Лаборатория Арктик-шельф. Исследования айсбергов

ЛАБОРАТОРИЯ "АРКТИК-ШЕЛЬФ"

Полярные исследования и изыскания для гидротехнического строительства

Исследования айсбергов

	Айсберг - массивный отколовшийся от ледника кусок льда различной формы, выступающий над уровнем моря более чем на 5 м. (Гляциологический словарь, 1984)
Айсберги являются одним из наиболее опасных элементов природной среды, как для судоходства, так и для функционирования инженерных сооружений и коммуникаций, расположенных в шельфовой зоне арктических и субарктических морей. Без учета данного феномена, освоение природных ресурсов сопряжено с повышенным риском как с точки зрения безопасности мореплавания и добычи полезных ископаемых на материковом шельфе, так и с точки зрения минимизации ущерба, наносимого природной среде при последствиях возможных столкновений айсбергов с сооружениями в море. Избежать столкновения с айсбергами можно при хорошо организованной службе мониторинга (слежения) различными техническими средствами за их перемещением.
	В арктических морях России необходимо рассматривать четыре основных источника образования айсбергов: · Земля Франца-Иосифа, · Новая Земля, · Шпицберген, · Северная Земля.
Есть четыре возможных пути оценки вероятности столкновения айсберга с объектом гидротехнического строительства: 1) Исследования вероятностных характеристик распределения айсбергов на интересующей акватории по историческим данным. Для этого можно использовать данные авиационных разведок и судовых наблюдений, выполненные Россией за период с 1888 по 1991 год. Массив наблюдений за дислокацией айсбергов в Баренцевом и Карском морях и частично в Арктическом бассейне, включает свыше 19 тысяч фиксаций и содержит информацию о дате обнаружения, количестве айсбергов и их координатах.
	2) Использовать данные специальных наблюдений за образованием и дрейфом айсбергов. Процесс образования исследуется во время береговых работ на ледниках. При этом определяется динамика ледника и характерные свойства его льда, что позволяет в последствии идентифицировать место образования обнаруженных в открытом море айсбергов. Траектории движения айсбергов формируются в результате воздействия многих природных факторов. При этом действующие силы находятся в сложном, нелинейном взаимодействии, как между собой, так и с самим айсбергом, в зависимости от его формы, размеров, массы и т.п. Для анализа траекторий привлекаются данные о дрейфе автоматических буев, установленных на айсберги. Подобные наблюдения успешно реализовываются лабораторией "Арктик-шельф" в ходе экспедиционных работ.
3) Выполнить математическое моделирование дрейфа айсбергов. Если данные наблюдений за дрейфом айсбергов отсутствуют, проводятся расчеты приливного дрейфа айсбергов с использованием трехмерной гидродинамической модели (Polyakov et. al., 1994). Дрейф имеет сложный характер, представляющий сумму поступательного и кругового движения. На наш взгляд мезомасштабные круговые перемещения айсбергов представляют большую угрозу для сооружений на шельфе, т.к. в данном случае айсберг следует рассматривать не как материальную точку с характерными размерами айсберга, а как объект, имеющий "размеры суточной циркуляции" айсберга. Данное обстоятельство, по-видимому, приводит к увеличению вероятности столкновения айсберга с объектом и требует специального исследования.
	4) Построить вероятностную модель оценки столкновения айсбергов с платформами. В рамках такого подхода можно оценить опасность столкновения айсберга с гидротехническим сооружением с учетом данных натурных наблюдений айсбергов, извилистости траектории айсберга и его циркуляции под действием приливных течений. Необходимо указать, что данный подход не может полностью описать вероятность столкновения айсберга с платформой, так как движения айсберга в достаточной степени являются детерминированными и описание их с помощью случайных блужданий, не совсем правомерно (хотя есть основания полагать , что суммарное движение большого числа айсбергов в достаточной степени случайно), но данная методика позволяет оценить искомую вероятность.
Вероятность столкновения айсберга с платформой можно снизить, если предусмотреть возможности активного воздействия на дрейф. В 2004 году в ходе зимней экспедиции "Штокман-2004", организованной лабораторией "Арктик-шельф", была успешно опробирована технология буксировки айсбергов. Это позволяет значительно повысить безопасность строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений на шельфе арктических морей.