О распределении основных морфометрических характеристик торосистых образований

В ряде публикаций, связанных с информацией об основных морфометрических характеристиках торосов (высоте паруса, осадке киля и толщине консолидированного слоя), представлен широкий спектр мнений об их распределениях. При оценке вероятности экстремальных редких событий разные законы распределения могут привести к существенным отличиям. Вид распределения, по-видимому, в первую очередь определяется количеством торосов и стамух, исследованных в той или иной экспедиции, т. е. размерами выборки. В данной статье предпринята попытка систематизировать различные мнения и внести некоторую определенность в этот вопрос. В основу положены результаты измерения толщины ровного арктического льда с борта российских судов и ледоколов с помощью цифрового телевизионного комплекса. Они показывают, что распределение толщины льда является нормальным. На основе известных соотношений между параметрами строения торосов, а также с применением метода Монте-Карло получены статистические распределения высоты паруса и толщины консолидированного слоя торосов. В результате выполненных расчетов выявлены некоторые закономерности их распределения. Толщина торосящегося льда подчиняется экспоненциальному закону распределения. Высота паруса, осадка киля и толщина консолидированного слоя торосов подчиняются распределению Вейбулла–Гнеденко.

1. Sayed M., Frederking R.M.W. Measurement of ridge sails in the Beaufort Sea. Canadian J. of Civil Eng. 1989;16(1):16–21.

2. Hibler W.D. III, Weeks W.F., Mock S.J. Statistical aspects of sea-ice ridge distributions. J. Geophys. Res. 1972;77:5954–5970.

3. Гудошников Ю.П., Зубакин Г.К., Наумов А.К. Морфометрические характеристики ледяных образований Печорского моря по многолетним экспедиционным данным. Труды РАО–03. СПб.; 2003. С. 295–299.

4. Гудошников Ю.П., Зубакин Г.К., Наумов А.К. Статистические характеристики элементов торосистых образований. В кн.: Ледяные образования морей Западной Арктики. СПб.: ААНИИ; 2006. С. 88–99.

5. Миронов Е.У., Порубаев В.С. Статистическая модель морфометрии гряды тороса в югозападной части Карского моря. Проблемы Арктики и Антарктики. 2011;3(89):49–61.

6. Mironov Ye.U., Guzenko R.B, Porubaev V.S., Kharitonov V.V., Khotchenkov S.V., Nesterov A.V., Kornishin K.А., Efimov Ya.О. Morphometric parameters of stamukhas in the Laptev Sea. Int. J. of Offshore and Polar Engineering. 2019;29(4):383–390.

7. Chai W., Leira B.J., Naess A., Høyland K., Ehlers S. Development of environmental contours for first-year ice ridge statistics. Structural Safety. 2020;87:101996.

8. Миронов Е.У., Клячкин С.В., Порубаев В.С. Морфометрические характеристики гряд торосов и стамух по данным натурных наблюдений и модельных расчетов в северо-западной части Каспийского моря. Труды РAO–09. СПб.; 2009. С. 280–285.

9. Миронов Е.У., Гузенко Р.Б., Порубаев В.С., Харитонов В.В., Корнишин К.А., Ефимов Я.О. Морфометрия и внутренняя структура стамух в замерзающих морях России. Метеорология и гидрология. 2020;4:62–73. https://doi.org/10.3103/S1068373920040068

10. Guzenko R.B, Mironov Ye.U., Kharitonov V.V., May R.I , Porubaev V.S., Khotchenkov S.V., Kornishin K.А., Efimov Ya.О., Tarasov P.А. Morphometry and internal structure of ice ridges in the Kara and Laptev Seas. Int. J. of Offshore and Polar Engineering. 2020;30(2):194–201. https://doi.org/10.17736/ijope.2020.jc784

11. Strub-Klein L., Sudom D. A comprehensive analysis of the morphology of first-year sea ice ridges. Cold Reg. Sci. Technol. 2012;82:94–110.

12. Фролов С.В., Третьяков В.Ю., Клейн А.Э., Алексеева Т.А., Пряхин С.С. Результаты наблюдений за толщиной ледяного покрова по данным высокоширотных арктических морских экспедиций. В кн.: И.Е. Фролов (ред.). Океанография и морской лед. М.: Paulsen; 2011. С. 374–384.

13. Tuhkuri J., Lensu M. Laboratory tests on ridging and rafting of ice sheets. J. Geophys. Res. 2002;107(C9):3125.

14. Kharitonov V.V., Borodkin V.A. On the results of studying ice ridges in the Shokal’skogo Strait, part I: Morphology and physical parameters in-situ. Cold Reg. Sci. Technol. 2020;174:103041. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2020.103041

15. Hibler W.D. III. Modeling a variable thickness of sea ice cover. Mon. Wea. Rev. 1980;108(12):1943– 1973.

16. Tucker W.B. III, Govoni J.W. Morphological investigations of first-year sea ice pressure ridge sail. Cold Reg. Sci. Technol. 1981;5:1–12.

17. Høyland K.V. Consolidation of first-year sea ice ridges. J. Geophys. Res. 2002;107(C6):15,1–15,15. https://doi.org/10.1029/2000JC000526

18. Kharitonov V.V. On the results of studying ice ridges in the Shokal’skogo Strait, part II: Porosity. Cold Reg. Sci. Technol. 2019;166:102842. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2019.102842

19. Ervik Å., Høyland K.V., Shestov A., Nord T.S. On the decay of first-year ice ridges: Measurements and evolution of rubble macroporosity, ridge drilling resistance and consolidated layer strength. Cold Reg. Sci. and Technol. 2018;151:196–207. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.03.024

20. Shestov A.S., Marchenko A.V. Thermodynamic consolidation of ice ridge keels in water at varying freezing points. Cold Reg. Sci. and Technol. 2016;121:1–10. http://dx.doi.org/10.1016/j.coldregions.2015.09.015

21. Харитонов В.В. Некоторые результаты измерения толщины ровного льда на дрейфующей станции «Северный полюс-38». Проблемы Арктики и Антарктики. 2013;2(96):103–110.

22. Вершинин С.А., Трусков П.А., Кузмичев К.В. Воздействие льда на сооружения Сахалинского шельфа. М.: Институт «Гипростроймост»; 2005. 340 с.