaz-yamala-cherez-obskuyu-gubu-karskogo-morya (accessed 07.04.2022). [In Russian].Куликова О.А., Мазлова Е.А., Брадик Д.И., Кудрова Е.П., Ткачев Н.В. Нефтяное загрязнение территорий западного побережья Обской губы // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65 (1). С. 105–112. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2019-65-1-105-117Kulikova O.A., Mazlova E.A., Bradik D.I., Kudrova E.P., Tkachev N.V. Oil pollution of the western Gulf of the Ob coast. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2019, 65 (1):105–112. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2019-65-1-105-117. [In Russian].Ледяные образования морей Западной Арктики: Монография / Под ред. Г. К. Зубакина. СПб.: ААНИИ, 2006. 272 с.Ledianye obrazovaniia morei Zapadnoi Arktiki. Ice formations of the seas of the Western Arctic: Monograph. Ed. G. K. Zubakin. St. Petersburg: AARI, 2006: 272 p. [In Russian].Смирнов В.Г. Спутниковый мониторинг опасных ледяных образований в районах эксплуатационных работ на морских месторождениях углеводородного сырья // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 1. С. 103–120.Smirnov V.G. Satellite monitoring of hazardous ice formations in the areas of exploitation at offshore hydrocarbon deposits. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of the Arctic and Antarctic. 2012, 1: 103–120. [In Russian].Миронов Е.У., Смирнов В.Г., Бычкова И.А., Клячкин С.В., Дымент Л.Н., Захваткина Н.Ю., Май Р.И., Гузенко Р.Б., Саперштейн Е.Б., Михальцева С.В., Платонова Е.В., Старцев Л.А. Экспериментальный аппаратно-программный комплекс спутникового мониторинга и прогноза ледовой обстановки // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 2. С. 15–26. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-15-26Mironov E.U., Smirnov V.G., Bychkova I.А., Kljachkin S.V., Dyment L.N., Zahvatkina N.Yu., Maj R.I., Guzenko R.В., Sapershtejn Е.B., Mihal’ceva S.V., Platonova E.V., Starcev L.A. Experimental hardware-software complex of satellite monitoring and forecast of ice conditions. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2017, 2: 15–26. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-15-26. [In Russian].Войнов Г.Н., Налимов Ю.В., Пискун А.А., Становой В.В., Усанкина Г.Е. Основные черты гидрологического режима Обской и Тазовской губ (лед, уровни, структура вод). СПб.: Изд-во «Нестор-История», 2017. 186 с.Vojnov G.N., Nalimov Y.V., Piskun A.A., Stanovoj V.V., Usankina G.E. The main features of the hydrological regime of the Ob and Taz bays (ice, levels, water structure) / Ed. G. N. Voynov. St. Petersburg: Nestor-History, 2017: 186 p. [In Russian].Ким С. Д., Финагенов О. М., Уварова Т. Э. Определение ледовых нагрузок на сооружения континентального шельфа по нормам различных стран // Вести газовой науки. 2013. № 3 (14). С. 97–103.Kim S.D., Finagenov O.M., Uvarova T.E. Determination of ice loads on the structures of the continental shelf according to the norms of different countries. Vesti gazovoy nauki. Gas Science Bulletin. 2013, 3 (14): 97–103. [In Russian].Лапин С.А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 984–993.Lapin S.A. Hydrological characteristics of Obskaya guba in summer autumn period. Okeanologia. Oceanology. 2011, 51 (6): 984–993. [In Russian].Стунжас П.А., Маккавеев П.Н. Объем вод Обской губы как фактор формирования гидрохимической неоднородности // Океанология. 2014. Т. 54 (5). С. 622–634. doi:10.7868/S0030157414050128.Stunzhas P.A., Makkaveev P.N. The volume of the Obskaya bay as a factor in the formation of hydrochemical heterogeneity. Okeanologia. Oceanology. 2014, 54 (5): 622–634. doi:10.7868/S0030157414050128. [In Russian].Ильин Г.В. Гидрологический режим Обской губы как новой области морского природопользования в Российской Арктике // Наука юга России. 2018. Т. 14. № 2. C. 20–32.Ilyin G.V. Hydrological regime of the Gulf of Ob as a new area of marine nature management in the Russian Arctic. Nauka iuga Rossii. Science of the South of Russia. 2018, 14 (2): 20–32. doi:10.23885/2500-0640-2018-14-2-20-32. [In Russian].Оганов Г.С., Митрофанов И.Б., Карпов А.М., Карулина М.М., Карулин Е.Б., Благовидова И.Л., Тертышникова А.С. Анализ возможных ледовых воздействий на ледостойкое сооружение в районе месторождения Каменномысское-море // Современные подходы и перспективные технологии в проектах освоения нефтегазовых месторождений российского шельфа. 2018. № 4 (36). С. 123–130.Oganov G.S., Mitrofanov I.B., Karpov A.M., Karulina M.M., Karulin E.B., Blagovidova I.L., Tertyshnikova A.S. Analysis of possible ice impacts on an ice-resistant structure in the area of the Kamennomysskoe-sea field. Sovremennye podkhody i perspektivnye tekhnologii v proektakh osvoeniia neftegazovykh mestorozhdenii rossiiskogo shel’fa. Modern approaches and advanced technologies in projects for the development of oil and gas fields on the Russian shelf. 2018, 4 (36): 123–130. [In Russian].Selyuzhenok V., Demchev D. An application of sea ice tracking algorithm for fast ice and stamukhas detection in the Arctic // Remote Sensing. 2021. V. 13 (18). https://doi.org/10.3390/rs13183783Selyzhenok V., Demchev D. An application of sea ice tracking algorithm for fast ice and stamukhas detection in the Arctic. Remote Sensing. 2021, 13 (18): 3783.Selyuzhenok V., Mahoney A., Krumpen T., Castellani G., Gerdes R. Mechanisms of fast-ice development in the south-eastern Laptev Sea: a case study for winter of 2007/08 and 2009/10 // Polar Research. 2017. Т. 36 (1). URL: https://doi.org/10.1080/17518369.2017.1411140 (дата обращения 20.02.2022).Selyuzhenok V., Mahoney A., Krumpen T., Castellani G., Gerdes R. Mechanisms of fast-ice development in the south-eastern Laptev Sea: a case study for winter of 2007/08 and 2009/10. Polar Research. 2017, 36 (1). Available at: https://doi.org/10.1080/17518369.2017.1411140. (accessed 20.02.2022).

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