ОКЕАНОЛОГИЯ
В работе рассмотрены сезонная и межгодовая изменчивости площадей ледяных массивов Восточно-Сибирского моря. Представлены результаты расчетов изменения ледовитости и повторяемости типов развития ледяных массивов в период 60–80-х годов прошлого столетия и за последние десятилетия.
Эти изменения хорошо согласуются с выявленными в ААНИИ квазипериодическими чередованиями «относительно» холодных и «относительно» теплых климатических периодов с продолжительностью около 30 лет.
За последние десятилетия уменьшение ледяных массивов стало происходить более интенсивно. В целом площадь сплоченных льдов в летний сезон уменьшилась на 15–20 % в западной части моря и на 20–30 % в восточной, существенно расширив возможности самостоятельного плавания судов.
Для изучения динамики вод Карского моря в перспективных районах хозяйственного освоения шельфа были сделаны инструментальные измерения скорости течений на 6 плавучих автономных буйковых станциях, продолжительностью около года на 5 из них и около полугода на Викуловской.
Спектральный анализ реализаций этих измерений позволил установить, что характерной особенностью течений является наличие годовой, приливной и синоптической составляющих изменчивости скорости течения. В работе выполнена оценка вклада каждой из этих составляющих в общую дисперсию процесса методом векторного дисперсионного анализа.
Оценки скоростей течений демонстрируют практически одинаковый характер изменчивости на всех плавучих автономных буйковых станциях по всем параметрам. Это проявляется в числовых значениях основных параметров изменчивости, форме профилей их вертикального распределения, эволюции этих профилей в годовом ходе и в соотношениях характеристик суммарного течения и его непериодической составляющей. На всех шести плавучих автономных буйковых станциях на всех глубинах средние течения направлены на С-ССВ-СВ, а значения средней скалярной скорости суммарного течения и максимума на верхних горизонтах изменяются в относительно узких пределах 10,5–1,5 см/с и 65–80 см/с соответственно. Для вертикального распределения характерно уменьшение с глубиной величин самих скоростей и их изменчивости при сохранении направления среднего переноса и относительной близости к нему направления максимальной изменчивости. Годовой ход хорошо выражен и проявляется в увеличении весной и летом скоростей течения и их изменчивости при одновременном усилении вертикальных контрастов. Изменчивость непериодического течения на всех глубинах и соответствующие вертикальные контрасты ослаблены сравнительно с суммарным течением, а форма эллипсов СКО более вытянутая.
ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ГИДРОСФЕРЫ
В статье представлены результаты наблюдений за общим содержанием озона на российских антарктических станциях Мирный (66° 34′ ю.ш., 93° 01′ в.д.), Новолазаревская (70° 46′ ю.ш., 11° 50′ в.д.) и Восток (78° 38′ ю.ш., 106° 52′ в.д.) с 1975 г. по настоящее время. Измерения выполнялись фильтровыми озонометрами М-83/М-124. За этот период наблюдалась устойчивая тенденция уменьшения общего содержания озона антарктической весной. К началу 1990-х гг. средние величины общего содержания озона в сентябре и октябре на ст. Мирный составляли лишь 70–75 % от их среднего значения за 1975–1980 гг. Степень проявления эффекта озоновой дыры существенно зависит от количества озоноразрушающих веществ в атмосфере, динамических факторов и температуры в стратосфере. Учитывая медленное уменьшение количества озоноразрушающих веществ в атмосфере, изменения размеров и интенсивности озоновой дыры вызываются в основном колебаниями температуры и динамическими процессами. Разрушения стратосферного циркумполярного вихря уже ранней весной в 1988 г. было причиной того, что весенняя отрицательная аномалия общего содержания озона вообще не сформировалась. Резкое значительное повышение температуры стратосферы весной 2002 г. сопровождалось ростом общего содержания озона. Это привело к уменьшению размеров дыры и даже ее разделению на две части к концу сентября. С начала 2000-х гг. наблюдается тенденция возвращения величин общего содержания озона к значениям, характерным для периода, предшествовавшего проявлению эффекта озоновой дыры, и увеличение межгодовой изменчивости общего содержания озона весной по сравнению с последним десятилетием прошлого века.
Климатические исследования в ААНИИ включают мониторинг изменений в арктической климатической системе, выяснение их причин и предсказуемости. Начало положено в 1920-е гг. работами В.Ю. Визе, исследовавшего причины потепления климата Арктики в 1920–1930-е гг. Мониторинг продолжается с организации в 1932–1934 гг. сети полярных станций, а первые климатические обобщения созданы в 1960-х гг. В настоящее время мониторинг климатических изменений в Арктике осуществляется на основе наблюдений на сети гидрометеорологических станций, спутниковых наблюдений за морскими льдами, судовых экспедиционных наблюдений и измерений на автономных буйковых постановках в арктических морях и Арктическом бассейне. Результаты представляются в регулярных обзорах климатических и ледовых условий. В ходе недавних исследований был оценен вклад атмосферных переносов тепла в формирование изменений температуры зимой и радиационных притоков летом, предложена схема развития и усиления потепления в Арктике. Рассмотрены задачи климатического обслуживания в Арктике на основе инициативы ВМО по развитию климатического обслуживания в форме Арктического регионального климатического центра — сеть (АркРКЦ-сеть).
ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА
Земная кора Антарктического полуострова (Западная Антарктида), сформировавшаяся в юрское и меловое время, была в последующем разбита многочисленными разломами, трассируемыми дайками разных направлений. Формирование даек связывается с тектоническими процессами, вызванными продолжающейся субдукцией океанической коры в крайней северо-восточной части Антарктического полуострова. В результате выполненных исследований в районе островов архипелага Арджентайн и прилегающей части Антарктического полуострова установлено, что ранние дайки ориентированы в северном и северо-западном направлении, а более поздние — в северо-восточном. В нескольких дайках выявлены контрастные геохимические аномалии — ванадия, хрома, никеля, меди, цинка и свинца. Палеомагнитные исследования дайковых пород позволяют получить важные данные о миграции Антарктического полуострова на Земле в послемеловое время.
ЭКОЛОГИЯ, БИОЦЕНОЛОГИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ
Исследована структура зоопланктона в пределах основных водных масс Баренцева моря. В мурманской прибрежной и атлантической водной массах по численности и биомассе зоопланктона доминировал Calanus finmarchicus. В арктической водной массе преобладали науплии копепод, основу биомассы составлял Calanus glacialis. Пространственные вариации распределения зоопланктона были связаны с гидрологическими факторами и концентрацией фитопланктона. Наибольшая средняя биомасса отмечена в атлантических водах, наименьшая — в баренцевоморских. Общий запас зоопланктона для исследованной акватории площадью 281 тыс. км2 составил более 740 тыс. т сухой массы. Биомасса, продукция и запас зоопланктона были существенно ниже, чем в предшествующие годы, что, скорее всего, связано с более высоким прессом мойвы и других хищников, также возможным влиянием климатических факторов.
Выполнено исследование содержания ртути в воде, донных отложениях и бентосных организмах в заливах Билле-фьорд, Ис-фьорд и Грён-фьорд (арх. Шпицберген) в июле 2017 г. Содержание ртути во всех образцах (вода, донные отложения и биологические объекты) определяли в химикоаналитической лаборатории Российского научного центра в пос. Баренцбург на арх. Шпицберген. Концентрация ртути в водах заливов Билле-фьорд, Ис-фьорд и Грён-фьорд была менее 10 нг/л. В поверхностном слое донных отложений самые высокие валовые концентрации ртути были отмечены в Ис-фьорде, а наименьшие в Билле-фьорде. Аккумулирование ртути в гидробионтах было связано с их трофическим уровнем в экосистеме и локализацией во фьордах. Ртуть в большей степени аккумулировали бентосные организмы детритофаги-грунтоеды.
Впервые проведено сравнение биоэнергетических характеристик полихет мелководных водоемов Чаунской губы (Восточная Арктика) и бухты Нелла (Восточная Антарктика), расположенных в высоких широтах противоположных полушарий планеты. Оказалось, что средние значения потока энергии через популяции сопоставимы: 56±25 и 40±13 ккал/м2 в год соответственно. Вместе с тем динамика потока энергии в заливах на различных грунтах и глубинах имеет заметные отличия. Различия и сходства между значениями ассимилированной полихетами энергии обусловлены в первую очередь физико-химическими особенностями исследованных водоемов.
ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
Cтатья посвящена вопросу распространения упругих поперечных колебаний в двухфазной среде, состоящей из воды и льда (лед, пропитанный водой). Если рассматривать лед как некую пористую однородную среду с постоянной парциальной плотностью, то становится возможной постановка задач теории фильтрации для среды вода–лед. В данной работе рассматривается одна из возможных постановок прямой задачи, моделирующей распространение сигнала в этой среде. Численно решена начально-краевая задача для одномерной нелинейной системы уравнений пороупругости на основе явной разностной схемы. Представлена серия численных расчетов для пробной модели сред.
ISSN 2618-6713 (Online)