Введение 4 Введение

Введение
4 Введение
Район исследования охватывает территорию между 42° и 60° в.д. и 68° и 72° с.ш., то есть
юго-восточную часть Баренцева моря с окаймляющей его сушей.
Актуальность темы обусловлена необходимостью комплексной оценки морфолитодинамики региона для прогноза его развития в условиях изменяющегося климата и
начала промышленного освоения. В настоящее время такая оценка, охватывающая шельф
и прилегающую сушу, отсутствует, хотя отдельные морфолитодинамические процессы в
регионе достаточно хорошо изучены. В методическом отношении выбор района
обусловлен дифференцированностью его природных условий, что определяет
существенное разнообразие морфолитодинамических обстановок.
Целью работы является региональная характеристика морфолитодинамики побережья и
шельфа юго-восточной части Баренцева моря и выявление закономерностей проявления
морфолитодинамических процессов. Под морфолитодинамикой в работе понимается
направленность, особенности проявления, интенсивность и распределение в пространстве
и времени комплекса экзогенных процессов, которые приводят к перемещению и/или
преобразованию вещества литосферы, создают и преобразуют формы рельефа. Такой
подход, по сути, близок к идеям, развивающимся в геоморфологии с шестидесятых годов
прошлого века. При этом совместное изучение побережья и шельфа позволяет проследить
потоки вещества, связывающие сушу, береговую зону и глубоководные участки шельфа.
В связи с этим решались следующие задачи:
1. Комплексная оценка условий развития морфолитодинамических процессов и
определение значимости при этом эндогенных и экзогенных факторов.
2. Выявление закономерностей проявлений морфолитодинамических процессов:
- типизация морфолитодинамических обстановок прибрежной суши, береговой зоны и
шельфа, то есть выявление участков, характеризующихся определенной направленностью
(денудация - транзит - аккумуляция), комплексом и интенсивностью
морфолитодинамических процессов;
выявление направления и интенсивности основных потоков перемещения вещества, в том
числе оценка интенсивности поступления на шельф осадочного материала;
выявление особенностей сезонной ритмичности морфолитодинамических процессов и
оценка возможности возникновения экстремальных морфолитодинамических ситуаций;
5 морфолитодинамическое районирование территории.
Методы решения каждой из задач определяются спецификой объекта исследования и
степенью его изученности.
Объект исследования включает прибрежную сушу от водоразделов средних (площадь
водосборного бассейна менее 20 тысяч км2) рек, береговую зону и шельф до глубин, где
волновые процессы практически не воздействуют на дно. Связывает их целостность
потоков вещества и энергии от водоразделов суши (мобилизация материала) через
береговую зону к впадинам шельфа (аккумуляция). Направление и интенсивность этих
потоков в значительной мере предопределены свойственной зоне контакта суши и шельфа
диффе-ренцированностью неотектонических движений, выражением которых является
морфост-руктурный план территории.
Предметом исследования являются морфолитодинамические процессы (Леонтьев,
Лонгинов, 1972, Симонов и др., 1998) и обстановки. Под последними мы понимаем
закономерное сочетание определенного комплекса морфолитодинамических процессов и
условий их развития, определяющих направление развития рельефа (денудация - транзит аккумуляция) и особенности морфолитогенеза того или иного участка.
Анализируя факторы формирования морфолитодинамических обстановок региона и
особенности его морфолитодинамики, мы попытались сделать акцент на трех
фундаментальных свойствах географической оболочки, к которым относят дискретность,
целостность (непрерывность) и ритмичность (Григорьев, 1966, Калесник, 1970). Под
дискретностью географической оболочки понимается ее вещественная неоднородность,
наличие вертикальной и горизонтальной структуры. Ее целостность обеспечивается
существованием глобальных круговоротов вещества и энергии, выражающихся в наличии
потоков разного масштаба и фазового состояния. Термином «ритмичность» обозначены
изменения интенсивности потоков вещества и энергии, носящие как строго ритмичный и
квазиритмичный, так и эпизодический, импульсивный характер. При таком подходе
наглядно проявляется значимость факторов, определивших морфолитодинамические
обстановки региона и место морфолитодинамики в системе природных условий. Это
позволяет подойти к проблеме оценки геоэкологических ситуаций, возникающих при
взаимодействии природной среды побережья и шельфа юго-восточной части Баренцева
моря и различных видов природопользования при освоении углеводородных ресурсов
(Мысливец, 1995).
Фактический материал. В основу работы положены результаты полевых наблюдений
автора в Болыпеземельской тундре, данные дешифрирования аэро- и космосним-ков,
анализа разномасштабных топографических и батиметрических карт, результаты рас6
четов отдельных, наиболее значимых в регионе, элементов приходной части баланса
наносов береговой зоны - поступления материала от абразии берегов и с твердым стоком
рек, а также анализ литературных данных и различных тематических карт и атласов.
Особенностью работы являются: 1) широкое использование материалов дистанционного
зондирования для изучения береговой зоны и шельфа; 2) представление основных
результатов работы в виде картографической модели, выполненной в электронном виде
(формат Arc View 3.2); 3) составление баз данных, включающих характеристики
бассейнов и устьевых областей рек и берегов региона.
Предметом защиты является комплексная характеристика морфолитодинамики
побережья, береговой зоны и шельфа юго-восточной части Баренцева моря, условий
развития и закономерностей проявления морфолитодинамических процессов.
Основные защищаемые положения:
1. Пространственная изменчивость морфолитодинамических обстановок на суше и
акватории определяется морфоструктурным планом региона, увеличением суровости и
континентальности климата с северо-запада на юго-восток и изменением в том же
направлении основных гидрометеорологических характеристик.
2. В регионе преобладают обстановки денудации и транзита. Направления переноса
вещества в значительной мере контролируются морфоструктурным планом региона.
Участки современной аккумуляции приурочены к областям новейшего относительного
или абсолютного прогибания и зонам смены знака или интенсивности новейших
движений. Направления перемещения вещества в эоловых потоках и гидрогенных, в том
числе ледовых, потоках на шельфе и связанные с ними участки локальной аккумуляции
менее зависимы от морфоструктурного плана.
3. Интенсивность морфолитодинамических процессов во многом зависит от
морфоструктурного плана и обусловлена: на суше - сочетанием абсолютной высоты и
расчлененности рельефа и устойчивости приповерхностных горизонтов разреза к
протаиванию; а на шельфе, в первую очередь, - интенсивностью волнового воздействия и
продолжительностью ледового периода. Участки активизации морфолитодинамических
процессов на шельфе связаны с усилением течений неволновой природы, повышенной
расчлененностью рельефа или низкой устойчивостью приповерхностных отложений.
4. Сезонная ритмичность морфолитодинамических процессов связана с режимом
основных гидрометеорологических параметров и изменяется с увеличением
континентальности климата с северо-запада на юго-восток. Это определяет сроки
активизации морфолитодинамических процессов и некоторые их сущностные черты.
7
5. Асинхронность периодов наибольшей интенсивности морфолитодинамических
процессов на суше (весна - лето - начало осени) и акватории (осень - начало зимы, а на
северо-западе региона - весь осенне-зимний период) обусловлена асинхронностью в их
пределах климатических и гидрологических сезонов, в том числе сроков ледовых явлений.
Научная новизна работы:
1. Выявлена роль основных эндогенных и экзогенных факторов в формировании
морфолитодинамических условий на побережье и шельфе региона.
2. Впервые дана комплексная региональная характеристика морфолитодинамических
условий прибрежной суши, береговой зоны и шельфа юго-восточной части Баренцева
моря, включающая: их типизацию, оценку направленности и интенсивности основных
потоков вещества, в том числе поступления на шельф осадочного материала, выявление
особенностей сезонной ритмичности процессов и возможности возникновения
экстремальных морфолитодинамических ситуаций. Проведено морфолитодинамиче-ское
районирование:
на прибрежной суше выделены комплексы преобладающих морфолитодинамических
процессов, определены ведущие деструктивные процессы, дана качественная оценка
интенсивности морфолитодинамических процессов;
в береговой зоне проведена подробная типизация берегов и устьев рек; для каждого из
выделенных (более 800) участков берега (протяженностью первые километры) дана
оценка количества материала, поступающего от абразии берегов и с речным стоком (550
бассейнов), определены преобладающие направления потоков наносов;
на шельфе выделены зоны с различной интенсивностью и периодичностью волнового
воздействия на донные осадки и рельеф дна, а также участки, где на формирование
морфолитодинамических обстановок значительное влияние оказывают приливноотливные и постоянные течения и участки возможного развития гравитационных и
криогенных процессов.
3. Выявлены региональные закономерности проявлений морфолитодинамических
процессов, главными из которых являются их морфоструктурная обусловленность и
асинхронность проявления.
4. Составлены карта морфолитодинамики (масштаб 1 : 1 000 000) и схема интенсивности
морфолитодинамических процессов (масштаб 1: 2 500 000).
5. Предложен комплекс методов сопряженного анализа морфолитодинамических условий
побережья, береговой зоны и шельфа, основанный на использовании материалов
дистанционного зондирования не только при исследовании прибрежной суши, но и при
изучении береговой зоны и шельфа.
6. Впервые при исследованиях морфолитодинамических процессов последовательно
проведен принцип выявления дискретности, целостности и ритмичности
морфолитодинамических условий и факторов их формирования, а также изменчивости
рельефа.
Практическая значимость работы. Полученная характеристика морфолитодинамических
условий побережья, береговой зоны и шельфа юго-восточной части Баренцева моря
является одним из важнейших элементов комплексной геоэкологической оценки региона
и может быть использована при проектировании, строительстве и эксплуатации
хозяйственных объектов (в том числе объектов нефтегазового комплекса, портовых
сооружений и т.д.) и для оценки их воздействия на природную среду региона.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на
Всесоюзных конференциях «Современные проблемы новейшей тектоники и
геоморфологии» (Санкт-Петербург, 1997), «Главнейшие итоги изучения четвертичного
периода и основные направления исследований в XXI веке» (Санкт-Петербург, 1998),
"Геоэкологическое картографирование" (п. Зеленый, 1998), XIII, XIV и XV
Международных школах морской геологии (Москва, 1999, 2001, 2003), Международной
конференции «Геоморфология на рубеже XXI века. IV Щукинские чтения» (Москва,
2000). По теме диссертации опубликовано 22 работы. Материалы, представленные в
диссертации, были использованы при геоморфологическом и геоэкологическом
картографировании в рамках составления комплекта Государственной геологической
карты масштаба 1: 1 000 000 листа R-38-40. Выполненные автором «Карта
морфолитодинамики листа R-38-40" масштаба 1 : 1 000 000", "Карта-схема интенсивности
экзогенных процессов на суше, шельфе и в береговой зоне" масштаба 1: 2 500 000
(последняя в соавторстве) и текстовые материалы были переданы в Мурманскую
Арктическую Геологоразведочную Экспедицию (МАГЭ) и ВНИИОкеангеология.
Предлагаемая методика применялась в рамках составления производственных отчетов при
геоэкологическом картографировании о. Сахалин (масштабы 1 : 1 000 000, 1 : 500 000, 1 :
200 000).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения (113
страниц машинописного текста) и списка литературных источников (231). Работа
содержит 35 рисунков и 21 таблицу.
В первой главе дана краткая характеристика физико-географических условий развития
морфолитодинамических процессов: орогидрографии, основных климатообразующих
факторов и климатических сезонов, выявлены особенности сезонной ритмичности гидро9
метеорологических параметров и их экстремальные значения, дана оценка соотношений
величин редкой повторяемости со среднемноголетними характеристиками,
охарактеризованы ландшафтные условия.
Во второй главе охарактеризован морфоструктурный план региона, который является
выражением эндогенных факторов формирования морфолитодинамических условий и
определяет потенциальную энергию рельефа; приводится краткий очерк истории
тектонического развития региона и сведения о современных потоках вещества и энергии
эндогенной природы (сейсмичности, современных вертикальных движениях земной коры,
тепловом потоке).
В третьей главе дана характеристика геоморфологических и литолого-геокриологических
условий развития морфолитодинамических процессов. Описаны особенности
геоморфологического строения суши и шельфа, выявлена их морфоструктурная
обусловленность. На суше, где морфолитодинамические процессы развиваются в
условиях повсеместного распространения многолетнемерзлых пород различной
сплошности, для каждого генетического типа рельефа дана характеристика
преобладающего состава, льди-стости и температуры приповерхностных пород и
отложений, определяющих их устойчивость к воздействию различных
морфолитодинамических агентов. На шельфе описаны особенности распределения
современных донных осадков, выявлены характерные черты строения подстилающих их
отложений и степень их криогенной переработки. Приведены данные о физикомеханических свойствах приповерхностных пород и отложений суши и шельфа, дана
оценка их литолого-геокриологической устойчивости.
В четвертой главе охарактеризованы методы, использованные в работе для решения
поставленных задач: типизации морфолитодинамических обстановок прибрежной суши,
береговой зоны и шельфа, оценки интенсивности морфолитодинамических процессов и
выявления преобладающих направлений перемещения вещества и сезонной ритмичности
морфолитодинамических процессов, принципы морфолитодинамического районирования.
Кратко охарактеризованы особенности методики использования при
морфолитодинамических исследованиях аэрофото- и космических снимков. Особое
внимание уделено методике оценки поступления осадочного материала в береговую зону,
описаны использованные в работе методы расчета поступления материала со стоком рек и
от абразии берегов. Приведено описание баз данных.
В пятой главе для выделенных морфолитодинамических областей (Канинской, Вайгачско-Новоземельской, Баренцевоморской и Печорской) дана характеристика
морфолитодинамических обстановок и преобладающих направлений перемещения
вещества на
10
прибрежной суше, в береговой зоне и на шельфе, описаны особенности сезонной
ритмичности морфолитодинамических процессов. Охарактеризованы возможные
причины возникновения в регионе экстремальных морфолитодинамических ситуаций и их
последствия.
В заключении сделаны основные выводы.
Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном научно-производственном
предприятии (ФГУНПП) «Аэрогеология» под руководством ведущего научного
сотрудника кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ
кандидата географических наук В.И. Мысливца, которому автор выражает глубокую
признательность.
Автор очень признателен сотрудникам кафедры геоморфологии и палеогеографии за
неизменную поддержку в работе. Автор благодарит к.г.н. И.Г. Авенариус за радость
многолетней совместной работы и консультации. Автор очень признателен д.т.н.,
профессору В.Н. Адаменко, д.г.н. Л.А. Строкиной, к.г.-м.н. Г.Ф. Гравису, к.г.-м.н. Н.Н.
Дунаеву, к.г.н. И.В. Адаменко за ценные советы и замечания при работе над различными
разделами рукописи, к.г.-м.н. А.Ю.Егорову и к.г.-м.н. М.К. Багиняну за предоставленную
возможность работы над диссертацией, P.P. Атласову, С.Н. Калачеву, Н.М. Лион, Л.А.
Львовой, к.г.н. Е.П. Сорокиной, А.Д. Шакину за помощь на различных этапах работы.
11
Список сокращений
ИО РАН - Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
МДЗ - материалы дистанционного зондирования
ММП - многолетнемерзлые породы
ПБС - подводный береговой склон
CMC - сезонномерзлый слой
СТС - сезонноталый слой
ФМС - физико-механические свойства
12
Глава 1. Физико-географические условия развития морфолитодинамических
процессов
1.1. Орогидрография
В орографическом отношении территория отчетливо делится на несколько областей. На
суше это - северная часть полуострова Канин, северное побережье Печорской
низменности и остров Колгуев и острова Южный (Новая Земля) и Вайгач, а на акватории юго-восточный борт Центрально-Баренцевской впадины, Печороморская равнина, а также
Приканинский, Привайгачский и Приновоземельский (с Южно-Новоземельским желобом)
участки (см. приложение 1, рис. 12).
В орографии прибрежной суши выделяются две зоны линейных поднятий
северозападного простирания: кряж Поэ на полуострове Канин (с абсолютными
отметками до 200 м) и цепь низкогорий и возвышенных равнин островов Южный и
Вайгач (высота междуречий уменьшается здесь с севера на юг от 500 до 100 м).
Низкогорья и возвышенные равнины играют роль орографических барьеров на пути
приходящих с запада теплых воздушных масс, существенно влияют на климатические,
мерзлотные и ландшафтные условия района и определяют положение границы
водосборного бассейна юго-восточной части Баренцева моря. Остальная суша: север
Печорской низменности и остров Колгуев - характеризуется равнинным рельефом. Вблизи
берега развиты низменные, заболоченные и заозеренные равнины с отметками
междуречий до 60 м. Вглубь суши они сменяются холмистыми возвышенными
равнинами, расчлененными многочисленными небольшими реками и ручьями, с
характерными высотами междуречий от 130 до 200 м. В Печорской низменности по
вытянутым водораздельным грядам проходит граница водосборных бассейнов р. Печора и
средних и малых рек, впадающих непосредственно в Баренцево море. Барьерная роль этих
гряд невелика.
Коэффициент густоты речной сети составляет от 0,6 до 1,0 км/км на возвышенных
участках и от 0,2 до 0,5 км/км на приморских низменностях. Преобладают малые реки и
ручьи длиной менее 10 км с площадью бассейна не более 200 км2. На территории
исследования насчитывается всего 15 рек с площадью бассейна более 1000 км2. К ним
относится одна из крупнейших рек Европейской части России - р. Печора. Для
большинства равнинных рек характерны широкие пойменные долины с
террасированными склонами. Продольные профили рек хорошо выработанные, близки к
профилю равновесия. Течение рек спокойное. На островах Южный и Вайгач и в районе
кряжа Поэ на полуострове Канин,
13
где коренные породы залегают близко к поверхности, развиты полугорные и горные реки
со значительными уклонами, порожистым руслом, как правило, V-образным поперечным
профилем и быстрым течением. Водосборы рек, особенно в пределах приморских
низменностей, заозеренны и заболочены. Заозеренность водосборов составляет 5-10% и
более. Преобладают термокарстовые озера, в долинах рек многочисленны старичные, а в
прибрежной полосе - остаточные озера. Озера, как правило, невелики по площади (от 0,20,3 до 2,0 км ) и мелководны (средние глубины - 0,5-3,0 м, максимальные - 4-5 м). Лишь на
приморских низменностях Печорской равнины площадь отдельных озер достигает 10 км2,
а максимальные глубины - 10-15 м. В районах сосредоточения озер реки образуют озерноречные системы. Заболоченность водосборов составляет около 5-6%. Наиболее
распространены верховые, а в долинах рек - низинные болота (Ресурсы..., 1972).
Для подводного рельефа характерна значительная расчлененность и неоднородность.
Максимальные глубины достигают отметок 280 м, а их наибольшие перепады местами
составляют 200 м. На гидро- и литодинамические условия шельфа наибольшее влияние
оказывают следующие орографические факторы: 1) наличие на крайнем северо-западе
акватории цепочки крутосклонных возвышенностей северо-восточной ориентировки (Северо-Канинское и Гусиное плато) с минимальными глубинами 50-70 м, отделяющих Цен-
трально-Баренцевскую впадину (глубины более 300 м) от более мелководной (глубины до
120 - 160 м) юго-восточной части акватории; 2) мелководность (глубины до 100 м) и
относительная выровненность шельфа Печороморской равнины; 3) высокая
расчлененность и контрастность подводного рельефа Привайгачского и
Приновоземельского районов, осложненных замкнутыми и полузамкнутыми
крутосклонными впадинами, крупнейшая из которых - Южно-Новоземельский желоб с
четкими склонами и абсолютными отметками днища до 200 м. Вдоль его западной
периферии выделяется цепочка пологосклонных возвышенностей с минимальными
глубинами от 120 до 50 м.
1.2. Климатические и гидрометеорологические условия
Регион полностью расположен в атлантической области субарктического климатического
пояса (Алисов, Полтараус, 1974). Специфика его климатических условий определяется
положением в высоких широтах, поступлением с юго-запада теплых атлантических вод
Нордкапской ветви Северо-Атлантического течения и интенсивной фронтальной
деятельностью, в значительной мере связанной с особенностями циркуляции водных масс.
Высокоширотное положение региона определяет незначительные величины поступления
суммарной солнечной радиации и ее высокую внутригодовую изменчивость, свя14
занную с явлениями полярного дня (май-июль) и полярной ночи (ноябрь-декабрь).
Значимые среднемесячные величины поступления суммарной солнечной радиации
отмечаются с марта по сентябрь, с максимумом в июне (12-14 ккал/см2), а положительные
значения радиационного баланса - с апреля (на севере региона - с мая) по сентябрь.
Поступление с юго-запада теплых атлантических вод существенно изменяет зональное
распределение радиационного баланса, оказывает, особенно в зимний период,
значительное отепляющее воздействие, обусловливает нарастание континентальности и
суровости климата с северо-запада на юго-восток.
Специфика атмосферной циркуляции определяется взаимодействием Исландского
барического минимума, полярной области высокого давления и Сибирского антициклона
и их сезонной изменчивостью. Баренцево море в течение всего года находится под
влиянием воздушных масс арктического и атлантического происхождения, поэтому в
регионе, особенно в зимний период, интенсивна фронтальная деятельность, более
активная в зимний период. К холодному времени года приурочена и максимальная
повторяемость циклонов. Зимой над юго-восточной частью региона может формироваться
холодный континентальный полярный воздух.
Режим гидрометеорологических элементов охарактеризован в многочисленных
справочных изданиях и атласах (Агроклиматический..., 1972, Атлас..., 1965, Атлас..., 1980,
Атлас опасных..., 1980, Атлас...,1985, Атлас..., 1997, Ветер..., 1974,
Гидрометеорологические..., 1984, Гидрометеорологические..., 1985, Гидрометеорология...,
1990, Ресурсы..., 1965, Ресурсы..., 1972, Ресурсы..., 1974, Ресурсы..., 1979, Режимные...,
1965) и публикациях (Архипов, Попов, 1996, Булушев, Сидорова, 1994, Естафьев, 1971,
Зубакин, 1987, Максимов, 1937, Михайлов, 1997, Печорское..., 2003, Полонский, 1984,
Романкевич, Ветров, 2001, Танцюра, 1973, Филенко, 1974, Щербинин, 2001, 2003 и другие
работы). Наиболее важные сведения о режимных характеристиках, использованные в
работе, вынесены в приложения (см. приложение 2, рисунки 13 - 18, таблицы - 17 - 20).
Ниже даны лишь основные выводы, сделанные на базе анализа этих данных.
Суммарное воздействие климатообразующих факторов определяет сроки климатических
сезонов: зима - ноябрь-апрель, весна - май-июнь, лето - июль-август, осень - сентябрьоктябрь, внутригодовое распределение гидрометеорологических элементов, сезонную
изменчивость термохалинной структуры и динамики водных масс (табл. 1). Характерны
относительно теплая зима (среднемесячная температура воздуха в январе понижается с
северо-запада на юго-восток от -4° до -20°) и прохладное лето (температуры июля -6° 12°), высокая в течение всего года влажность воздуха (80-85% зимой и 75-90% летом)
Таблица 1
Соотношения климатических и гидрологических сезонов по данным различных авторов
Сезоны Зима Весна Лето Осень
Климатические (по характеру атмосферной циркуляции и распределению
метеоэлементов) (по: Гидрометеорология..., 1990) сроки XI-IV V-VI VII-VIII IX-X
характеристика устойчивая барическая ложбина Исландского минимума над Баренцевым
морем, область высокого давления над Арктикой, формирование Сибирского
антициклона, активная фронтальная деятельность сокращение барической ложбины,
смещение Полярного барического максимума к полюсу, разрушение Сибирского
антициклона, уменьшение фронтальной деятельности формирование над Баренцевым
морем устойчивого антициклона, минимальная интенсивность фронтальной деятельности
формирование барической ложбины Исландского минимума, увеличение фронтальной
активности
Гидрологические:
на акватории (по характеру циркуляции водных масс) (по: Танцюра, 1973 с упрощениями)
s и о о XII-IV V-VI VII-IX X-XI
характеристика увеличение ледовитости акватории, становление припая, интенсивная
циркуляция водных масс и их конвективное перемешивание, относительное уменьшение
интенсивности постоянных течений уменьшение ледовитости, разрушение припая, начало
формирования сезонного термоклина, уменьшение скорости постоянных течений до
годового минимума, активизация стоковых течений окончательное разрушение припая и
ледового покрова, максимальная стратификация и минимальная циркуляция вод, слабая
выраженность стрежней основных течений, развитие придонных (компенсационных) и
стоковых течений начало ледообразования, интенсивная циркуляция и конвекция,
максимальные скорости течений, выравнивание термохалинных характеристик и
скоростей течений от поверхности до глубины 200 м
на реках (по: распределению стока, уровней воды и ледовых явлений) (Ресурсы..., 1972) о
s а и о XII-IV V-VII VIII-XI
характеристика зимняя межень от даты появления устойчивых ледовых явлений или от
конца дождевого паводка до начала весеннего половодья весеннее половодье летняя
межень (включая периоды паводков) до даты появления устойчивых ледовых явлений или
конца дождевого паводка
16
и облачность (зимой - около 8 баллов, летом - до 9 баллов). Осадки часты в течение всего
года с максимумом повторяемости в осенне-зимний период (30-35% - в октябре, 25-40% -в
январе), их интенсивность невелика. Максимальное количество осадков выпадает на
акватории в осенне-зимний период, преимущественно в сентябре-октябре, а на
прилегающей суше - в июле-августе (см. приложение 2, рис. 13). Жидких осадков за год
выпадает 50-60%, твердых - 25-30%, смешанных (мокрый снег, снег с дождем) - 10-15%.
Максимальная высота снежного покрова на водоразделах - 30-40 см.
Основная часть годового стока рек и поступления аллювиальной взвеси приходится на
период весеннего половодья, остальная - почти полностью на летне-осенний период, в эти
же периоды увеличивается эрозионная способность рек (см. приложение 2, рис. 13, рис.
14, табл. 17, табл. 18). Значительные, особенно в осенне-зимний период, скорости ветра
определяют высокую интенсивность волновых и эоловых процессов. Зимой преобладают
юго-западные и южные ветры, которые являются и наиболее сильными (8-10 м/с); весной
характерны ветры переменных направлений с преобладанием северо-западных и
северных, средняя скорость по всем направлениям - 6-7 м/с; летом преобладают ветры
северной половины горизонта, средняя скорость по всем направлениям - около 6 м/с; в
начале осени ветровой режим неустойчив, к октябрю преобладающими и наиболее
сильными (7-8 м/с) становятся ветры «зимних» направлений (см. приложение 2, рис. 15).
Основные черты сезонной изменчивости термохалинной структуры и циркуляции на
акватории определяют осенне-зимняя конвекция и образование в летний период сезонного
термоклина, который наблюдается с июня по ноябрь. Наиболее отчетливо термическая
стратификация водных масс (см. приложение 2, рис. 16) выражена в августе-сентябре.
Глубина залегания термоклина (30 м на северо-западе акватории, 20 м - в центральной
части и 10 м на юго-востоке) определяется интенсивностью волнового перемешивания и
наличием в юго-восточной части акватории скачка плотности, возникающего за счет
растекания в поверхностном слое речных вод, в первую очередь, вод р. Печора. Заметные
сезонные изменения гидрологических и гидрохимических характеристик происходят, в
основном, в верхнем квазиоднородном горизонте и слое термоклина. На больших
глубинах сезонные изменения температуры и солености связаны, в основном, с
сезонными колебаниями интенсивности притока атлантических вод.
Существенное воздействие на морфолитодинамическую обстановку в береговой зоне
оказывают на юго-западе региона приливно-отливные, а на юго-востоке - сгоннонагонные колебания уровня моря. Амплитуды максимальных суммарных колебаний
уровня на западе акватории - более 4 м, а на востоке - около 2 м. Интенсивность
суммарных
17
поверхностных и придонных течений обеспечивает на большей части акватории высокую
активность морфолитодинамических процессов и возможность переноса алевропелитового материала, а на мелководье и в ряде проливов - песков и более крупных
фракций (см. приложение 2, рис. 17, табл. 19). На открытой акватории за длительный
период времени результирующий перенос водных масс и, весьма вероятно, льдов
происходит по направлениям основных струй постоянных течений. Траектории переноса
за периоды синоптического масштаба определяются конкретными
гидрометеорологическими ситуациями, в первую очередь, действующими ветрами.
Пространственное и временное распределение и морфометрия ледового покрова
определяют его существенное участие в морфолитодинамических процессах (см.
приложение 2, рис. 18, табл. 20).
Специфической чертой климата является его высокая изменчивость, определяющая
разномасштабную ритмичность гидрометеорологических условий (табл. 2, табл. 3) и, тем
самым, интенсивность и режим морфолитодинамических процессов на суше и акватории.
В настоящее время в результате изменения климата гидрологические и ледовые
характеристики в Арктике претерпевают заметные изменения и начинают приближаться к
обста-новкам наиболее теплого в голоцене периода - атлантического оптимума. Если
потепление будет продолжаться, это неизбежно приведет к уменьшению ледовитости,
активизации гидродинамических и морфолитодинамических процессов, в том числе
увеличению интенсивности волнового воздействия на берега и дно (Печорское, 2003).
Однако однозначного мнения об устойчивости тенденций изменения климата в Арктике
нет.
1.3. Ландшафтные условия
В результате сочетания климатических и орографических условий на суше
сформировались преимущественно арктические (на островах Южный и Вайгач) и
субарктические (на остальной территории) тундровые ландшафты (рис. 1), развивающиеся
в условиях повсеместного распространения многолетнемерзлых пород различной
сплошности.
Отличительной особенностью арктических тундр является наличие оголенных грунтов,
которые занимают около 50 % площади. В составе растительности преобладают мхи и
лишайники, присутствуют низкорослые кустарнички, очень слабо развит травяной ярус.
Моховая дернина с отдельными злаковыми и цветковыми растениями располагается по
морозобойным трещинам вокруг пятен голого грунта. Корневая система растений
практически не закрепляет поверхности почвы, а максимальная фитомасса составляет 0,5
тыс. т/км2 (Атлас..., 1974). Здесь формируются арктические тундровые почвы с
преимущественно маломощным (2-3 см) гумусовым горизонтом.
18
Таблица 2
Соотношения экстремальных, средних и/или минимальных значений
основных гидрометеорологических параметров (по: Ресурсы..., 1972,
Гидрометеорология..., 1990 и другим работам)
Параметр Соотношение значений
Речной сток среднегодовой, измеренный максимальный / средний 2,5-3,0
средний весеннего половодья, измеренный максимальный / средний 2,5-6,0
минимальный летне-осенний, измеренный максимальный / средний 3,0-18,0
минимальный зимний, измеренный максимальный / минимальный 2,0-8,0
Уровень воды в реках в половодье на средних реках, измеренный максимальный / средний
2,0-4,0
Ветер средняя месячная скорость, измеренная осенне-зимний период / весенне-летний
период 1,3-1,7
сезонная повторяемость скорости ветра более 15 м/с (межгодовые колебания),
наблюденная максимальная / минимальная 1,5-2,0
Волнение высота волны (по сезонам), расчетная при волнении 0,1% обеспеченности / при
волнении 50% обеспеченности 3,5-5,5
при волнении, возможном 1 раз в 100 лет / при волнении 50% обеспеченности 3,5-8,0
Течения, скорость суммарные на поверхностном горизонте максимальная измеренная /
средняя измеренная 5,0-9,0
максимальная расчетная / средняя измеренная 5,0-20,0
суммарные на придонном горизонте максимальная измеренная / средняя измеренная 2,55,0
прилив но -отливные максимальная измеренная / средняя измеренная 1,5-2,5
Уровень моря величина колебания уровня максимальная наблюденная / средняя
сизигийная 2,2-4,7
Ледовый покров продолжительность ледового периода (дни), наблюденная максимальная
/ средняя 1,2-1,7
скорость дрейфа льда, измеренная максимальная / средняя 7,0
мощность ровного припая, наблюденная максимальная / средняя 1,2-2,6
19
Таблица 3 Тенденции сезонной изменчивости основных гидрометеорологических
параметров
Параметр Сезоны
Зима Весна Лето Осень
XI-IV V-VI VII-VIII IX-X
Речной сток (воды и взвеси) годовой минимум годовой максимум средний средний
Ветер годовой максимум минимум годовой минимум максимум
Волнение годовой максимум, максимум минимум годовой минимум максимум, годовой
максимум
Уровень моря
средний максимальный (XI), средний (ХП-Ш), минимальный (IV) минимальный (V),
средний (VI) средний средний (IX), максимальный (X)
величина приливов минимальная средняя максимальная средняя
повторяемость нагонов максимальная (XI-III), средняя (IV) средняя минимальная
максимальная
повторяемость сгонов минимальная (XII) средняя (I-II) максимальная (III-IV)
максимальная (V), средняя (VI) средняя минимальная
Течения (скорость)
приливно-отливные минимум (декабрь) средняя максимум (август) средняя
постоянные (плотностные) годовой максимум (ноябрь) годовой минимум минимум
максимум
постоянные (стоковые) годовой минимум годовой максимум средняя средняя
суммарные годовой максимум (ноябрь) минимум годовой минимум максимум
Ледовый покров
Припай становление (XI-II), максимум (III-IV) разрушение - начало становления (X)
Дрейфующий лед ледообразование и смещение кромки на северо-запад (XI-III), максимум
(III-IV) разрушение разрушение (VII) ледообразование (X)
yUJUBHl.lL ШЛНЛ'ШНИЯ
to
о
Рис. 1. Ландшафтное районирование побережья юго-восточной части Баренцева моря (по:
Ландшафтная..., 1989, Атлас..., 1979) Условные обозначения: типы ландшафтов:
равнинные (А - низменные, Б - возвышенные): арктические: 1 - арктотундровые;
субарктические: 2 - тундровые типичные (травяно-моховые), переходные к арктической
тундре, 3 - тундровые типичные (травяно-моховые), 4 - тундровые кустарниковые
северные (мелкоерниковые), 5 - тундровые кустарниковые южные (крупноерниковые), б лесотундровые; бореальные: 7 -северотаежные; гидроморфные комплексы: 8 - речные
поймы и дельты; границы: ландшафтных: 9 - зон, 10 - подзон; 11 - ландшафтов; 12 водосборов малых и средних рек бассейна юго-восточной части Баренцева моря, 13 района работ; 14 - береговая линия
Список литературы