CC BY
137Инноватика. Научный электронный журнал. 2014 № 2
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-5722
Зеленина Лариса Ивановна,
кандидат технических наук, доцент кафедры Прикладной математики и высокопроизводительных вычислений Института математики, информационных и космических технологий Северного (Арктического) федерального университета им. М.В.Ломоносова, г. Архангельск [email protected]
Федькушова Светлана Ивановна,
преподаватель информационных технологий Архангельского торгово-экономического
колледжа, г. Архангельск
АРКТИЧЕСКИЕ ЛЬДЫ: ПРОГНОЗ И АДАПТАЦИЯ
Аннотация.
В статье проведен анализ изменения толщины льдов Арктики, предложены меры адаптации экономики.
Ключевые слова: арктический бассейн, вечная мерзлота, толщина морских льдов, трендовая модель, меры адаптации.
Введение
Российская Арктика является важным источником ископаемого топлива. С учетом планов по увеличению объемов добычи природных ресурсов и развития промышленного производства в полярных регионах представляется важным рассмотреть возможности как для адаптации арктических территорий к климатическим изменениям, так и для смягчения воздействия на климат через снижение выбросов парниковых газов.
Морские льды Арктического бассейна
По данным наблюдений, температура воздуха в Арктике за последнее столетие увеличивалась почти вдвое быстрее, чем средняя температура Земли. С 1980-х гг. температура в холодное время года на большей части Арктического пояса увеличивалась примерно на 1°С за десятилетие.
Значительное сокращение площади оледенения за последние 30 лет (на 15-20%) подтверждают инструментальные наблюдения за арктическими льдами со спутников. Спутниковые данные показывают, что в среднем на 2,7 % за десятилетие уменьшалась среднегодовая площадь льдов в Арктике. Особенно заметна динамика летнего льда. За последнее десятилетие площадь морских льдов в сентябре сократилась на 7,4 % [1].
Также уменьшается средняя толщина морских льдов в арктическом бассейне, которая происходит в основном из-за сокращения площади, занимаемой многолетними льдами и, в меньшей степени, за счет уменьшения их толщины.
Инноватика. Научный электронный журнал. 2014 № 2
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-5722
Рисунок 1 - Гистограмма площади многолетних арктических льдов
(2002-2013 гг.)
Таяние арктических льдов приводит к усилению потепления в регионе вследствие так называемой положительной обратной связи: увеличение темпов сокращения ледового покрова ведет к уменьшению отражательной способности поверхности (темный океан лучше поглощает тепло, чем белый лед) и, следовательно, увеличению поступления солнечной радиации.
Статистическая обработка данных позволила построить полиномиальный тренд, определяющий с достаточной степенью вероятности прогнозные значения минимальной площади арктических льдов, например, к 2016 году, если динамика сохранится, площадь многолетних арктических льдов сократиться до минимума.
Расчеты будущих изменений ледяного покрова Северного Ледовитого океана говорят об ускоряющемся сокращении его площади и массы. Расчеты показывают, что в течение XXI века максимальная площадь морского льда (март) будет сокращаться на 2 % за десятилетие, а минимальная площадь льда (сентябрь) - на 7 % за десятилетие по площади льда в конце XX столетия. При таких темпах сокращения льдов уже в течение ближайшего десятилетия можно ожидать их отступления к концу лета до приполюсного района Арктики, а через 30 лет в летний период Арктика может полностью освобождаться из-под ледового покрова [1, с.4].
Инноватика. Научный электронный журнал. 2014 № 2
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-5722
Сокращение морского ледяного покрова, вероятно, увеличит возможность доступа к ресурсам на шельфе арктических морей. Однако одновременно усилится волнение моря, возрастет количество айсбергов из-за разрушения ледников. Кроме того, прогнозируемое сокращение площади и толщины льдов в Арктике увеличит продолжительность безледовой навигации, открывая возможность использования судов с незначительным ледовым подкреплением, либо без него. Можно также предвидеть увеличение продолжительности сроков навигации, повышение скорости движения транспортных средств, уменьшение дальности перевозок и вовлечение в систему Северного морского пути новых маршрутов.
В последние годы был разработан ряд новых технологических решений, позволяющих снизить нагрузки, связанные с таянием вечной мерзлоты, на инфраструктуру. Например, были улучшены конструкции свай, использующихся в зоне вечномерзлых пород. Изменения в климатических условиях необходимо закладывать в технические нормы и регламенты и учитывать при строительстве новых сооружений. Кроме того, целесообразно оценить степень геокриологического риска (риска нарушений в сооружениях, связанного с процессами в вечной мерзлоте) в отношении имеющихся на территории региона инфраструктурных объектов и, в случае высокой степени опасности, производить их реконструкцию или перенос из опасной зоны.
Адаптационные меры
На основе источников [1,2] спрогнозируем потери экономики и возможные меры адаптации.
Таблица 1 - Потери экономики и возможные меры адаптации в результате таяния вечной мерзлоты в Арктическом регионе______________________________________
Отрасль экономики Потери экономики Адаптация
Добыча полезных ископаемых 1) увеличение высот ветровых волн и появления обломков айсбергов от деградирующих ледников на арктических островах, которые могут представлять опасность для добывающих сооружений и транспортных средств; 2) из-за резких перепадов температуры и усиления опасных гидрометеорологических явлений возможно увеличение нагрузки на объектах энергетической инфраструктуры, рост числа аварий; 1) пересмотр строительных норм и правил для морских сооружений в шельфовой зоне с учетом наблюдаемых и прогнозируемых изменений климатических параметров; 2) учет динамики высоты волн, айсберговой и ледовой активности при проектировании гидротехнических сооружений, нефтяных платформ и судов, а также при обеспечении безопасных условий мореплавания;
Инноватика. Научный электронный журнал. 2014 № 2
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-5722
Морское судоходство 3) сокращение возможностей и периода для доставки грузов в труднодоступные районы по зимним автомобильным трассам, проложенным по замерзшим руслам, из-за изменения в сроках и процессах замерзания и вскрытия рек и водоемов; 4) существует вероятность формирования сложных ледовых условий 5) нарушение транспортного сообщения из-за увеличения частоты и интенсивности аномальных погодных явлений; 3) создание специальных служб контроля айсберговой ледовой опасности в акваториях Северного Ледовитого океана; 4) совершенствование современной системы прогностического обеспечения развития морской деятельности в Арктической зоне России. 5) повышение качества мониторинга и прогнозирования климатических изменений, изменений погодных условий в арктических морях, создание эффективных локальных систем гидрометеорологического обеспечения; 6) совершенствование системы прогнозирования динамики гидрометеорологических характеристик;
Инфраструктура 6) возможен рост рисков в эксплуатации зданий и сооружений, транспортной системы, включая магистральные трубопроводы из-за подвижек грунта в зонах таяния вечной мерзлоты; 7) нарушение инфраструктуры прибрежных территорий вследствие усиления штормовой активности, эрозии берегов и поднятия уровня моря. 7) совершенствование системы оперативного доведения погодноклиматической информации до потребителя. 8) подготовка и введение новых технических норм, регламентов, учитывающих изменения климатических условий; 9) учет фактора изменения климата при строительстве новых инфраструктурных сооружений; 10) проведение оценки геокриологического риска в отношении имеющихся на территории региона инфраструктурных объектов; 11) в случае высокой степени геокриологической опасности, производить реконструкцию или перенос объектов из опасной зоны; 12) разработка и внедрение новых, более климатически-устойчивых, технологий в строительстве.
Инноватика. Научный электронный журнал. 2014 № 2
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-5722
Заключение
Произошедшие в Арктике в последние десятилетия существенные изменения климата вызывает необходимость принятия решений о пересмотре экономических стратегий развития регионов, как на федеральном, так и на местном уровне.
Ссылки на источники
1 Катцов В.М. Модели, предназначенные для оценки будущих изменений климата / В.М. Катцов, В. П. Мелешко. - М.: Институт вычислительной математики РАН, 2010. - 40 с.
2 Семенов, С. М. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Том II. Последствия изменения климата / Анисимов О. А., Анохин Ю. А., Болтнева Л. И. и др. - Росгидромет, 2008. - 288.
3 Зеленина Л.И., Федькушова С.И. Прогнозирование и последствия изменения климата Арктического региона // Арктика и Север. - 2012. - № 5. -С. 1-5.
4 Комплексные климатические стратегии для устойчивого развития регионов российской Арктики в условиях изменения климата (модельный пример Мурманской области). Резюме. - М.: Программа развития ООН в России, Российский региональный экологический центр, 2009.
Zelenina Larisa Ivanovna,
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Applied Mathematics and High Performance Computing of Institute of Mathematics, Information and Space Technologies, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk [email protected]
Fedkushova Svetlana Ivanovna,
Lecturer of Information Technology, Arkhangelsk trade and economic college, Arkhangelsk [email protected]
ARCTIC ICE: PREDICTION AND ADAPTATION
Abstract.
The article analyzes the changes in the thickness of ice in the Arctic, propose measures to adapt the economy.
Keywords: the Arctic basin, permafrost, the thickness of sea ice, trend model, adaptation measures.
