Охотское море ледовые условия
Ледовый режим моря в значительной степени определяется его физико-географическими особенностями. Охотское море имеет глубоко вдающиеся в берег и обширные по площади заливы. На юге расположены заливы Терпения и Анива, на западе — мелководный сильно распресненный Сахалинский и заливы Николая, Ульбанский, Тугурский. В северо-западной части до Тауйской губы береговая линия слабо изрезана. На северо-востоке берег моря извилист, здесь расположен самый крупный зал. Шелихова. Побережье центральной Камчатки почти прямолинейно. Берега Курильских островов мало изрезаны, скалисты и обрывисты.
Проливы, соединяющие Охотское море и более теплое Японское, мелководны. Глубина в проливе Невельского в самом узком месте не превышает 20 м. Пролив Лаперуза шириной 46 км имеет глубины, не превышающие 75 м. Водообмен с Тихим океаном осуществляется через более глубоководные Курильские проливы.
Охотское море, располагаясь на границе Азиатского материка и Тихого океана, простирается по меридиану почти на 2 тыс. км, что обусловливает существенные отличия в ледовой обстановке различных частей моря. В северную и западную части моря поступают холодные воздушные массы с материка, в то время как южная и восточная части находятся под отепляющим воздействием Тихого океана.
Ледяной покров первоначально образуется в северных и западных областях и распространяется затем к югу в западной половине моря благодаря как выхолаживающему эффекту низких температур воздуха, так и общей циркуляции вод, способствующей генеральному дрейфу льда с севера на юг вдоль восточного побережья о. Сахалин. В восточной половине моря ледяной покров образуется вдоль побережья п-ова Камчатка. В центральной части восточной половины моря благодаря интенсивному поступлению теплых вод из южной части акватории моря и Тихого океана образуется обширная область, вытянутая с юга на север, свободная ото льда. Лишь в самые суровые зимы льдом покрывается практически все море, за исключением небольшого участка, прилегающего к Курильским проливам.
Непосредственное влияние атмосферной циркуляции на ледяной покров моря в зимний период обусловлено взаимодействием сибирского антициклона и алеутской депрессии, формирование которых начинается уже в сентябре. В ноябре—марте эти процессы характеризуются устойчивым положением названных центров действия атмосферы. Сибирский антициклон, расположенный над Монголией, достигает наибольшего развития в январе, алеутский минимум — в декабре, что обусловливает устойчивый перенос воздуха с материка на море.
Циклоническая деятельность над Охотским морем усиливается, над континентом — ослабевает.
Весной (март—май) сибирский антициклон ослабевает и разрушается, отодвигаясь к западу; тихоокеанский максимум, усиливаясь, подходит к берегам Восточной Азии, область пониженного давления в низовьях Амура перемещается на Маньчжурию, а на район Охотского моря распространяется гребень полярного максимума, способствующий выносу воздушных масс из восточного района Арктики, что в значительной степени задерживает начало весеннего таяния льда. Циклоническая деятельность над морем ослабевает.
В среднем в холодный период года центры действия атмосферы развиваются и стабилизируются приблизительно в одни и те же сроки в одинаковых местах. Под воздействием общей атмосферной циркуляции они, изменяя свое местоположение и интенсивность, определяют особенности каждой зимы, а следовательно, и ледовые характеристики, и ледовую обстановку на море.
Преобладающими формами циркуляции в Охотском море являются меридиональная (Ml и М2) и зональная (3) (классификация А. А. Гирса). В зависимости от преобладающей формы циркуляции возникают различные ледовые условия в Охотском море. Это различие в ледовых процессах зависит от термобарических условий во всей толще атмосферы, которые обусловливаются положением высотной дальневосточной ложбины и тихоокеанского гребня. Положение этих образований от года к году может существенно меняться. Соответственно и вынос холодных воздушных масс с Азиатского материка по западной периферии высотной ложбины и теплых масс воздуха с Тихого океана по восточной ее периферии будет тоже меняться.
Высотные потоки определяют пути движения циклонов. Над морем могут преобладать потоки, которые, значительно отклоняясь от своего основного направления, приводят к частым выходам циклонов в море либо, наоборот, смещают их движение по более южным траекториям.
В течение холодного полугодия над Охотским морем преобладает циклоническое поле (50 циклонов в среднем, максимальное количество — 62, минимальное — 43). Наибольшее количество циклонов наблюдается в октябре, но самые глубокие циклоны выходят на море в январе—марте. Особый интерес представляют морские циклоны, выносящие в море значительное количество теплого воздуха.
Так, при процессах типа Ml, когда тихоокеанский гребень смещен к Азиатскому материку и над северо-восточной частью моря преобладают юго-восточные и восточные потоки, на Охотское море выходит большое количество циклонов, выносящих теплые массы воздуха и способствующие облегчению ледовых условий, т. е. формируются теплые малоледовитые зимы.
При процессах типа М2 высотный гребень смещается к берегам Северной Америки, над северовосточной частью моря преобладают юго-западные высотные потоки, обусловливая выход морских циклонов в Берингово море в обход Охотского, что приводит к увеличению ледовитости в Охотском море.
В умеренные по ледовитости зимы высотный тихоокеанский гребень распространен к северо-западу, а над Охотским морем прослеживается центр высотной депрессии.
В суровые зимы на юге моря преобладают ветры северные, северо-западные и западные, а на севере, где сказывается влияние орографических условий берега, — северные, северо-восточные и восточные. В мягкие же зимы наблюдается уменьшение повторяемости западных и северо-западных ветров и увеличение — северных и северо-восточных ветров. Средняя скорость ветра изменяется от 3—5 м/с в южной и западной частях моря до 8—9 м/с на северо-востоке. В районах открытых мысов вследствие берегового и орографического эффектов скорость ветра усиливается до 9—10 и даже до 12 м/с.
Средняя повторяемость сильных ветров (15 м/с) изменяется с той же закономерностью от 5—10 до 20—30 % . Наиболее спокойным является северо-западный район моря, хотя и здесь возможны очень сильные ветры (до 54 м/с). Самая большая повторяемость штормов отмечается в южной и восточной частях моря, где проходят основные пути циклонов.
Постоянные и сильные ветры зимой являются основной причиной дрейфа льда в Охотском море (у берегов и в узкостях существенную роль могут играть приливные и постоянные течения).
В мягкие зимы, когда сильные северные и северо-восточные ветры создают хорошо выраженную циркуляцию дрейфа льда (циклоническую), восточные районы моря остаются свободными ото льда.
Температурный режим Охотского моря в холодное полугодие — один из главных термических факторов формирования ледяного покрова — определяет ледопродуктивность моря. Он отличается значительной неоднородностью. Средняя месячная температура воздуха самого холодного месяца (января) изменяется от -11 °С на юге моря до -25 °С на севере. Обусловлено такое различие температуры воздуха большой меридиональной протяженностью моря, местными физико-географическими условиями и циркуляционными факторами.
Средняя продолжительность периода с отрицательной температурой составляет около 215 сут на севере и 150 сут на юге моря. Переход средних суточных температур воздуха к отрицательным значениям на юге моря происходит в начале ноября, на северном побережье — во 2-й декаде октября, в зал. Шелихова — в 1-й декаде октября.
Под воздействием атмосферной циркуляции, особенностей подстилающих морских вод Охотского моря и прилегающих акваторий океана возникают конкретные динамические и термические условия, определяющие формирование ледяного покрова в море.
Источник
Охотское море ледовые условия
О хотское море сильно вытянуто в направлении с севера (62° 42′ с. ш.) на юг (43° 43′ с. ш.), что создает большие различия климатических и гидрологических характеристик отдельных его акваторий. Глубокая врезанность в материк Азии зимой обусловливает континентальность и суровость климата западной части моря и, наоборот, восточная ее часть, соприкасаясь с Тихим океаном, обладает более мягким, морским климатом. Ледяной покров на акватории Охотского моря является ежегодным сезонным явлением, значительно ограничивающим судоходство, рыболовство, проведение изыскательских, научно-исследовательских и других работ. Период, в течение которого в Охотском море наблюдается ледяной покров, называется ледовым периодом и во многом определяется большой разностью ограничивающих его широт, соседством с Тихим океаном и, кроме того, в значительной степени зависит от физико-географических особенностей различных районов моря. Средняя продолжительность ледового периода на севере моря составляет 230-250 дней (в суровые годы до 290 дней), у мыса Елизаветы (о. Сахалин) — 200 дней и уменьшается до 110-120 дней к югу.
П родолжительность ледового периода в Охотском море.
О бразование льда в Охотском море обычно начинается в ноябре в заливах и губах в западной части моря (Удская губа, Тугурский залив, залив Академии), Амурском лимане и в северной части Охотского моря (Пенжинская губа, залив Шелихова). В ноябре же начинается образование льда и в узкой мелководной части северо-восточного шельфа о-ва Сахалин. Ледяной покров сначала образуется у береговой черты, а затем распространяется мористее. К середине декабря море покрыто льдами вдоль побережий его северной, северо-западной частей и вдоль побережья о. Сахалин, а центральная и южная части моря в это время еще свободны ото льда. Общая площадь, занятая льдами в этот период, составляет от 5 до 35 % поверхности моря. К этому времени льдом перекрываются все судоходные трассы на подходе к портам за исключением пролива Лаперуза.
М аксимального распространения лед достигает к началу — середине марта, когда свободной ото льда остается от 2% до 43% поверхности всего моря. В наиболее суровые годы льдом покрывается до 98% площади моря (небольшая область открытой воды может оставаться у Курильских островов), в средние по суровости годы до 80%, а в наиболее мягкие зимы — до 57% площади моря.
Н ачиная с апреля, когда начинаются заметные процессы таяния и разрушения ледяного покрова, кромка льда смещается к северу. К середине мая ото льда очищается более половины площади моря. В июне отдельные пятна льда могут оставаться у северо-восточного Сахалина, вблизи Шантарских островов, в Ямской и Пенжинской губах. В районе Шантарских островов и к юго-западу от них возможна встреча с отдельными пятнами льда и в августе.
П родолжительность периода с наличием припая зависит от условий его формирования и от местных орографических условий. Развитие припая на его акватории неравномерно: в закрытых заливах и лагунах он образуется ежегодно, у прямолинейных открытых берегов и обрывистых мысов часто наблюдается отрыв припая под действием динамических факторов. В среднем многолетнем становление припая происходит во второй декаде февраля. Ширина припая составляет 2-3 км, а в некоторых местах достигает 10 км. В глубоко врезанных в сушу бухтах и заливах припай держится от 140 до 170 дней. По данным наблюдений наиболее долго припай держится в Амурском лимане.
Л едовитость Охотского моря и ее изменчивость.
Н аиболее часто при характеристике ледовых условий используют термин «ледовитость». Ледовитость моря по определению характеризует степень покрытия моря льдом и рассчитывается как площадь, занятая в конкретный момент времени льдом, к общей площади моря в процентах. Японское Метеорологическое Агентство (JMA) при характеристике ледовых условий моря использует величину общей площади, занятой льдом, в квадратных километрах. (Данные по площади, занятой льдом в период с 1972 по 1994 гг., приведены на сервере НОАА.)
Л едовитость Охотского моря имеет как межгодовую, так и внутригодовую изменчивость. В наиболее общем случае по ледовым условиям зимы в Охотском море разделяют на три типа: суровые, умеренные и мягкие. На основании данных о ледовитости за период с 1956 по 2001 год была проведена типизация зим по градациям суровости (рис 1). Верхняя кривая соответствует максимальным значениям соответствующего периода, нижняя- минимальным значениям, полученным также за весь период наблюдений. Приведенная на этом же рисунке кривая среднего многолетнего сезонного хода ледовитости довольно сглажена и мало соответствует реальному ее ходу в конкретный сезон. Для сравнения приведен годовой ход ледовитости в сезон 1998-1999 гг. (рис 2), где заштрихованная область характеризует средние значения со стандартными отклонениями , а верхняя и нижняя кривые характеризуют максимальную и минимальную ледовитость за период 1971-1995 гг. Как указывалось выше, обычно максимум ледовитости в Охотском море отмечается в начале-середине марта, но в рассматриваемый сезон максимальное распространение льда отмечается в апреле. После достижения максимального для сезона значения ледовитости оставшийся до полного исчезновения льда временной интервал можно характеризовать как суровый. К середине мая ледовитость стала интенсивно уменьшаться, и можно было ожидать быстрое исчезновение льда. Тем не менее, к концу мая процессы таяния льда замедлились, так что пятна льда в районе северо-востока Сахалина существовали до второй половины июня. Следовательно, в течение конкретного сезона значения ледовитости не всегда соответствуют одному типу. Таблица 1 Типизация зим по суммарной ледовитости.
З аштрихованная область аналогична «нормальным» (средним за период 1971-1995 гг. плюс-минус ) значениям ледовитости в Охотском море, толстая линия- распространение льда в 1998-1999 гг., тонкая — распространение льда в 1997-1998, пунктирной линией выделены максимальные и минимальные значения за период 1971 — 1999 гг. (данные JMA).
В нутрисезонные колебания состояния ледяного покрова Охотского моря зависят как от астрономических факторов, так и от крупномасштабных гидрометеорологических процессов, формирующих климат и погоду над морем. Для анализа внутри сезонной изменчивости ледяного покрова использовались оценки вариации ледовитости в течение ледового сезона (табл 2). Там же на основании анализа данных о годовом ходе ледовитости за период 1956-1991 гг. была проведена попытка выделения однородных периодов в течение сезона. Для этого при 5% уровне значимости рассчитывались доверительные интервалы средних градиентов ледовитости (табл 3). В результате расчетов были выделены три периода, ледовые процессы в которых одинаково направлены: осенний период (декабрь — январь, где доверительный интервал лежит в положительной области), зимний (февраль-март, знакопеременный интервал) и весенний, доверительный интервал для которого располагается в отрицательной области (апрель-июнь). Эти интервалы были условно названы естественными ледовыми периодами.
В качестве оценки вероятности встречи со льдом часто используют соответствующим образом построенные в результате обработки многолетних наблюдений за распространением льда на акватории моря карты. Их также можно использовать и как оценки пространственно-временной изменчивости ледяного покрова. Так, например, области для конкретного временного интервала, очерченные изолинией 100%, будут указывать на то, что здесь в этот период времени всегда наблюдался лед, 50%- в половине случаев не наблюдался, и так далее. Изолиния вероятности встречи со льдом 0% указывает, что в области вне нее лед никогда не наблюдался за весь период наблюдений. При этом не имеет значения степень густоты ледяного покрова. Для Охотского моря такие карты построены Л.П. Якуниным. Пример карты изолиний вероятности встречи со льдом в марте приведен на рис 3.
С плоченность, возраст и формы льда.
С плоченность льда является одной из важнейших характеристик ледовых условий, влияющих на судоходство и операции на шельфе. Определяется как «отношение, выраженное в десятых долях и описывающее общую площадь морской поверхности, покрытую льдом как часть всей рассматриваемой площади». Одна десятая доля (10%) соответствует 1 баллу сплоченности. Точность определения — 1 балл.
У же с началом ледообразования ледяной покров сплоченностью 9-10 баллов может образоваться в северо-западном районе моря за несколько суток. В период максимального распространения ледяного покрова сплоченным (свыше 8) и сплошным льдом покрыто до 80% и более всей занятой льдом акватории. К этому моменту сплошным льдом заполнена южная часть залива Терпения, Сахалинский залив, северо-запад моря и залив Шелихова. С востока к этой зоне примыкает пояс льда со сплоченностью более 6 баллов, его ширина составляет, как правило, от 100 до 120 миль.
У часток с меньшей сплоченностью локализуется в юго-восточной части моря и вдоль кромки льда.
С началом таяния сплоченность уменьшается за счет более быстрого таяния молодых видов льда, которые повсеместно встречаются среди более старых льдов.
Ш тормы и приливные течения взламывают ледяной покров во многих районах моря, образуя разводья, покрывающиеся зимой молодым льдом, поэтому в Охотском море в декабре-апреле встречаются льды всех возрастов: от начальных (0-5 см) до однолетнего льда средней толщины. Толщина ровного льда, нарастающего в течение зимы за счет термических процессов, достигает 0,8-1,2 м.
Д инамические факторы способствуют разлому ледяного покрова, а термические факторы в первую половину ледового сезона способствуют смерзанию льдин. Совместное действие этих двух факторов приводит к тому, что в открытой части моря никогда не наблюдается однородности размеров льда — он состоит из гигантских и обширных ледяных полей, их обломков, крупно- и мелкобитого (от 1 метра до 20-30 км в поперечнике) льда. Анализ процессов формирования полей сплоченности, возраста и форм льда показал значительную пространственно-временную изменчивость этих характеристик. Для оценки характера этой изменчивости Охотское море было разбито на 50 квадратов (рис 4), в которых были рассчитаны распределения дисперсии для каждого элемента внутри выделенных естественных ледовых периодов (рис 5, 6, 7).
М аксимальная изменчивость сплоченности льда связана с областями 4-8 бальной сплоченности, где вклад динамического фактора (дрейф льда, взаимодействие между льдинами и т.д.) в перераспределение сплоченности максимален. Учитывая, что в Охотском море зона сплоченностью 4-6 баллов крайне незначительна, область максимальной изменчивости приходится в основном на зоны, имеющие сплоченность 7-8 баллов. В соответствии с этим зона максимальной изменчивости, следуя за смещениями зоны сплоченностью 4-8 баллов, в первой половине ледового сезона спускается к югу, а во второй — поднимается обратно на север. В апреле-мае вследствие активного разрушения льда эта зона расширяется и охватывает большую часть моря. Как видно из рисунков (рис 5, 6, 7), распределения стандартных отклонений полей возраста и форм льда весьма схожи между собой. Аналогичное сходство наблюдается и для полей стандартных отклонений сплоченности льда. Подобное сходство обусловлено связью исследуемых характеристик, распределения которых складываются под воздействием одних и тех же факторов. В силу особенностей процессов, определяющих формирование полей ледовых элементов в Охотском море и морфометрических характеристик бассейна изолинии дисперсий вытянуты в меридиональном направлении. Основные различия в полях дисперсий сплоченности, возраста и форм льда выражаются в некотором смещении центров соответствующих изолиний. Так, изолинии в полях дисперсий форм льда смещены к северо-западу, а для возраста льда фиксируется сгущение изолиний на южной кромке льда и в северо-западной части моря; кроме того, они более вытянуты к югу. Эти различия, связаны с тем, что поля форм льда преимущественно формируются под воздействием динамических причин. Эволюция полей возраста льда определяется главным образом термическими факторами (формирование полей сплоченности складывается по воздействием как динамических, так и термических факторов) и в зонах, где максимально меняется сплоченность, основные изменения форм льда уже произошли, а изменения возраста еще не достигли своего максимального развития.
Т оросистость льда в Охотском море.
Д инамические факторы — штормы, сильные ветра, приливные течения и горизонтальное давление льда, вызванное воздействием ветра, волнения и приливов способствуют не многообразию форм льда, но и приводят к интенсивному наслоению льдин и торосообразованию, что значительно затрудняет транспортные операции в во многих районах даже с применением судов класса УЛА, а в отдельных районах плавание невозможно даже для ледоколов класса «Москва». Торосистость значительно увеличивает общую массу льдин по сравнению с массой ровной льдины того же возраста. В среднем один балл торосистости дает, как правило, приращение толщины на 25% .Торошение под воздействием сильных приливных течений характерно для Пенжинской губы и акватории вокруг Сахалинского залива. Торошение под воздействием штормовых ветров наиболее характерно для южной и восточной частей моря. Самое сильное торошение — при совместном действии всех факторов — отмечается для Ямской губы и Сахалинского залива. Высота торосов в открытом море по данным преимущественно авиаразведок не превышает в среднем 1 метра, но в отдельных районах Сахалинского залива, в Пенжинской и Ямской губах достигает 3 м. В процессе дрейфа льда на их поверхность льдин выпадает снег, который визуально маскирует гряды и торосы на их верхней поверхности. Высота снега на ровном льду не превышает 20-30 см.
О хотское море характерно тем, что в его водах ежегодно образуются стамухи- обширные торосистые образования, сидящие на мели. Их высота может достигать 20 и более метров от уровня моря, а горизонтальные размеры превышать несколько километров. Весной под воздействием приливных течений и процессов таяния они могут оторваться от припая и сняться с мели, при этом значительная часть стамухи оказывается скрытой под водой. В этот период в отдельных районах моря они могут представлять серьезную потенциальную опасность для прибрежного плавания.
С жатия и разрежения льда как особо опасные ледовые явления.
О дним из важнейших препятствий для плавания судов во льдах является сжатие. В дрейфующем ледяном покрове сжатия происходят в основном под действием ветра и приливных явлений. Ветер, воздействуя на ледяной покров, сплачивает или разрежает льды, в результате чего на отдельных участках моря появляются стационарные и нестационарные зоны сжатия и разрежения.
В стационарных зонах сжатия в Охотском море всю зиму наблюдается интенсивное торосообразование. К ним относятся районы, прилегающие к Шантарским островам, Сахалинский залив, Ямская и Пенжинская губы. Периодические сжатия льда, вызываемые приливными явлениями, могут возникать на судоходных трассах один, а в некоторых районах два раза в сутки. В Охотском море приливные сжатия льда наблюдаются на спаде уровня, а разрежения — на подъеме.
С амые сильные сжатия происходят при совокупном воздействии ветра и приливных явлений на участках с интенсивным ледообразованием (район Сахалинского залива).
В Охотском море наблюдаются постоянно и периодически существующие в зимний период зоны разрежения ( в заливах Анива и Терпения, у восточного Сахалина, Аяно-Охотская, Тауйская, у п-овов Кони и Пьягина, Гижигинская, у западной Камчатки, в горле зал, Шелихова, в районе о. Ионы и над банкой Кашеварова ). Эти зоны отчетливо разделяются на три типа. В зонах разрежения первого типа практически всю зиму существует стационарная прибрежная полынья, поддерживаемая постоянными отжимными ветрами, дующими с материка. Для второго типа зон разрежения характерно уменьшение их повторяемости к весне вследствие сезонной изменчивости дрейфа льда под влиянием муссонного климата. Третий тип зон разрежения характерен снижением повторяемости в феврале-марте и ее увеличением в апреле и обусловлен рельефом дна и вертикальной циркуляцией вод. Прибрежная полынья у западной Камчатки зависит от комплекса метеорологических условий и имеет отдельные сходные черты всех трех типов разрежения.
В Охотском море существует еще один вид разрежения. Это трещины и разводья, возникающие при прохождении приливных волн в ледяном покрове. Причем зонам с наибольшим количеством трещин соответствует наибольшее количество случаев сжатия — разрежения льда при сплоченности льда, близкой к максимальной, — это участки в северной, северо-восточной и западной частях моря. В битых льдах эти особенности не прослеживаются.
П равильный учет стационарных и периодически открывающихся трещин и разводий может существенно облегчить условия плавания судов во льдах Охотского моря.
М ассивы данных по ледовым условиям в Охотском море.
В настоящее время основная информация о ледовых условиях Охотского моря за период с 1960 по 2000 год с различной степенью подробности имеется в ДВНИГМИ на бумажном носителе (карты). Для разработки методов прогноза производились выборки основных ледовых параметров с переводом на технические носители за период с 1960 по 2001 гг (квадраты 0.5о х 1о ).
Источник