В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Первый переход вдоль берегов Северной Америки был совершен норвежской экспедицией под руководством Амундсена на судне «Йоа» в 1903- 1906 гг. Обширные исследования северных морей были выполнены в СССР по программе 2-го Международного полярного года (1932 1933). Новый период исследования Арктики начался с создания ледовых станций. До ледовой станции «Северный полюс» . позднее «СП-1» (1937 — 1938) в районе Северного полюса никто пе проводил научные исследования. Одним из организаторов арктических исследований был академик О.
К). Шмидт. Арктический регион не перестает удивлять своими возможностями. Во время очередного рейса научно-исследовательского судна в центральную часть Арктики в 2001 г. были открыты несколько действующих подводных вулканов. В Северном Ледовитом океане обнаружены обширные поля гидротермальных источников, населенные ранее неизвестными науке биосообществами, обширные месторождения нефти, газа и газогидратов, насыщенных метаном и другими горючими газами. Возможно газогидраты являются одним из видов будущих энергоносителей.
В 1872 г. состоялось плавание английской экспедиции на судне «Челленджер», явившееся поворотным пунктом в развитии морской науки. Эта экспедиция была осуществлена па специально оборудованном для морских научно-исследовательских работ корабле.
Во время экспедиции было испытано много новых приборов и методов для исследования океана. Определялись глубина, состав грунта морского дна, придонная температура, брались пробы морской воды, добывались донные животные и растения. Интересно, что новая идея измерения глубины была предложена У. Томсоном (лорд Кельвин) во время плавания на «Челленджере». За три с половиной года экспедиции было выполнено 362 глубоководных станции. Обработка результатов экспедиции продолжалась несколько лет и составила труд объемом в 50 томов. Считается, что именно с плавания «Челленджера» начинается целенаправленное исследование Мирового океана. В 1885 г.
обширные научные исследования Мирового океана начались под руководством принца монакского Альберта. На специально построенных судах исследования проводились в Средиземном море и в Атлантическом океане от Шпицбергена до экватора. По инициативе Альберта были организованы Океанографический музей в Монако в 1896 г. и Океанографический институт при Сорбонне в 1906 г. !'л. 7. Изучение Мирового онеинв В ХХ веке число морских чисто географических экспедиций сократилось, так как все основные географические объекты были открыты.
Но увеличивается число так называемых океанологических экспедиций. К числу таких экспедиций относятся и работы на дрейфующих станциях вСеверный полюсгч и экспедиции в Антарктиде. Наиболее значимые результаты океанологических экспедиций открытие экваториального противотечения, глубинных течений Кромвелла в Тихом океане и Ломоносова в Атлантике. Развитие подводного атомного флота инициировало очередной взрыв интереса к изучению глубин океана в 50-60-е гг. ХХ века.
Для обеспечения скрытности и безопасности эксплуатации дорогостоящих технических объектов потребовалось развитие акустики и оптики океана, теории струй, волн и турбулентности. Современное состояние исследований Мирового океана Изучение процессов, протекающих в океане, требует привлечения большого количества кораблей и аппаратуры, т.е. это достаточно дорогостоящий процесс. Г!оэтому в последние десятилетия прошлого века стали осуществляться крупные международные проекты, в выполнении которых участвовали ученые многих стран.
Эти исследования значительно пополнили наши знания о Мировом океане. Основную информацию о физических параметрах в атмосфере и гидросфере Земли получают на гидрометеорологических станциях и постах. Эти данные получаются по специальным программам и стекаются в один центр. Однако сеть таких станций весьма неравномерна. Над океанами она более редкая, чем над сушей, и на многих значительных акваториях Мирового океана станций практически нет. Чтобы восполнить сеть стационарных станций наблюдений, в определенных точках Мирового океана дежурят суда, периодически сменяя друг друга, проводятся гидрологические разрезы по одним и тем же маршрутам, ставятся в открытом океане радиобуи, применяются трансозонды для горизонтального зондирования значительных площадей Мирового океана. В конце 60-х годов стало очевидно, что использование екораблей погодыз для наблюдений за состоянием океана и приводной атмосферы дорого и малоинформативно.
Не оправдала себя и идея глобального океанского мониторинга с помощью сети тяжелых якорных буев., которые оснащались датчиками для измерения метеорологических и океанографических параметров. 146 !»с 7. И»рченое М««роеого ок««на С целью изучения глобальной циркуляции в океане были проведены крупные международные проекты.
В конце 70-х гг. Первый глобальный эксперимент (ПГЭП). В ходе выполнения этого проекта только в Южном полушарии между 20 и 65' ю. ш. было размещено 300 дрейфующих буев, положение которых отслеживалось спутниками. В 1977-1978 гг. в Атлантическом океане был выполнен советско-американский эксперимент «ПОЛИМОДЕ», в ходе которого были исследованы синоптические вихревые системы, открытые советскими учеными ранее.
В экспериментах «ПОЛЭКС-К)Г» — «АЙСОС» в 1974 — 1983 гг. советскими и американскими учеными изучалось Антарктическое циркумполярное течение. Впервые были получены данные о распределении скоростей течений по глубине. Оказалось, что на глубинах в 3000 м максимальная скорость течения может достигать 70 — 80 см/с. Для изучения закономерносгей дрейфа льда, его выноса из Арктического бассейна в Северную Атлантику были выполнены в 1967 1984 гг.
международные программы «АЙСЕК», «АОБП». Наиболее масштабный океанологический проект был выполнен в конце 90-х гг. по программе «ВОСЕ», в ходе которого исследовалась глобальная циркуляция Мирового океана, перенос тепла, влаги, солей, влияние вихревых структур, климатическая и погодная изменчивость. Ураганы, тайфуны, морозы, шторма и другие погодные аномалии все еще приходят неожиданно и совсем не туда, где ожидаются.
Возникла парадоксальная ситуация появление новых глобальных инструментов, повышение точности отдельных измерений и увеличение их объема не способствовали повышению надежности прогноза эволюции природных систем, выделению антропогенных факторов, снижению экономического ущерба от природных катастроф. Необходимость перестройки современного государственного подхода в России к изучению Мирового океана была отмечена в письме группы выдающихся ученых, следствием которого стали поручения президента и правительства о подготовке концепции федеральной целевой программы «Мировой океан>ь Программа «Мировой океан» была утверждена и начала финансироваться.
Вслед за Россией к ревизии своей морской политики приступили и другие промышленно развитые страны. Особенно серьезный характер эта работа приняла в США, где одновременно были созданы специальные рабочие группы в конгрессе, Национальной академии наук и администрации президента. Для координации 7оь 7. Изучение Мирового океана практических работ создан Межотраслевой комитет по морским наукам и технологиям.
В 1999 г. Комиссией МОК (Межправительственная океанографическая комиссия) и ВМО (Всемирная метеорологическая организация) представлена стратегия проведения глобальных дрифтерных наблюдений для построения наблюдательных систем за состоянием океана и климата. В том же году была создана Об ьединенная техническая комиссия для океанографии и морской метеорологии (1СОММ). Структура наблюдательного Рис. 7.4. Структура наблюдательного блока ЗСОММ блока,1СОММ приведена на рис. 7.4.
Наибольший вес в получаемых данных наблюдений имеют буйковыс измерения. Согласно имеющимся планам до 2005 г. будет размещено около 3000 дрнфтеров, одна половина в 2000 — 2003 гг., вторая половина между 2003 и 2005 гг. В целом предполагается размещать 500 700 дрнфтеров в год. Наиболее широкое распространение пока нашли дрифтеры поверхностного слоя, общий вид такого дрифгера представлен на рис. 7.5. Дрифтеры в физическом смысле являются квазилагранжевыми частицами, «вмороженпымиь в окружающую парус ный трос якой трос промежуто ~ная плавучесть Рис.7.5.
3!агранжевый ЯЧР-В дрифтер !'л. 7. Изучение Мироеого оксана водную массу. Дрифтеры обладают большим брезентовым подводным парусом цилиндрической формы (высотой 6 м и диаметром 1 м), центр сопротивления которого расположен на глубине около 15 м.
На таких глубинах влияние ветровых волн и дрейфовых течений является уже незначительным и, следовательно, дрифтер переносится непосредственно океанскими или морскими течениями. С помощью тонкого кабеля-троса парус связан с неболыпим поверхностным поплавком, в котором находится передатчик, периодически передающий сигналы, принимаемые на спутниках системы «Аргос». По доплеровскому эффекту спутники определяют координаты дрифтера с точностью не хуже нескольких сотен метров.
В средних широтах координаты определяются 6 — 8 раз в сутки. Кроме того, размещенные в поплавках дрифтеров датчики температуры поверхности воды (ЯЪ'Р дрифтеры) и атмосфорного давления (8УР-В дрифтеры) благодаря спутниковой связи позволяют передавать на Землю в центры приема (США, Франция и другие страны) информацию о текущих значениях этих гидрометеорологических параметров практически в реальном времени. Эта оперативная информация используется для прогноза погоды. Данные об атмосферном давлении, поставляемые дрифтерами с открытых океанских акваторий необходимы для составления прогнозов в оперативной метеорологии.
В 1999"2001 гг. Морским гидрофизическим институтом Национальной академией наук Украины и Институтом океанологии РАН был проведен первый международный эксперимент по мониторингу Черного моря с помощью дрифтерных методов измерения течений. На рис. 7.6 приведен пример инфракрасного изображения температуры поверхности северо-восточной части Черного моря с нанесенными на него маршрутом судна, точками выполнения гидрологических станций, траекториями дрифтеров (60). Помимо дрифтеров поверхностного слоя используются дрифтеры,. способные погружаться до глубины 2000 м и дрейфовать па этих глубинах.
Эти дрифтеры периодически всплывают. Всплывая, дрифтеры собирают информацию о вертикальном распределении температуры и солености океанических вод, которая передается на спутник. В настоящее время в океане работает примерно 800 дрифтеров ЯЪ'Р-класса, эксплуатация которых высветила ряд проблем, требующих быстрого решения. Одной из наиболее важных проблем является проблема надежности. В настоящее время дрифтеры размещаются в океане авиационным путем (сбрагываются с Гл.
7. Изучение Мирового октава Рис.7.6. Инфракрасное изображение температуры поверхности ссвсро-восточной части Исрного моря с нанесенным на него марпгрутом судна и точками вьгиолнсния гидрологических станций. Криволинейныс отрезки изображают траектории дрифтсров за первые 4 суток дрейфа 15О !'л. 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
