ААНИИ в Арктике

И.М. Ашик, заместитель директора ААНИИ по научной работе

Арктический и антарктический научно-исследовательский институт вот уже более 100 лет изучает природную среду Арктики. В 1993 году ему присвоен статус государственного научного центра Российской Федерации, который в последующем подтверждался каждые три года. Институт проводит весь цикл работ в высоких широтах: от полевых исследований и обработки данных до составления карт и прогнозов.

В ААНИИ уделяется особенное внимание проблемам, связанным с глобальными изменениями климата. Ученые проводят мониторинг климатических изменений в Арктике по данным наблюдений на сети стационарных гидрометеорологических станций, на дрейфующих станциях, с помощью ИСЗ, в судовых экспедициях, автономных дрейфующих и заякоренных буйковых станций в арктических морях и Арктическом бассейне Северного Ледовитого океана.

БЕЗОПАСНОСТЬ НАВИГАЦИИ НА СЕВЕРНОМ МОРСКОМ ПУТИ

Одна из самых важных прикладных задач, которые сегодня стоят перед институтом, – это обеспечение безопасности навигации на Северном морском пути. В связи с климатическими изменениями последних десятилетий площадь льда в Арктике значительно уменьшилась, арктические моря стали освобождаться ото льда в более ранние сроки. Но вместе с тем меняется и структура распределения и дрейфа льда в Арктике, увеличивается число опасных явлений, становится больше зон айсбергов и торосов.

Долгосрочных прогнозов, которые составляются четыре раза в год, для принятия решения о возможности выполнения рейса недостаточно. Важно оценивать актуальные погодные условия, обледенение, сжатие, волнение, которое из-за уменьшения площади льда в последние годы увеличивается. Единственное решение в этом случае –оперативное гидрометеорологическое и ледовое обеспечение судов на трассе.

Для этой цели в ААНИИ используется автоматизированная ледово-информационная система «Север». Сервис основан на спутниковом мониторинге гидрометеорологической информации и созданных в ААНИИ технологиях и помогает безопасно и эффективно выполнять избирательное плавание во льдах. По запросу судоводителю предоставляются спутниковые снимки, детализированные ледовые карты, локальные карты, численный ледовый прогноз распределения льда и прогноз сжатия. По этой информации судоводители определяют, куда двигаться и какие силы использовать для операции.

В навигации прошлого года благодаря оперативному гидрометеорологическому обеспечению была проведена уникальная операция по безледокольной проводке судов-газовозов в зимнее время.

ЛЕДОВАЯ ПЛАТФОРМА «СЕВЕРНЫЙ ПОЛЮС»

Для того чтобы правильно оценить ситуацию в Арктике и на планете в целом, только спутниковых снимков недостаточно, нужна информация insitu о распределении водных масс, характеристиках льда, загрязнениях и пр.

ААНИИ получает информацию с наземных гидрометеостанций в Арктике и с обсерваторий: научно-исследовательского стационара «Ледовая база Мыс Баранова», гидрометеорологической обсерватории Тикси и Российского научного центра на архипелаге Шпицберген. Многие годы данные из Центральной Арктики поступали с дрейфующих станций «Северный полюс», но из-за изменений ледовых условий в 2013 году была прекращена работа последней станции.

Для восстановления регулярных исследований на льду разработан проект ледостойкой самодвижущейся платформы «Северный полюс». Это абсолютно новый подход к решению проблемы – платформа будет вморожена в лед, вокруг нее расположится научный лагерь для выполнения комплексных работ. На борту ледостойкой платформы разместятся 15 научных лабораторий. Для работы на платформе потребуется команда из 34 ученых и 14 человек экипажа. По прочности корпуса, автономности плавания и длительности срока службы платформа не имеет аналогов в мире. Рассчитана она на 40-летний срок службы.

Для разработки исходных технических требований к проекту был проанализирован уникальный опыт ААНИИ по организации, проведению и результатам исследований дрейфующих станций «Северный полюс». Испытания модели корпуса ледостойкой платформы проводились в ААНИИ, в ледовом опытном бассейне. Сейчас на АО «Адмиралтейские верфи» продолжаются швартовные испытания платформы, передача заказчику запланирована на 1 июля 2022 года. Осенью 2022 года платформа отправится в экспериментальный дрейф с вмораживанием судна и проверкой его ледовых качеств.

С запуском платформы метеонаблюдениями будет охвачен практически весь российский сегмент Арктики. Платформа «Северный полюс» станет ключевым звеном в системе прогнозирования погоды и ледовой обстановки, дополняя данные береговых обсерваторий информацией о ледовом и гидрометеорологическом режиме Центральной Арктики. Единая система данных из разных районов Арктики необходима для предоставления точных прогнозов погоды арктическим судам, что особенно важно с учетом роста навигации по Северному морскому пути, а также для построения климатических моделей.

ЛЕДОВЫЙ БАССЕЙН

В ААНИИ особое внимание уделяется исследованиям, связанным с изучением физико-механических свойств льда и взаимодействия корпусов морских объектов со льдом. Ледовый бассейн ААНИИ – первый в мире, он был основан еще в 1955 году, когда институт располагался на Фонтанке. В бассейне успешно прошли испытания первого в мире атомного ледокола «Ленин», атомных ледоколов типа «Арктика» и многих судов ледового плавания отечественных и зарубежных проектов.

• 

• 

Сейчас в ААНИИ на улице Беринга, 38 работает комплекс из двух бассейнов, наибольший из них длиной 30,5 м, шириной 5 м и глубиной 1,8 м. В ледовом опытовом бассейне проводятся исследования процессов и сценариев разрушения ледяного покрова при взаимодействии с судами и инженерными сооружениями. В нем предусмотрена возможность быстро менять соленость воды и управлять прочностными характеристиками намораживаемого льда. Для проведения исследований в бассейне изготавливается моделированный лед до 60 см толщиной.

ИЗУЧЕНИЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ

Одна из интересных задач института – изучение и мониторинг многолетней мерзлоты в Арктике. ААНИИ принимает активное участие в подготовке документов по созданию государственной системы мониторинга состояния многолетней мерзлоты на базе наблюдательной сети Росгидромета. Сформулированы методические рекомендации по организации геокриологического мониторинга на наблюдательной сети Росгидромета, проведено сравнение модельных данных с результатами геокриологических измерений на базе РНЦШ и НИС «Ледовая база Мыс Баранова».

• 

• 

В поселке Пирамида на архипелаге Шпицберген расконсервированы и включены в систему мониторинга многолетнемерзлых грунтов ААНИИ советские термометрические скважины. Исследования, проводимые на архипелаге Шпицберген, дадут возможность оценить динамику эволюции мерзлоты, процессы трансформации ледников и механизм затока атлантических вод во фьорды архипелага.

МОДЕРНИЗАЦИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СЕТИ

В 2021 году Росгидромет начал реализацию мероприятий по модернизации гидрометеосети Арктической зоны Российской Федерации. В программу включены 30 пунктов наблюдений, необходимых для обеспечения безопасности судоходства в акватории Северного морского пути: в зоне ответственности Северного УГМС, Якутского УГМС и Чукотского УГМС.

Работы по модернизации зданий, оснащению станций оборудованием, транспортными средствами и средствами связи улучшат условия проживания сотрудников на станциях, обеспечат непрерывность наблюдений и повысят качество прогнозов. Планируется также установка в открытых районах арктических морей автоматических гидрометеорологических буев.

В 2021 году была модернизирована одна старейших и самых труднодоступных станций Росгидромета – аэрологическая станция Малые Кармакулы Северного УГМС, расположенная на архипелаге Новая Земля.

МОЛОДЫЕ УЧЕНЫЕ

Одна из важнейших целей ААНИИ – это поддержка молодых ученых. В институте с 2008 года работает программа целевой подготовки молодых кадров, которая дает возможность студентам получить уникальный опыт, еще будучи студентами, попасть к нам на стажировку, работать под руководством ведущих исследователей и даже участвовать в экспедициях. При успешном прохождении программы молодые квалифицированные специалисты могут быть устроены в штат института. С началом рейсов ледостойкой платформы у молодых заинтересованных ученых появится больше возможностей, они станут у истоков проекта, смогут развивать новые направления и строить научную карьеру.

С 2014 года в институте организуются выездные школы-семинары для молодых ученых на полевой базе ААНИИ «Ладога». Студенты выполняют исследовательские работы в обстановке, максимально приближенной к полевым условиям: со льда, на болотах, с плавсредств. В прошлом году начат проект целевого обучения для школьников старших классов, которые хотят связать свою жизнь с полярными исследованиями.

Сотрудники ААНИИ часто выступают с научно-популярными лекциями в школах, университетах и на площадках Санкт-Петербурга и России. ААНИИ проводит экскурсии для школьников в лабораториях института и на научно-экспедиционных судах. Двери института всегда открыты для тех, кто интересуется полярной наукой.