В связи с уменьшением площади ледяного покрова верхний слой Северного Ледовитого океана в последние годы стал более доступен для непосредственного влияния ветра и солнечной радиации. В данной статье особое внимание уделяется исследованию реакции верхнего слоя на изменения условий окружающей среды и вероятных механизмов проявления данных изменений в изменчивости состояния верхнего слоя. Был проанализирован массив океанологических данных за зимний период 1950-2013 гг., произведен расчет толщины и солености верхнего перемешанного слоя, а также толщины и солености слоя галоклина. На основе уравнений линейной регрессии были получены статистические модели связи перечисленных параметров верхнего слоя с различными факторами окружающей среды, такими как индексы атмосферной циркуляции, водообмен с соседними океанами, речной сток и ледовые процессы.

Для выявления основных параметров дрейфа льда в юго-западной части Карского моря и получения оценок экстремальных скоростей дрейфа заданной обеспеченности, включая статистическую связь с основными дрейфообразующими факторами, была использована разработанная в ААНИИ численная динамико-термодинамическая модель эволюции ледяного покрова.

С помощью модели была воспроизведена эволюция ледяного покрова в юго-западной части Карского моря за 3 месяца 2018 г. для трех вариантов пространственного разрешения: 5 км, 12,5 км и 25 км. Для трех специально выбранных точек были получены статистические оценки дрейфа льда, включая экстремальные значения заданной обеспеченности в терминах «1 раз в N лет». Были вычислены парные коэффициенты корреляции скорости дрейфа льда с основными влияющими на дрейф факторами в разных диапазонах скоростей, что позволило оценить изменение вклада каждого фактора в зависимости от скорости дрейфа. Показано, что, по мере увеличения скорости дрейфа, наиболее сложным образом меняется статистическая связь между дрейфом и сжатием льда. Выявлены основные черты влияния пространственной детализации модели на статистические оценки экстремального дрейфа.

В статье (обзоре) оцениваются особенности современных быстрых климатических изменений в Арктике и их последствий на основании результатов, полученных в последние годы. В том числе представлены результаты, полученные в рамках программы Президиума РАН «Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования» и российско-германского проекта QUARCCS (QUAntifying Rapid Climate Change in the Arctic: regional feedbackS and large-scale impacts). Наряду с данными наблюдений анализировались различные данные реанализа, а также результаты численных расчетов с глобальными и региональными версиями климатических моделей при разных сценариях антропогенных воздействий для XXI в.

Представлены оценки сравнительной роли естественных и антропогенных факторов в формировании температурных трендов на разных временных горизонтах. Согласно полученным оценкам, доминирующая роль радиационного форсинга парниковых газов проявляется в арктических широтах на временных масштабах около полувека и более.

Новые климатические явления, в частности формирование кратеров на Ямале в условиях тающей вечной мерзлоты, и новые эффекты, в том числе для тенденций изменения морского волнения в акваториях Арктического бассейна, свидетельствуют о достижении определенного критического уровня регионального и глобального потепления, сопоставимого с потеплением оптимума голоцена. При этом современные климатические модели проявляют способность не только воспроизводить ключевые особенности современных климатических режимов и их изменчивости, но и дают возможность получать адекватные прогностические оценки даже для сложных процессов в Арктике.

Выполнены анализ продолжительности стояния уровня воды ниже проектных отметок и оценка его характеристик за навигационный период на постах Салехард, Аксарка, Ныда, Надым, Самбург, Сидоровск, Тазовский, Находка на рядах наблюдений по 2013 г. Выделены случаи непрерывного стояния уровней не менее 10 суток, что относится к опасным явлениям. В результате анализа получены оценки продолжительности и повторяемости непрерывного стояния уровней в периоды открытого русла за каждый год, за 10-летние интервалы, за многолетие. Определены соотношения частоты и продолжительности опасных случаев с продолжительностью навигационных периодов. Установлены превышения критических уровней над минимальными за периоды наиболее продолжительных случаев непрерывного стояния за сезон открытого русла. Выполнено сравнение суммарной за сезон продолжительности стояния уровней ниже проектных значений с характеристиками стока воды для постов при наличии необходимой информации.

Климатическая изменчивость в Восточной Антарктиде за последние 2000 лет мало изучена. Бурение и исследование, включая измерение электропроводности и изотопного состава, снежно-фирновых кернов, необходимы для реконструкции климата прошлого. Представлены первые результаты детального исследования образцов снежно-фирновых кернов из скважины VK16 глубиной 70 м, пробуренной на станции Восток (Центральная Антарктида), которые охватывают эпоху позднего голоцена (последние 2000 лет). Обсуждаются методика построения хроностратиграфической шкалы и ее погрешность, результаты измерения изотопного состава и их интерпретация, профиль плотности снежно-фирновой толщи. Реконструированы климатические условия (температура воздуха и скорость снегонакопления) в окрестностях станции Восток. Полученные результаты сравниваются с опубликованными палеоклима-тическими реконструкциями.

В работе дано приближенное решение ранее не рассматривавшейся задачи об изгибе полубесконечной ледяной пластины под действием сосредоточенного и распределенного моментов. В работе показано, что нагрузка от момента на ледяное поле возникает при действии на него значительных по величине горизонтальных сил, область приложения которых не захватывает всю толщину ледяного покрова. Необходимость учета такого рода горизонтальных сил возникла в последнее время в связи с рассмотрением целого ряда прикладных задач морской ледотехники. При взаимодействии со льдом вертикального или мало наклоненного борта судна наблюдается разрушение льда в непосредственной близости от борта, которое вызвано действием горизонтальных усилий. В работе приводится приближенное решение поставленной задачи. Результаты расчетов показали, что действие сосредоточенного момента не может вызвать разрушение ледяного покрова у борта. В то же время распределенный по некоторому участку кромки льда момент может приводить к появлению таких разрушений. В работе получены теоретические зависимости, позволяющие приближенно описывать этот процесс.

В статье описывается разработка технических требований к системе мониторинга ледовых нагрузок для ледостойкой самодвижущейся платформы (ЛСП) «Северный полюс», выполненная в отделе ледовых качеств судов ААНИИ. Процесс разработки технических требований включал в себя анализ эксплуатационных ледовых условий ЛСП, определение сценариев взаимодействия льда с корпусом ЛСП, постановку задач для системы мониторинга ледовых нагрузок (СМЛН), разработку архитектуры СМЛН, конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния корпуса ЛСП, а также разработку требований к размещению датчиков на конструкциях корпуса ЛСП. Основной целью работы является создание комплексной системы исследования процессов воздействия льда на сооружения для получения новых данных по параметрам и характеру действия ледовых нагрузок.

Приведены результаты комплексных исследований процессов диагенетического преобразования донных осадков пресноводных озер о. Вайгач - Талатинское и Тундровое. Установлено (по данным спорово-пыльцевого анализа), что формирование донных отложений оз. Талатинское происходило в современных климатических условиях тундры. Показано, что отсутствие закономерностей в распределении всех изучаемых параметров и невозможность определения скорости осадконакопления, обусловлены перемешиванием отложений обоих озер в ходе сезонного замерзания-оттаивания. Данные о количественных характеристиках параметров сульфатредукции (соединений восстановленной серы, форм реакционноспособного железа, органического вещества), их распределении и трансформации свидетельствуют о низкой интенсивности редокс-процессов в осадках вследствие малой доступности органического вещества для микроорганизмов и суровости среды их обитания.