Критерии айсберговой опасности в морях Арктической зоны Российской Федерации

Задачей исследования была разработка количественных критериев айсберговой опасности для морей Российской Арктики, основанных на результатах статистической обработки материалов регулярной спутниковой съемки. В качестве источника информации использовалась некоммерческая информация видимого диапазона с ИСЗ Landsat-8 (пространственное разрешение 15 м) за 2014–2023 гг. Критерии айсберговой опасности предложено выражать в баллах. Основным критерием является величина среднесуточной плотности айсбергов в квадратах регулярной сетки, полученная для того или иного месяца (сезона) года и выражаемая по 5-балльной шкале. В качестве дополнительных критериев использованы: фиксация наблюдения в квадрате сетки айсбергов длиной более 200 м (обширные айсберги, по классификации Всемирной метеорологической организации, ВМО), айсбергов с высотой надводной части более 25 м, айсбергов, сидящих на грунте (айсберговые ловушки), и айсбергов с высокими скоростями дрейфа (>1 км/ч). Дополнительные критерии оценены в 1 балл шкалы айсберговой опасности. Для обнаружения айсбергов на снимках использована методика, основанная на статистических критериях поиска градиентных зон при анализе двумерных полей спутниковых изображений. Для автоматизированного поиска айсбергов, сидящих на мели среди дрейфующих льдов, применена сверточная нейронная сеть, построенная по архитектуре U–Net. Даны примеры применения разработанных критериев для района Северной Земли. Показана возможность районирования акватории по степени айсберговой опасности с использованием предложенных критериев.

1. Абрамов В.М., Карлин Л.Н., Овсянников А.А. О структуре айсберговой опасности в окрестности Штокмановского газоконденсатного месторождения. Ученые записки РГГМУ. 2008;8:98–109.

2. Онищенко Д.А. Вероятностные аспекты оценки ледовых нагрузок и воздействий на объекты обустройства морских месторождений на примере айсберговой угрозы. ROGTEC. Российские нефтегазовые технологии. 2014;37:80–88.

3. Онищенко Д.А., Сафонов В.С. О необходимости учета айсберговой опасности при обосновании концепции освоения арктических месторождений углеводородов. Вести газовой науки. 2017;1(29):100–118.

4. Бузин И.В., Глазовский А.Ф., Гудошников Ю.П., Данилов А.И., Дмитриев Н.Е., Зубакин Г.К., Кубышкин Н.В., Наумов А.К., Нестеров А.В., Скутин А.А., Скутина Е.А., Шибакин С.И. Айсберги и ледники Баренцева моря: Исследования последних лет. Часть 1. Основные продуцирующие ледники, распространение и морфометрические особенности айсбергов. Проблемы Арктики и Антарктики. 2008;1(78):66–79.

5. Бузин И.В., Глазовский А.Ф., Май Р.И., Миронов Е.У., Нестеров А.В., Наумов А.К., Гудошников Ю.П. Исследование динамики и морфометрии ледников и айсбергов и прикладное использование полученных результатов при освоении углеводородных месторождений на континентальном шельфе Российской Арктики. Вестник РФФИ. 2020;107–108(3–4):21–37. https://doi.org/10.22204/2410-4639-2020-106-107-3-4-21-37

6. May R.I., Guzenko R.B., Mironov Y.U., Naumov A.K., Skutin A.A., Skutina E.A., Sobotuk D.I., Zamarin G.A., Kornishin K.A., Efimov Ya.O., Mamedov T.E. Morphometry and mass of icebergs in the Russian Arctic seas. IJOPE. 2019;29(4):375–382. https://doi.org/10.17736/ijope.2019.jc770

7. Tiugaleva A., Guzenko R., Klyachkin S., May R. Method of iceberg hazard estimation in the Kara Sea, based on realizations of the numerical model. In Proc. 19 th Int. Multidisc. Sci. GeoConf. “SGEM 2019”. Bulgaria, Albena, 30 June — 6 July, 2019. Bulgaria, Sofia; 2019. P. 977–984. https://doi.org/10.5593/sgem2019/1.2/S06.124

8. Bigg G.R., Cropper T.E., O’Neill C.K., Arnold A.K., Fleming A.H., Marsh R., Ivchenko V., Fournier N., Osborne M., Stephens R. A model for assessing iceberg hazard. Nat Hazards. 2018;92:1113–1136. https://doi.org/10.1007/s11069-018-3243-x

9. Бычкова И.А., Платонова Е.В., Смирнов В.Г. Особенности совместного использования спутниковых данных видимого диапазона и радиолокационных данных для мониторинга арктических айсбергов на примере района Земли Франца-Иосифа. Проблемы Арктики и Антарктики. 2023;69(2):191–205. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2023-69-2-191-205

10. Lee T.K., Park H.-J. Review of ice characteristics in ship-iceberg collisions. Journal of Ocean Engineering and Technology. 2021;35(5):369–381. https://doi.org/10.26748/KSOE.2021.060

11. Миронов Е.У. (ред.) Опасные ледовые явления для судоходства в Арктике. СПб.: Изд-во ААНИИ; 2010. 319 с.

12. Бузин И.В., Миронов Е.У., Сухих Н.А., Павлов В.А., Корнишин К.А., Ефимов Я.О. Исследования дрейфа ледяных образований на шельфе Российской Арктики с помощью автоматических радиомаяков спутниковой системы ARGOS. Научно-технический вестник ОАО «НК “Роснефть”». 2016;45(4):4–9.

13. Buzin I.V., Nesterov A.V., Gudoshnikov Yu.P., Pashali A.A., Kornishin K.A., Efimov Ya.O., Stragnikov D.S. The preliminary results of iceberg drift studies in the Russian Arctic throughout 2012–2017. IJOPE. 2019;29(4):391–399. https://doi.org/10.17736/ijope.2019.jc772

14. Бузин И.В., Нестеров А.В. Ледовые нагрузки: отследить и предупредить. Neftegaz.RU. 2018;73(1):16–23. URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/arktika/512776-ledovye-nagruzkiotsledit-i-predupredit

15. Бычкова И.А., Смирнов В.Г. Изучение дрейфа айсбергов у побережья Северной Земли весной 2018 г. с помощью спутниковой информации. Лед и снег. 2019;59(3):377–387. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-3-411

16. Смирнов В.Г., Бычкова И.А. Спутниковый мониторинг ледяных образований при обеспечении безопасности работ на шельфе арктических морей. Исследование Земли из космоса. 2015;4:79-87. https://doi.org/10.7868/S0205961415040107

17. Миронов Е.У., Смирнов В.Г., Бычкова И.А., Кулаков М.Ю., Демчев Д.М. Новые технологии обнаружения айсбергов и прогнозирования их дрейфа в западном секторе Арктики. Проблемы Арктики и Антарктики. 2015;104(2):21–32.