Файл: Абузяров З.К. Морские гидрологические информации и прогнозы учеб. для гидрометеорол. техникумов.pdf

зовал формулу Н . Н . Зубова, уточнив по данным наблюдений в рай­ оне порта Жданов постоянные коэффициенты:

сумма и приращение суммы градусо-дней мороза за период нара­ стания льда.

По формуле (77) был произведен расчет изменения толщины льда в Таганрогском заливе за ряд зим; ошибка в 88% случаев не превышала 5 см.

Большое значение для судоходства имеют прогнозы сроков на­ ступления толщины льда ІО, 20—25 и 50 см. Период времени насту­ пления толщины льда 10, 20—25 см колеблется в очень больших пределах, особенно на неарктических морях. Так, например, на Азовском море в суровую зиму 1954 г. толщина ледяного покрова достигала 10 см в первой декаде ноября, а в мягкую зиму 1952 г .— лишь в первой декаде марта. Поэтому прогностические зависимости строились отдельно для мягких и суровых зим. Причем сумма гра­ дусо-дней мороза в первом случае бралась за более продолжитель­ ный период,чем во втором.

Для объективности были приняты следующие критерии: если сумма градусо-дней мороза за ноябрь—декабрь меньше 50°, то сле­ дует пользоваться зависимостью для мягкой зимы, если же она равна или превышает 50°, то следует пользоваться зависимостью для суровой зимы. Эти зависимости имеют вид:

Д = 42 — 0,16 jn (•—ta),

XX

X I

Коэффициенты корреляции равны 0,88—0,89, обеспеченность не­ выхода ошибки за пределы ± 8 дней составляет 81 %■

171

Прогностические зависимости для сроков наступления толщины льда 20—25 см, имеют следующий вид:

£> = 90 — 0,92 У] (— ta),

X I

Коэффициенты корреляции равны 0,80—0,82, обеспеченность не­ выхода ошибки за пределы ± 6 дней составляет 73 и 85%. При вы­ боре зависимости для расчета сроков наступления толщины льда 20—25 см критерием служила сумма градусо-дией мороза в но­ ябре—декабре, равная 90°.

§ 6. О П Р О Г Н О З Е Д Р Е Й Ф А Л Ь Д О В

Изучение и прогноз дрейфа льдов имеет важное значение для судоходства. Однако процесс дрейфа настолько сложен и подвер­ жен воздействиям настолько многочисленных факторов, что до сих пор, несмотря на большое число теоретических и эмпирических ис­ следований, его прогноз представляет большую трудность. Основ­ ными факторами, обусловливающими перенос и движение льдов, яв­ ляются ветер и течения. Суммарный перенос льдов под воздейст­ вием этих факторов и называется дрейфом льдов. Основные правила дрейфа льдов сформулированы Нансеном во время дрейфа «Фрама» и Н. Н. Зубовым на основе результатов дрейфа ледокольного паро­ хода «Седов».

В результате исключения действия постоянных течений Нансен установил следующие правила:

1)направление дрейфа льдов в Арктическом бассейне вдали от берегов над глубоким морем отклоняется от направления ветра при­ близительно на 28°;

2)скорость чисто ветрового дрейфа примерно в 50 раз меньше скорости ветра, вызвавшего этот дрейф.

Н. Н . Зубов, исследуя движение льдов, внес следующие допол­ нения в правила Ф. Нансена:

2)дрейф льдов направлен вдоль изобар таким образом, что справа находится область повышенного давления, а слева — об­ ласть пониженного давления;

2) скорость дрейфа пропорциональна градиенту атмосферного давления.

Простота расчета дрейфа льда по методу Н. Н. Зубова способ­ ствовала его широкому применению при разработке ледовых про­ гнозов для замерзающих морей и научно-оперативном обеспечении морских арктических операций.

Последующие исследования были направлены в основном на уточнение изобарических (или ветровых) коэффициентов и углов отклонения дрейфа льда от изобар.

172

В. X. Буйницкий установил, что изобарический коэффициент и угол отклонения ветрового дрейфа льда от направления изобар ме­ няются от сезона к сезону в связи с изменениями характера ледя­ ного покрова. По П. А. Гордиенко, дрейф льда сплоченностью 1балл происходит в 4 раза быстрее дрейфа льда сплоченностью 9 бал­ лов, дрейф льда торосистостью 9 баллов почти в 10 раз быстрее дрейфа льда торосистостью 1 балл.

Е. Г. Никифоров рассмотрел влияние берега на дрейф льда. Ле­ том, когда в ледяном покрове появляются значительные простран­ ства свободной ото льда воды и образование нового льда прекра­ щается, дрейф совершается лишь под воздействием ветра и тече­ ний в точке наблюдений. Однако вблизи берега при достаточно длительном дрейфе, имеющем составляющую, перпендикулярную линии берега, сплоченность льда постепенно будет увеличиваться и наконец достигнет такого предела, когда реакция берега на нажим льда будет передаваться посредством сил нормального давления внутрь области ледяного покрова, прилегающего к берегу. Следст­ вием этого явится изменение скорости и направления дрейфа льда

вуказанной области — нормальная к берегу компонента дрейфа ис­ чезает и лед начинает перемещаться только в направлении каса­ тельной к береговой черте.

Е. Г. Никифоров предложил формулы для расчета дрейфа льда вне зоны влияния берега-, учитывающие только ветер и течение:

В зоне влияния берега следует принять, что при достижении сплоченности 10 баллов составляющая дрейфа в направлении к бе­ регу пропадает, а в направлении же касательной к берегу она пол­ ностью сохраняется.

Алгоритм расчета дрейфа и перераспределения сплоченности льдов состоит из двух частей: аналитической и логической.

Последовательность вычислений следующая:

1) по заданной барике вычисляются компоненты скорости дрейфа и и V;

173

2)анализируется направление дрейфа относительно берега;

3)анализируется начальная сплоченность и устанавливается не­ обходимость исправления компонент скорости дрейфа;

4)в случае необходимости исправляется скорость дрейфа;

5)по исправленному полю скоростей и начальной сплоченности рассчитывается прогнозируемая сплоченность льда;

6)рассчитываются траектории дрейфа льда.

Расчет ведется по квадратам сетки. Шаг сетки на контуре равен 100 км. Величины атмосферного давления снимаются с декадных синоптических карт в узлах более укрупненной сетки, шаг которой равен 200 км, а затем интерполируются в узлы мелкой сетки.

§ 7. П Р О ГН О З Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Я Л Ь Д О В В А Р К Т И Ч Е СК О М Б А С С Е Й Н Е

Одним из самых важных для мореплавания факторов, обуслов­ ливающих ледовый режим замерзающих морей и особенно морей Арктического бассейна, является распределение льдов. Чаще всего именно этот фактор определяет успешность морских операций в Арктике. Распределение льдов в свою очередь зависит от характе­ ристик ветра, течений, таяния льда, очертания берегов, рельефа дна и других факторов.

Наибольшее влияние на изменение сплоченности льда оказы­

а последний определяет перераспределение льдов в навигационный период.

А. Л . Соколов и Ю . А. Горбунов в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте (ААНИИ ) разработали мето­ дику прогноза распределения льдов, в основу которой положили ти­ пизацию атмосферных процессов. Сопоставляя атмосферные про­ цессы с данными ледовой разведки, они выделили шесть типов ат­ мосферных процессов с определенным направлением воздушных потоков. Чтобы определить, каким образом реагирует ледяной по­ кров на ту или иную ветровую ситуацию, использовались данные расчетов изобарического дрейфа. В результате статистической об­ работки этих расчетов и их сопоставления с различными типами ат­ мосферных процессов были построены типовые карты-схемы, на ко­ торых четко проявляется общий характер дрейфа льдов при опреде­ ленной ветровой ситуации.

Для учета локальных особенностей моря (конфигурация берега, глубина и т. д.), которые при определенных обстоятельствах суще­ ственно сказываются на изменении общей картины дрейфа, были определены углы отклонения фактического дрейфа от изобариче­ ского (на основании данных радиовех, Д А Р М С , судов и т. п.) и по­ правочные коэффициенты, уточняющие расчеты изобарического дрейфа.

Чтобы учесть при прогнозе такие факторы, как таяние льдов и

174

течения, изучаемый район разбивался на квадраты, в центре кото­ рых с карт ледовых авиаразведок снимались величины смещения границ льда (в милях) от одной ледовой разведки к другой. При этом указывался период и направление смещения по одному из восьми румбов. Каждая снятая величина смещения сопоставлялась с данными изобарического дрейфа за этот же период в этом же ква­ драте. В тех случаях, когда направление смещения границы льда совпадало с направлением изобарического дрейфа, определялась разность между величинами фактического и изобарического смеще­ ния границ льда. Все собранные таким образом данные были обра­ ботаны и обобщены в виде схем преобладающего направления сме­ щения при различных направлениях изобарического дрейфа и схем поправочных коэффициентов к величине изобарического смещения кромок и границ льда. В результате было составлено прогностиче­ ское пособие в виде атласов и схем.

Таким образом, путем введения дополнительных поправок в рас­ четы изобарического дрейфа можно прогнозировать распределение льдов на судоходной трассе с заблаговременностью до 10 дней.

Для составления прогноза сплоченности льдов необходимы сле­ дующие исходные материалы:

1)прогнозы погоды на 1, 3 и 8— 10 суток;

2)обзорная карта фактического состояния льдов на день со­ ставления прогноза.

Техника составления прогноза сводится к следующему.

1.По прогностическим картам атмосферного давления опреде­ ляют тип атмосферных процессов.

2.По типовой карте-схеме дрейфа определяют преобладающее направление перемещения льдов.

3.Сравнивая карту фактической ледовой обстановки с типо­ выми картами-схемами различных вариантов, подбирают наиболее близкий ей вариант. По найденной карте-схеме определяют возмож­ ные изменения распределения льдов, с которыми можно встретиться при данной фактической обстановке.

4.По прогностическим картам атмосферного давления рассчи­ тывают дрейф льдов в стандартных точках. Затем, после введения соответствующих поправок исправленный дрейф наносят на карту. Положение границы сплоченных льдов на конец периода вычисляют

либо по векторам дрейфа в стандартных точках, либо путем интер­ поляции.

5. Смещение кромок льда и границ ледяных массивов опреде­ ляют также по прогностическим картам атмосферного давления с использованием схем преобладающих направлений смещения кромок льда и границ массивов при определенном направлении изо­ барического дрейфа и схем распределения поправочных коэффи­ циентов.

6. Составляют прогноз и схематические карты ожидаемого рас­ пределения льда; на карты наносят положение ледяных массивов, зон разреженных льдов и чистой воды по градациям: чисто, 1—6 и 7—40 баллов.

175