Повторяемость метеорологических факторов обледенения судов в Баренцевом море и гололедно-изморозевых отложений на его побережье в условиях изменяющегося климата

А. И. Лаврентьева1, ✉, И. И. Леонов2, Н. Н. Соколихина1

1 Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия

2 АО «Россети Научно-технический центр», Москва, Россия

✉ e-mail: lavrentevaai@my.msu.ru

Аннотация

Цель. Целью работы является анализ региональных особенностей повторяемости гололедно-изморозевых отложений и метеорологических условий морского обледенения в районе Баренцева моря, а также многолетних трендов данных характеристик, наблюдаемых в условиях современных изменений климата.

Методы и результаты. Результаты исследования повторяемости гололедно-изморозевых отложений получены путем статистической обработки стандартных наблюдений на сети метеостанций, расположенных вблизи побережья и на островах Баренцева моря, за период с 1966 по 2022 г. Для оценок повторяемости морского обледенения был использован метод Д. Оверлэнда, основанный на расчете интенсивности брызгового обледенения с использованием данных о скорости ветра, температуре воздуха, температуре морской воды, а также температуре ее замерзания. В качестве исходных данных для метода Д. Оверлэнда использовался реанализ ERA5 за период с 1979 по 2022 г. По данным наблюдений получено среднегодовое число дней с атмосферными явлениями, во время которых могут формироваться опасные гололедно-изморозевые отложения различных видов. Проведена количественная оценка временных трендов среднегодового числа дней с такими явлениями. На основе обработки данных реанализа получено среднегодовое число дней с морским обледенением для акватории Баренцева моря. Выявлены области с наибольшей повторяемостью экстремального морского обледенения. Рассмотрены временные тенденции изменения повторяемости числа дней с морским обледенением различной интенсивности за период с 1979 по 2022 г.

Выводы. На побережье Баренцева моря в среднем за год наблюдается около трех дней с опасными гололедно-изморозевыми отложениями различных видов. С 1966 по 2022 г. количество таких явлений в среднем уменьшалось на 0,58 дней за 10 лет. Наибольшая повторяемость морского обледенения наблюдается в восточной части Баренцева моря и вблизи западного побережья Новой Земли, где среднее число дней с экстремальным обледенением составляет более 30 дней в год. В период с 1979 по 2022 г. наблюдалось как уменьшение среднего за год числа дней с обледенением до трех дней за год (южнее 75° с. ш. и западнее 50° в. д.), так и увеличение до трех дней за год (в северной и восточной частях Баренцева моря.

Ключевые слова

Арктика, Баренцево море, изменения климата, климатические риски, опасные гидрометеорологические явления, обледенение, гололедно-изморозевые отложения, гололед, реанализ, ERA5

Благодарности

Работа выполнена в Московском государственном университете имени M. В. Ломоносова при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-27-00047).

Для цитирования

Лаврентьева А. И., Леонов И. И., Соколихина Н. Н. Повторяемость метеорологических факторов обледенения судов в Баренцевом море и гололедно-изморозевых отложений на его побережье в условиях изменяющегося климата // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 5. С. 651–668. EDN KEILDP.

Lavrenteva, A.I., Leonov, I.I. and Sokolikhina, N.N., 2024. Frequency of Meteorological Factors of Vessel Icing in the Barents Sea and Ice Accretion on its Coast in a Changing Climate. Physical Oceanography, 31(5), pp. 609-625.

Список литературы

  1. Жилина И. Ю. Потепление в Арктике: возможности и риски // Экономические и социальные проблемы России. 2021. № 1 (45). С. 66–87. EDN GSPTRV. https://doi.org/10.31249/espr/2021.01.04
  2. Суханов С. И., Лавренов И. В., Яковлева Н. П. Обледенение судов на Черном море // Метеорология и гидрология. 2006. № 12. С. 75–86. EDN KUHMAF.
  3. Assessment of undiscovered oil and gas in the Arctic / D. L. Gautier [et al.] // Science. 2009. Vol. 324, iss. 5931. P. 1175–1179. https://doi.org/10.1126/science.1169467
  4. Marine icing phenomena on vessels and offshore structures: Prediction and analysis / A. R. Dehghani-Sanij [et al.] // Ocean Engineering. 2017. Vol. 143. P. 1–23. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2017.07.049
  5. Mintu S., Molyneux D. Ice accretion for ships and offshore structures. Part 1 – State of the art review // Ocean Engineering. 2022. Vol. 258. 111501. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111501
  6. Образование и прогнозирование замерзающих осадков: обзор литературы и некоторые новые результаты / Н. П. Шакина [и др.] // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. 2012. № 348. С. 130–161. EDN PTTLTB.
  7. Zhou L., Liu R., Yi X. Research and development of anti-icing/deicing techniques for vessels: Review // Ocean Engineering. 2022. Vol. 260. 112008. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112008
  8. Петров А. Г. Синоптические условия обледенения судов на акваториях дальневосточных морей // Гидрометеорологические процессы на шельфе: Оценка воздействия на морскую среду. Владивосток : Дальнаука, 1998. С. 38–45. (Труды Дальневосточного Ордена Трудового Красного Знамени регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института).
  9. Суркова Г. В., Лаврентьева А. И., Ткачева Е. С. Региональные особенности повторяемости гололеда на севере европейской территории России на фоне меняющегося климата // Проблемы Арктики и Антарктики. 2024. Т. 70, № 1. С. 21–32. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2024-70-1-21-32
  10. Naseri M., Samuelsen E. M. Unprecedented vessel-icing climatology based on spray-icing modelling and reanalysis data: A risk-based decision-making input for Arctic offshore industries // Atmosphere. 2019. Vol. 10, iss. 4. 197. https://doi.org/10.3390/atmos10040197
  11. Samuelsen E. M., Graversen R. G. Weather situation during observed ship-icing events off the coast of Northern Norway and the Svalbard archipelago // Weather and Climate Extremes. 2019. Vol. 24. 100200. https://doi.org/10.1016/j.wace.2019.100200
  12. Леонов И. И., Аржанова Н. М. Метеорологические условия образования гололедно-изморозевых отложений на территории России // Фундаментальная и прикладная климатология. 2023. Т. 9, № 1. С. 107–126. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2023-1-107-126
  13. Kendall M. Rank correlation methods. London : Griffin, 1970. 202 p.
  14. Mann H. Nonparametric tests against trend // Econometrica. 1945. Vol. 13, no. 3. P. 245–259. https://doi.org/10.2307/1907187
  15. Аржанова Н. М., Коршунова Н. Н. Характеристики гололедно-изморозевых явлений на территории России в условиях современных изменений климата // Труды Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации – Мирового центра данных. 2019. № 184. С. 33–44. EDN PWJPUR.
  16. Мастрюков С. И. Оценка отечественных и зарубежных методов расчета брызгового обледенения судов // Навигация и гидрография. 2011. № 31. С. 81–86. EDN OFWLRZ.
  17. Prediction of vessel icing / J. E. Overland [et al.] // Journal of Applied Meteorology and Climatology. 1986. Vol. 25, iss. 12. P. 1793–1806. https://doi.org/10.1175/15200450(1986)025%3C1793:POVI%3E2.0.CO;2
  18. The ERA5 global reanalysis / H. Hersbach [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146, iss. 730. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  19. Recent changes in the frequency of freezing precipitation in North America and Northern Eurasia / P. Groisman [et al.] // Environmental Research Letters. 2016. Vol. 11, no. 4. 045007. https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/4/045007

Скачать статью в PDF-формате