Методика проведения работ МТЗ на акваториях

Для проведения магнитотеллурических зондирований на акваториях будут использоваться две системы: «AquaMaTic» (Aqua MagnetoTelluric) и система 2AUSS-07, производства Канадской фирмы «Advanced Geophysical Operations and Services Inc». Обе системы предполагают измерение электрического поля в воде, а магнитное поле измеряется на суше. Ниже обосновано применение данного подхода.

Как известно, первичное магнитное поле МТЗ достаточно однородно по горизонтали. Магнитное поле, как функцию горизонтальных координат, можно считать либо константой, либо линейной функцией на участках протяженностью сотни километров. Аномалии магнитной части естественного электромагнитного поля связаны с резким градиентом суммарной проводимости разреза. В прибрежном шельфе, как правило, такого градиента мы иметь не должны. В таких разрезах основная информация о геоэлектрическом разрезе находится в электрическом поле. Поэтому пятиканальные станции, в которых проводятся измерения как электрических, так и магнитных составляющих, размещаются на суше, а также на прибрежных островах. Размещение магнитных датчиков на суше резко облегчают собственно морские наблюдения, где измеряются только электрические поля. При этом измерения магнитного поля желательно производить синхронно в нескольких (2-3 и более) точках, разнесенных друг от друга на расстояние нескольких десятков или первые сотни километров. Синхронные наблюдения магнитных полей в нескольких точках позволит:

­ подавить некоррелируемые помехи по схеме remote reference;

­ изучить степень их пространственной неоднородности и в случае необходимости построить функцию, аппроксимирующую его пространственное изменение;

­ выбрать для построения кривых МТЗ ближайшую точку на суше к точке на дне моря, в которой измеряется электрическое поле.

В основе аппаратной части обеих систем лежат стандартные станции MTU-2E, используемые для наземного МТЗ производства канадской фирмы «Phoenix Geophysics». Это является неоспоримым преимуществом применяемых систем, так как:

- в настоящее время станции MTU имеют наибольшее распространение в мире и в России и являются стандартом де-факто в МТЗ,

- для станций MTU существует широкий ряд программного обеспечения, разработанного как производителем аппаратуры, так и сторонними организациями,

- использование наземных станций для зондирований на акваториях дает возможность без особых трудностей проводить работы на объектах, часть которых лежит на земле, а часть проходит по морю или озеру.

Станция MTU-2E позволяет регистрировать только электрические компоненты магнитотеллурического поля (Ex, Ey). Чтобы обработать эти данные, необходимо измерение магнитных компонент поля. Для этого на небольшом удалении, на берегу ставится пятиканальная станция MTU-5. Измерительный модуль MTU-5 отличается от MTU-2E тем, что позволяет регистрировать магнитные компоненты (Hx, Hy, Hz) магнитотеллурического поля.

Работа с системой «AquaMaTic»

Благодаря небольшим размерам и весу для использования системы не требуется специально оборудованного судна, достаточно небольшого катамарана и лодки. Малый вес позволяет производить установку системы силами 2-3 человек.

Технические характеристики позволяют использовать систему на мелководье: минимально допустимая глубина около метра, максимальная глубина ограничена лишь длинной якорных веревок и электрических линий.

Схема расстановки линий такая же, как и у наземной станции – пятиэлектродная крестообразная (рис. 2.9). После погружения корпуса и фиксирования его якорем начинается растягивание электрических линий. Линии независимые – каждая растягивается отдельно, для определения положения электродов используется портативный приемник GPS. Длина приемных линий выбирается в зависимости от конкретных условий и варьирует от 50 до 200 м. Большая длина приемных линий позволяет работать при слабых электрических сигналах и при высоком уровне шумов. Слабополяризующиеся электроды устанавливаются в бетонные грузы, которые фиксируют их, защищая от влияния течения.

Система может использоваться при небольшом волнении, но в таком случае увеличивается количество человек, участвующих в установке, немного затруднено растягивание электрических линий. При сильном волнении невозможно добиться точного выставления электрических линий, также затруднена установка станции.

 

 

Рис. 2.9. Схема расстановки системы «AquaMaTic»

Работа с системой AGCOS

Работа с канадской донной системой начинается с герметизации сфер и монтажа всех узлов на несущей раме. После этого необходимо произвести калибровку электронного компаса, установленного в основании рамы. Калибровка производится на участке земли, свободном от источников магнитных помех. После этого можно начинать работу с системой.

При подходе на точку съемки система подготавливается к погружению, проверяются основные элементы системы и батареи питания.

После выполнения всех проверок, включения и синхронизации по времени система поднимается краном, установленным на корабле, раскладываются телескопические электрические линии, и происходит погружение на дно (рис. 2.10). Фиксируется местоположение с помощью GPS и начинается запись данных.

Рис. 2.10. Спуск системы AGCOS на дно

 

Время, требуемое для регистрации качественных данных, зависит от установленных частот. По окончании регистрации поля станция автоматически отключается. Корабль подплывает к точке съемки по координатам GPS, подается сигнал на всплытие буйка с тросом, после чего буек поднимается на борт корабля, трос фиксируется на лебедке крана и система поднимается на корабль с помощью троса.

 

2.3.4 Виды и источники воздействия на окружающую среду

Оборудование, используемое в электроразведке, является пассивным приемным источником, не воздействующим на компоненты окружающей природной среды, воздействие на окружающую среду возможно только от работы транспорта. При производстве сейсморазведочных работ воздействие на окружающую среду возможно от работы судов и от использования оборудования.

Никаких иных источников воздействия на окружающую среду при планируемых работах нет. Сейсморазведочные и электроразведочные работы, как дистанционный метод, проводятся без нарушения донных отложений и целостности недр.

 

2.3.4.1 Суда

Суда, которые предполагается использовать для геофизических работ, отвечают требованиям Морского регистра и Международным конвенциям. В приложениях представлены международные сертификаты на суда,подтверждающие прохождение регистра, а также более подробная их характеристика.

В соответствии с Международным Свидетельством о Предотвращении Загрязнения Нефтью, на основании положений Международной Конвенции по Предотвращению Загрязнения Моря Судами, 1973 г., усовершенствованной Протоколом от 1978 года по тому же предмету (Конвенции) и дополненной резолюцией МЕРС. 39(29) были досмотрены в соответствии с положением Конвенции. Проверка показала, что суда являются во всех отношениях удовлетворительным и отвечает требованиям Конвенции:

- Статус судов: суда является «новыми» (Постановление 1);

- Суда снабжены отсеками для хранения нефтяных остатков (Правило 17 Конвенции);

- На судах имеется стандартное сливное соединение (Правило 19 Конвенции);

- Суда имеет чрезвычайный план на случай аварийных разливов нефтепродуктов (Правило 26 Конвенции).

- В соответствии с требованиями Конвенции используемые суда проходят ежегодные и промежуточные осмотры, что подтверждается соответствующими записями.

В целях предотвращения загрязнения моря на вышеупомянутых судах производятся мероприятия по сбору и утилизации в установленном законодательством порядке всех видов образующихся отходов:

- Нефтесодержащие льяльные, хоз.фекальные воды собираются на судно обеспечения в специально оборудованные танки и в портах захода сдаются на пункты сдачи льяльных вод (СЛВ) и отходов. Отработанные нефтепродукты сливаются в специальные танки и также сдаются в портах захода по договору со специализированными организациями, имеющими соответствующую лицензию.

- Пищевые отходы собираются в специальные контейнеры, и, по мере необходимости, передаются на судно сопровождения для последующей сдачи специализированным организациям на берег в порту захода.

- Твердые бытовые отходы складируются в специальные мешки (контейнеры) и, по мере необходимости, передаются на судно сопровождения для последующей сдачи на берег в порту захода.

- Мероприятия по утилизации отходов производятся в соответствии с требованиями конвенции MARPOL-73/78.

 

3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ

 

3.1 Общие сведения

Акватория Хатангского залива в геологическом отношении является структурно-тектоническим элементом Хатангско-Вилюйской нефтегазоносной провинции, которая занимает северную и восточную окраины Сибирской платформы, совпадая с обрамляющими платформу Енисей-Хатангским, Лено-Анабарским и Предверхоянским прогибами.

К Енисей-Хатангскому прогибу приурочена одноименная нефтегазоносная область. Северо-восточной границей является Анабаро-Хатангская седловина (с Журавлиным поднятием), разделяющая Лено-Анабарский мегапрогиб и Енисей-Хатангский региональный прогиб. Западная граница нефтегазоносной области не столь определена. Есть предположения, что она замыкается на западном берегу Енисейского залива. По другим данным прогиб и соответствующая ему нефтегазоносная область оканчиваются на правом берегу (восточном) залива, а территория, примыкающая к левому берегу Енисейского залива, включая Гыданский полуостров, относится к Пур-Тазовской нефтегазоносной области Западно-Сибирской провинции. Таким образом, Енисейский залив располагается, возможно, в зоне сочленения разных нефтегазоносных областей и провинций.

Акватория Хатангского залива расположена в пределах Белогоро-Тягинского нефтегазоносного района (по палеозойским отложениям) Лено-Анабарской нефтегазоносной области, соответствующей одноименному прогибу.

Границей, разделяющей Лено-Анабарский и Енисей-Хатангский прогибы, является зона разломов фундамента (Тайсыро-Кокуйский и Оленекско-Анабарский разломы) и соответствующая им в чехле Анабаро-Хатангская седловина. Эта граница разделяет территории с различным режимом развития, геологического строения и перспективами нефтегазоносности.

По юго-восточному берегу Хатангского залива проводится граница между Лено-Анабарской (на севере) и Анабарской (на юге) нефтегазоносными областями. Учитывая относительно слабую изученность территории, нельзя исключить вероятность уточнения проведения этой границы в пределах акватории залива.

Хатангский залив располагается в пределах Белогоро-Тигянского нефтегазоносного района Лено-Анабарской нефтегазоносной области.

В северной части залива, вероятно, прослеживается Киряко-Тасский, возможно, нефтегазоносный район Лено-Анабарской области.

В северной центральной части Евразийского материка в воды Северного Ледовитого океана наклоненным к северо-востоку клином вдается полуостров Таймыр протяженностью от 80º до 115º восточной долготы. Северная оконечность его – мыс Челюскин – достигает 78º северной широты.

В центральной части полуострова располагается горный хребет Бырранга с высотами от 400 м до 1146 м (г. Ледниковая на северо-востоке полуострова).

В южной части полуострова располагается Северо-Сибирская низменность. Понижение рельефа отмечается и в сторону океана.

Западным ограничением полуострова является Енисейский залив, располагающийся по долготе между меридианами 77º и 84º восточной долготы, по широте от 70º до 74º параллели северной широты.

Восточным ограничением полуострова является Хатангский залив, располагающийся по долготе между меридианами 106º и 115º восточной долготы, а по широте от 73º параллели до 76º параллели северной широты.

Расстояние между заливами по прямой по суше более 800 км, морским путем через пролив Вилькицкого - более 1700 км.

Хатангский залив длиной порядка 200 км, шириной до 70 км расположен в суровых природно-климатических условиях. Залив бывает свободен ото льда не более 2 месяцев. Осложняющим фактором проведения работ в Хатангском заливе является сложность проводки судов через пролив Вилькицкого, который зачастую в течение всего лета бывает, забит плавучими льдами. При этом необходимо отметить, что климатические условия восточного района (Хатангский залив) более суровые, нежели западного района (Енисейский залив).

 

 

Рис. 3. 1. Глубины в Хатангском заливе моря Лаптевых в районе работ

 

3.2 Особые физико-географические явления

К таким явлениям относятся полярные дни и ночи, которые связаны с географическим положением севернее Полярного круга.

Повышенная рефракция несколько увеличивает продолжительность дня, а медленное изменение снижения Солнца над горизонтом в высоких широтах удлиняет сумерки [Лоция, 1997].

 

3.3. Используемые гидрометеорологические материалы

Гидрометеорологические условия Хатангского залива моря Лаптевых описываются на основании материалов наблюдений и расчетов [Гидрометеорологические условия, 1986].

Использованы материалы наблюдений гидрометеорологических станций, расположенных на по­бережье и островах, и данные судовых наблюде­ний в открытом море. По отечественным станциям использованы материалы наблюдений за период с 1936 по 1994 г., по зарубежным - с 1949 по 1994 г. Использованы судовые материалы наблюдений за период, с 1950 по 1994 г [Atlas, 1995; Регистр, 1974; Режим, 1996; Справочник, 1966-1969; Кошинский, 1982].

 

3.4. Климат

Суровость климата моря Лаптевых опреде­ляется главным образом его высокоширотным по­ложением (71-81° с.ш.) к северу от материка и особенностями циркуляции атмосферного воздуха в этом районе [Гидрометеорологические условия, 1986]. Благодаря тому, что море расположено севернее полярного круга, здесь наб­людается полярная ночь, длительность которой возрастает от 70-80 дней в южной части моря до 100-120 дней - в северной. Полярный день за счет рефракции примерно на 16 суток больше, чем полярная ночь. В период полярного дня наиболь­шая высота солнца не превышает 40-42° на юге моря и 32° на широте северной оконечности Север­ной Земли.

Продолжительность солнечного сияния в сумме за год составляет в северной части моря около 1100 ч, увеличиваясь в прибрежных районах до 1200-1250 ч. Наиболее солнечным меся­цем является апрель (250-300, на севере до 350 ч за месяц), тогда как в июле-августе в связи с большой повторяемостью туманов и значи­тельной облачностью продолжительность солнеч­ного сияния почти втрое меньше (100-150 ч за месяц).

Годовой приток суммарной солнечной радиации на поверхность моря Лаптевых составляет 2700-2900 МДж/м², причем около 70% приходится на долю рассеянной радиации. Максимальное поступление солнечной радиации отмечается в мае-июне (45-50% от годовой суммы). Однако из-за боль­шой отражательной способности снега и льда около половины поступающей на подстилающую поверх­ность солнечной радиации отражается обратно в атмосферу и лишь 1000-1400 МДж/м² год поглощается ею (в северной части акватории не бо­лее 800 МДж/м² в год). При этом, если наибольшее поступление радиации отмечается в мае-июне, то максимальные значения поглощенной радиации ха­рактерны для июля, когда полностью стаивает снежный покров.

Радиационный баланс подстилающей поверхно­сти, представляющий собой разность между погло­щенной солнечной радиацией и эффективным излу­чением, большую часть года (с сентября-октября по апрель) является отрицательным, достигая -100 МДж/м² в центральные зимние месяцы. Од­нако в целом за год радиационный баланс положительный. В северо-­восточной части моря близок к нулю, а в южной части - превышает 400 МДж/м² в год. В среднем для всей акватории радиационный баланс составляет 120-170 МДж/м² в год. Летом (июль) его ве­личина достигает 300-400 МДж/м² в месяц [Гидрометеорологические условия, 1986].

Радиационный режим подстилающей поверхно­сти является одним из основных факторов форми­рования климата моря Лаптевых. Не менее важ­ную роль играют циркуляция атмосферы и харак­тер подстилающей поверхности. Атмосферная цир­куляция в этом районе имеет ярко выраженный сезонный характер. В зимний период она определяется воздействием двух центров действия атмо­сферы - исландского минимума и азиатского мак­симума. С октября по март большая часть аква­тории моря находится под воздействием ложбины исландского минимума, тогда как барический ре­жим его юго-восточной части определяет отрог мощного сибирского максимума. Такое распреде­ление атмосферного давления способствует разви­тию зимнего муссона, выражающегося в преоб­ладании воздушных потоков с материка на море. Вдоль ложбины с запада 2-3 раза в месяц выхо­дят циклоны, как правило, атлантического проис­хождения. Они несколько смягчают климат моря, и средняя температура над ним в зимние месяцы на 1-2° выше, чем над материком и более север­ными районами.

В апреле происходит перестройка циркуляции атмосферы, и в мае место Сибирского антициклона занимает неглубокая депрессия, а над морем Лап­тевых вместо ложбины располагается область повышенного давления. Барические градиенты умень­шаются, направлены уже в сторону материка и благоприятствуют развитию летнего муссона. В летние месяцы, благодаря соседству прогретого материка и холодного моря, возрастают термиче­ские контрасты и усиливается циклоничность. Среднее число циклонов, проходящих над морем, возрастает в июле-августе до 3-4 в западной и 4-5 - в восточной части моря. С прохождением циклонов связаны резкие колебания температуры и атмосферного давления, усиление ветров, увели­чение облачности и выпадение осадков.

В летние месяцы существенное влияние на климат моря Лаптевых оказывают морские тече­ния: холодное Восточно-Таймырское, идущее с се­вера на юг вдоль восточного побережья п-ова Тай­мыр, и теплое Ленское в восточной части моря, обусловленное стоком р. Лены и направленное на север и северо-восток. В результате в западной ча­сти моря Лаптевых лето холоднее и отличается более частыми туманами и значительной облач­ностью по сравнению с другими районами. Наибо­лее благоприятные погодные условия в навигаци­онный период складываются в южной части моря под воздействием прогретого материка и теплого Ленского течения. Зимой непосредственное воздей­ствие течений на климат минимально.

Большую часть года море Лаптевых покрыто сплошным ледяным и снежным покровом, который нивелирует различия влияния подстилающей поверхности на климат. В конце июня, в начале июля под воздействием интенсивного притока солнечной радиации и выноса теплых вод Леной и Яной начи­нается разрушение льдов в южной части моря. К началу сентября все побережье, включая Ново­сибирские острова, и большая часть акватории освобождаются ото льда, но уже в октябре все море вновь сковано льдами. Положение кромки льдов оказывает большое влияние на погодные условия летних месяцев. С кромкой льдов связаны резкие контрасты поглощенном радиации и температуры воздуха, к ней приурочена наибольшая повторяемость туманов. В зимние месяцы лед служит регулятором теплообмена между морем и атмосферой: происходит медленная отдача накопленного за лето и принесенного [течениями тепла, благодаря чему температурные условия над акваторией моря Лаптевых несколько мягче, чем над материком и Арктическим бассейном.

Влияние орографии сказывается больше всего на ветровом и термическом режиме. Под воздейст­вием возвышенных берегов морей, проливов, хребтов и т. д. происходит значительное склонение направления воздушных потоков. Нередко отмечается искажение ветровою режима на полярных станциях, окруженных холмами, строениями. В вогнутых формах рельефа, закрытых долинах скорости ветра обычно понижаются, а суточные и годовые амплитуды температуры воздуха возрастают.

В целом климат моря Лаптевых отличается очень холодной зимой со сравнительно редкими штормами, но частыми метелями, высокой относительной влажностью воздуха, небольшой облачностью. Лето холодное, сырое, пасмурное, с частыми туманами.

Ветер. Ветровой режим Хатангского залива моря Лаптевых определяется сезонными особенностями расположения барических полей и связанными с ними горизонтальными градиентами давления. Зимой, когда над Сибирью господствyeт обширная и устойчивая область высокого давления при пониженном фоне давления над морем Лаптевых, преобладают воздушные потоки, направленные с материка на море. Летом характер барического поля меняется на противоположный. Воздушные потоки чаще направлены с моря на сушу, причем они имеют значительную восточную составляющую, особенно в период августа [Гидрометеорологические условия, 1986].

В переходные сезоны устойчивость потоков уменьшается, причем в сентябре они уже отражают черты зимних процессов.

Преобладание потоков не является абсолютным, степень их устойчивости за­висит от циркуляционных процессов, а в прибрежных районах - от орографии, ориентации береговой линии и горных образований и т. д. Во многих районах, в частности, вдоль восточного побережья Таймырского полуострова, у берегов Северной Земли, нередки устойчивые ветровые потоки, на­правленные вдоль береговой полосы. Горизонтальное отклонение воздушных потоков от градиентных наблюдается в узких проливах (Б. Вилькицкою, Дм. Лаптева). В заливах, долинах рек, где ветры, обусловленные барическим полем, имеют тенденцию дуть вдоль пролива, долины, причем нередко преобладают ветры противоположных на­правлений.

Из-за влияния местных условии преобладающее направление ветра не всегда совпадает с направлением преобладающих потоков. Более устойчивы потоки в зимнее полу­годие, когда повторяемость преобладающих ветров составляет обычно 25-30%. При этом на всех станциях (за исключением мыса Кигилях и пр. Санникова) в январе преобладают ветры юж­ных румбов. Максимальная повторяемость преоб­ладающего ветра (52%) отмечена в январе в Тикси и связана с местными орографическими условиями. На соседней станции Myocтax, свобод­ной от возмущающих влияний, повторяемость преобладающего юго-западного ветра вдвое меньше (24%).

В летние месяцы муссонная смена ветров про­является в преобладании ветров северо-восточных и восточных, румбов, которое, однако, не столь резко выражено (от 17 до 30%). На некоторых станциях (о. Малый Таймыр, Андрея, о. Котельный) такую же, а иногда и большую повторяемость имеют ветры других румбов. Особенно неустойчи­вый характер имеет ветровой режим в западной и центральной частях моря Лаптевых. На южном побережье моря в июле-августе возможно слабое развитие бризовой циркуляции.

Данные о направлении ветра на станциях, рас­положенных па открытом, низком и ровном по­бережье характерны и для открытой части моря на расстоянии до 200-300 км. При этом имеется тенденция к отклонению ветра над морем влево до одного румба по отношению к направлению ветра на берегу. Мало репрезентативны по вeтру станции о. Малый Таймыр, Тикси, пр. Санникова, и их данные можно распространить только на район, непосредственно примыкающий к станции.

Средине скорости ветра над акваторией моря Лаптевых от сезона к сезону меняются незначительно (рис 3.2), и годовая амплитуда обычно не превышает 1-2 м/с. Над восточной частью моря наибольшие скорости ветра обычно отмечаются летом, что объ­ясняется циркуляционными особенностями этого района - оживлением циклонической деятельности в теплое время года на фоне её ослабления зимой. Над остальными районами моря максимум отме­чается зимой (Тикси, Андрея) или в переходные сезоны.

Для оценки ветрового режима акватории Хатангского залива моря Лаптевых использованы результаты регулярных наблюдений, осуществляемых гидрометеослужбой на прибрежных и островных, ближайших к району работ станциях, данные попутных судовых наблюдений и данные, опубликованные в различных изданиях (в основном в [Проект «Моря». Море Лаптевых, 2003; Кошинский, 1982; Регистр СССР, 1974; Atlas of Surface, 1995]).

Ветры в районе работ определяются взаимодействием нескольких факторов. В основном наблюдаются ветры, обусловленные сезонным распределением атмосферного давления. По всему району большое влияние на режим ветров оказывает рельеф суши (см. Приложение «Средние скорости приповерхностного ветра по месяцам» и рис 3.2за июль).

 

Рис. 3.2. Средние скорости приповерхностного ветра (м/с) за июль.

Для пространственного распределения средних скоростей ветра в течение всего года ха­рактерны повышенные величины скоростей в цен­тральной части моря Лаптевых (около 6 м/с, а в сентябре более 7 м/с) и пониженные - над материком и северо-восточной частью моря, где они, как правило, не превышают 5 м/с. На рас­пределении скорости ветра в значительной степени сказывается также искажающее влияние рельефа, благодаря которому во все сезоны отмечается уси­ление ветра в проливах Б. Вилькицкого, Дм. Лаптева и Санникова, в Хатангском заливе.

Скорость ветра в большой степени зависит от его направления. Средние скорости ветра разных направлений могут различаться в 2-3 раза, осо­бенно зимой. В западной части моря са­мыми сильными являются обычно ветры западных румбов, их скорость в полтора раза превышают средние скорости ветра [Кошинский, 1982]. В районе Новосибирских островов большие скорости отмечаются при ветрах всех направлений, за исключением северного.

Большой практический интерес представляют данные о повторяемости штормовых (>15 м/с) и слабых (<5 м/с) ветров. Число дней со штор­мом на побережье моря Лаптевых составляет 40 - 50 за год, в открытом море - значительно меньше. Чаще всего штормы отмечаются в холодную поло­вину года (3-4 дня в месяц в открытом море и 4-8 дней на прибрежных станциях), и лишь на востоке (о. Котельный) они равновероятны во все сезоны. В узких проливах и заливах, вблизи воз­вышенных берегов число дней со штормом воз­растает. Летом число дней со штормом умень­шается до 1-2, а в некоторых районах отмечайся не каждый год. В отдельные годы число дней со штормом может отклоняться от среднего многолет­него в 1,5-2 раза.

Число дней со штормом не характеризует пол­ностью их режим. Из-за сравнительно небольшой продолжительности штормов их суммарная повторяемость в течение года в открытой части моря Лаптевых обычно не превышает 1-2 % и лишь в осенне-зимний период в районе пролива Б. Виль­кицкого может достигать 5%. Наиболее штормо­выми являются западные и юго-западные ветры, а в проливах Дм. Лаптева и Санникова-восточ­ные и северо-восточные [Кошинский, 1982].

Местные ветры фенового типа нередко наблю­даются в бухте Тикси при высоком давлении над сушей и низком над морем. При этом образуется мощный поток, направленный со склонов гор в до­лину р. Сого. Скорость ветра при фене сравни­тельно невелика (10-14 м/с). Этот ветер сопро­вождается повышением температуры и уменьшением относительной влажности. Радиус действия фена не превышает 25-30 миль, а длительность его - не более суток.

Наибольшие скорости ветров в юго-западной части моря могут достигать 38-40 м/с (скорости выше 40 м/с по флюгеру измерить невозможно) зимой и в переходные сезоны и 24-28 м/с летом. В восточной части моря максимальные скорости не превышают во все сезоны 34 м/с.

В сред­нем за год в 40-50 % всех случаев непрерывная продолжительность ветра разных направления и силы не превышает 6 ч и лишь в единичных слу­чаях может превышать 3 суток. Например, дли­тельность штормовых ветров (>15 м/с) одного направления на станции Остров Котельный никогда не превышает 3 суток. Штормы такой длительно­сти наблюдаются раз в 50 лет восточное пролива Б. Вилькицкого и примерно раз в 5 лет в районе Тикси. Столь же продолжительные (3 суток и бо­лее) сильные ветры (10 м/с) отмечаются значительно чаще. Непрерывная продолжительность вет­ров силой 20 м/с и более практически никогда не превышает суток. Аналогичный характер имеет распределение сильных ветров и в отдельные месяцы года. Зимой повышается повторяемость силь­ных ветров одного направления длительностью 12-24 ч. При прохождении активных барических образований направ­ление ветра может меняться на несколько румбов без существенного изменения скорости.

Для моря Лаптевых характерна высокая по­вторяемость слабых ветров (<5 м/с) в течение всего года. Наибольшая повторяемость ха­рактерна для зимы и весны, когда она повсеместно превышает 50%, а в прибрежных районах юго-восточной части моря и на северо-востоке его - 70%. В летне-осенний период повторяемость слабых ветров заметно уменьшается, в сен­тябре на большей части акватории она превы­шает 40% [Кошинский, 1982].

Повторяемость штилей в большой степени зави­сит от защищенности станций. В годовом ходе они имеют четко выраженный зимний максимум, когда повторяемость штилей составляет 12-16% в вос­точной части моря и 7-10% в западной. Реже всего штили отмечаются летом и осенью (2-6%). Большая повторяемость штилей в Тикси и на о. Преображения связана с местными орографическими особенностями. Над открытым морем повторяемость штилей несколько меньше, чем на островных и прибрежных станциях.

 

3.5. Температура воздуха

Своеобразие режима температуры воздуха над морем Лаптевых определяется континентальностью климата этого района, связанной с удаленностью моря от исландского и алеутского минимумов и домини­рующим воздействием сибирского антициклона в зимний период [Гидрометеорологические условия, 1986]. В результате здесь отмечаются рекордные для Мирового океана величины годовых колебаний среднемесячных температур воздуха, достигающие 40-42°С в южной части моря и 30°С в северной. Наиболее однородные температурные условия, в отличие от других морей, отмечаются не летом, а зимой, когда различия температуры в отдельных районах моря не превышают 2-4°С (в летние месяцы они в 2 раза больше). Особен­ностью термики моря Лаптевых является также аномальный характер распределения температуры воздуха в зимние месяцы (ноябрь-март): наибо­лее теплой в этот период является северная часть моря, наиболее холодной-южная.

В центральные зимние месяцы (январь-фев­раль) температура воздуха вдоль побережья со­ставляет -30 - -32°С (в Оленекском заливе до -34°С). Над акваторией она меняется мало и в северной части моря составляет около -29°С. Начиная с апреля радиационный фактор формиро­вания термического режима является определяю­щим, и температура возрастает уже с севера на юг от -21 - -22 °С до -19 - -20°С.

В летние месяцы материк сильно прогревается, и для прибрежной зоны характерны значительные градиенты температуры. В июле и августе темпе­ратура у берегов быстро уменьшается от 8 до 2°С, оставаясь над большей частью акватории близкой к нулю. В сентябре положительные температуры (0-1°С) удерживаются лишь южнее 75° с. ш., на север температура быстро убывает до -6°С. В ок­тябре над южной частью моря располагается очаг повышенных температур (около -10°С), к северу и югу от которого температура понижается. В ноябре устанавливается зимний тип распределе­ния температуры, характеризующийся её ростом к северу.

В отдельные годы среднемесячные температуры могут значительно отклоняться от средних много­летних. Зимой амплитуда их колебаний составляет 10-11°С в восточной части моря и 15-17°С вдоль Таймырского побережья. Летом амплитуда в 2- 3 раза меньше, а на станции Малый Таймыр в июле-августе она составляет всего 2,5°С. Вероятность положительных отклонений от нормы состав­ляет зимой 60-70%, а отрицательных-30-40 %. Летом в западной части моря более вероятны по­ложительные отклонения (60-70%), а в районе Новосибирских островов - отрицательные (60%).

Большую часть года над морем Лаптевых сви­репствуют морозы. Продолжительность периода с положительными среднесуточными температу­рами составляет около 2 месяцев в северной части моря и 3-3,5 месяца - в южной. Устой­чивый переход температуры воздуха через 0°С раньше всего происходит в Янском и Оленекском заливах (10 июня) и только месяц спустя - в се­верной части моря. Однако самые ранние и самые поздние даты перехода могут отличаться друг от друга более чем на месяц.

Охлаждение моря происходит медленнее, чем нагрев, поэтому период установления устойчивых отрицательных температур воздуха оказывается бо­лее длительным. В северо-восточной части моря температура переходит через 0°С уже в конце июля (даты устойчивого перехода среднесуточной температура воздуха через 0 ^оС - в Приложении «Температура воздуха в приповерхностном слое (^оС)»). И только в третьей декаде сентября устойчи­вые отрицательные температуры устанавливаются вдоль южного побережья моря. Характе­рен почти строго широтный ход изохрон осенних дат перехода, тогда как весной конфигурация изохрон определяется положением ледяного массива в море Лаптевых. Для осенних дат перехода ха­рактерна очень большая изменчивость времени их наступления на Новосибирских островах и в рай­оне пролива Б. Вилькицкого, где самые ранние и поздние даты различаются на 40-50 дней.

Наиболее высокие температуры летом не пре­вышают 12-15°С на севере и 26-28°С на юге акватории, но над сушей абсолютные максимумы могут достигать 32-35 °С. В зимние месяцы (с де­кабря по март) температура над морем Лаптевых никогда не повышается выше 0°С, и абсолютный максимум равен от -2 до -4°С.

Для оценки фонового режима температуры воздуха акватории района работ в Хатангском заливе моря Лаптевых использованы результаты регулярных наблюдений, осуществляемых гидрометеослужбой на прибрежных и островных, ближайших к району работ станциях, данные попутных судовых наблюдений и данные, опубликованные в различных изданиях [Проект «Моря». Море Лаптевых, 2003; Atlas of Surface, 1995]).

Средняя температура воздуха в приповерхностном слое (^оС) представлена на рис 3.3 за июль.

Абсолютные экстремумы - редкое явление, наб­людаемое примерно один раз в 50 лет. Минималь­ная температура, которую можно ожидать еже­годно, примерно на 5-6°С выше наблюдаемого аб­солютного минимума и равна в зимние месяцы от -43 до -47°С, а летом от -1 до - 2°С. Аналогично максимальные температуры, ожидаемые над аква­торией моря ежегодно, составляют летом от 14 до 15 °С, а зимой от -15 от -17°С.

Внутрисуточные изменения температуры имеют периодическую составляющую, определяемую су­точным ходом высоты Солнца, и непериодическую, связанную с адвекцией теплого и холодного воз­духа в системе циркуляции атмосферы. Периодиче­ские изменения температуры воздуха над морем Лаптевых невелики, хотя из-за более высокой степени континентальности климата несколько больше, чем в других арктических морях. Суточная амплитуда в летние месяцы составляет 1,5-2°С в северной части моря, около 3°С в южной и 4-5°С в более континентальных районах. Весной (май), когда происходит смена дня и ночи и облачность минимальна, амплитуда достигает максимальных значений (на 1-2° выше летних). Осенний макси­мум не выражен из-за большой повторяемости облачности в это время. Зимой, в полярную ночь, амплитуда суточного хода не превышав 0,2-0,3°С, причем максимум может приходиться на любые часы суток, в том числе и ночные.

 

Рис. 3.3. Температура воздуха в приповерхностном слое (оС) за июль.

 

Непериодические колебания температуры воз­духа характеризуются её междусуточной изменчивостью, т. е. изменением от суток к суткам под воздействием, главным образом, циркуляционных процессов. Наибольшая междусуточная изменчи­вость наблюдался в зимние месяцы - с декабря по март она равна 3-4°С. Летом величины измен­чивости в 2-3 раза меньше, причем минимум от­мечается в июне и сентябре. Над северной частью моря Лаптевых под нивелирующим влиянием хо­лодной подстилающей поверхности средняя между­суточная изм