XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение 

Для проведения непрерывных метеорологических, гидрологических, магнитных и других измерений в Арктике в ХХ веке были организованы научно-исследовательские базы, которые строились на льдинах Северного ледовитого океана. 31 такие дрейфующие станции проводили наблюдения вплоть до 1991 года[1].Большой объем собранных данных позволил описать перемещение и изменение структуры ледяного покрова, принципы взаимодействия океана и атмосферы, химическое содержание и свойства водных масс, их перемещения подо льдами, рельеф дна океана [2]. Уникальность данных заключается в их комплексности, высоком временном разрешении, высокой точности, поскольку измерения являются контактными, выполненными на сертифицированной аппаратуре квалифицированными специалистами.

Построенные автором ранее [3]розы ветров за весь период наблюдений позволили зафиксировать смену ветрового режима в конце 70-хначале 80-х гг. Целью настоящей работы является анализ переходного периода в рядах температуры, атмосферного давления и других параметров.

В рис. 1 представлены типичные розы ветров, а также гистограммы распределения метеопараметров до переходного периода (в качестве примера приведен 1974 г.), непосредственно перед ним – (1978 г.) и сразу после – 1981 г.

Рис. 1 Розы ветров и гистограммы распределения метеопараметров за 1974, 1978 и 1981 гг.

В ходе анализа направления ветра можно наблюдать, что до переходного периода (см. 1974 и 1978 гг.) ветровой режим представлял собой «бабочек» с несимметричным размером «крыльев», другими словами можно заметить отсутствие северо-восточного и юго-западного направления.Причем в 1974 году «крылья» имели симметричный размер, а в 1978 году наблюдается преобладание северо-западных направлений ветров. В 1981 году ситуация изменилась, начали фиксироваться ветра всех направлений, форма розы ветров стремится к форме круга с преобладанием юго-восточного направления.

Изменения наблюдаются также и в скорости ветра. Причем присутствуют существенные различия в период до смены режима ветров, и после. В 1974 и 1978 наиболее часто фиксировалась скорость ветра 4 м/с – 961 и 1112 наблюдений. В 1981 году мы наблюдаем повышение скорости ветра, самая часто повторяемая скорость – 6 м/с – 818 наблюдений, а также начинают наблюдаться большие скорости – 16 и 18 м/с – 25 и 6 наблюдений соответственно.

По гистограммам распределения температуры можно констатировать,что распределение в течение переходного периода остается двухмодальным, но наблюдается увеличение сроков с нулевой температурой. Так,если в 1974 году – 490 наблюдений 0ºС, в 1978 – 624 случаев, то в 1981 –уже таких сроков 681. Увеличились за этот период минимальные температуры с -45ºС до -40ºС. При этом можно отметитьсокращение больше чем вдвое сроков с положительными температурами после переходного периода: в 1974 году – 240, в 1978 – 287, а в 1981 – 111.

Анализируя гистограммы влажности, можно отметить, чторавномерное распределение в диапазоне 75 - 100% поменялось за рассматриваемый периодна резко неравномерное с модами в районе 80-85% и 100%.

В ходе анализа давления выявлено, что форма распределения поменялась мало, но наблюдается небольшое понижение давления после смены ветрового режима. Минимальное давление в 1974 году составило – 990 гПа – 2 наблюдения, в 1978 году также 990 гПа – 1 наблюдение, а в 1981 году минимальное фиксируемое давление составило – 980 гПа – 1 наблюдение. Наиболее часто повторяющимся значением давления в 1974 году было - 1025 гПа – 448 наблюдений, в 1978 и 1981 годах мы опять наблюдаем общую тенденцию к понижению – 1015 гПа – 504 и 452 наблюдения соответственно. Также отметим, что после смены ветрового режима стали наблюдаться высокие значения давления – около 1060 гПа – 6 наблюдений.

Изменение метеорологического режима должно затрагивать всю климатическую систему, в частности важный компонент такой системы – общее содержание озона (ОСО). На рис. 2 представлены поля распределений озона в Арктике за те же годы.

Рис. 2 – Карты распределения общего содержания озона и отклонения его от климатического среднего [4].

Наблюдается существенное увеличение ОСО после смены режима ветра. В 1974 г.положительные аномалии ОСО со значением 400-450 е.Д. фиксировались над северо-восточной территорией РФ и в районе северной части Канады. В 1978 году наблюдается увеличение ОСО, которое составляет 500 е.Д. В 1981 году область повышения ОСО распространяется на территорию Восточно-сибирского и Охотского морей, и увеличивается до 550 е.Д. Северо-западная часть в этот же период находится под отрицательной аномалией. Повышение неоднородности поля ОСО можно проследить по карте отклонений ОСО.В1974 г – отклонении были в пределах 10 е.Д,в1978 – мы наблюдаем увеличение отрицательных аномалий, от +10 до -20 е.Д,в1981 – вновь происходит увеличение отклонений до 25е.Д.

Таким образом, анализ данных наблюдений 31 полярной станции позволяет выделить 1978-1981 гг.как период существенных изменений метеорежима.

Литература

1. Угрюмов А. И., Коровин В. П.. На льдине к Северному полюсу. История полярных дрейфующих станций. СПб: Гидрометеоиздат. 2004.

2. Попов К. В., Либина Н. В., Ушакова М. Г. О дрейфе научной станции «Северный полюс-1» //Океанологические исследования. – 2019. – Т. 47. – №. 4. – С. 222-236.

3. Эргашев А. Влияние изменчивости озонового слоя на розы ветров в Арктике.[Электронный ресурс]. URL: https://scienceforum.ru/2024/article/2018036509

4. Официальный сайт по мониторингу озона: [Электронный ресурс]. URL: https://exp-studies.tor.ec.gc.ca/clf2/e/main.html