Карельские специалисты учатся предсказывать «поведение» льда

Специалисты Карельского научного центра РАН разработали численную модель, помогающую прогнозировать время образования и разрушения льда. Такая информация важна для судоходства, предотвращения загрязнения и более эффективного использования водных ресурсов.

Цель проекта — оценить, как изменяются свойства морского льда в зависимости от внешних условий среды при помощи новой численной модели вод, льда и экосистем Белого моря.

Как рассказали Fishnews в пресс-службе КарНЦ РАН, в последние десятилетия на Белом море лед образуется на неделю позже, а весной начинает разрушаться на неделю раньше. Такие выводы ученые сделали при сравнении современных спутниковых снимков с данными 1960-1970 гг. Зимний режим в этой акватории изучен недостаточно, а его понимание важно для эффективного использования водных ресурсов, обращают внимание эксперты.

Разработанная модель воспроизводит физические и биохимические процессы во льду, учитывает их многолетнюю динамику и помогает прогнозировать время образования и разрушения ледового покрытия.

Основным исполнителем работы стал старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН Илья Чернов. Он модифицировал известную физическую модель термодинамики Арктики FEMAO и адаптировал ее под условия Белого моря.

Для настройки модели использовался широкий спектр данных: содержание биогенных и загрязняющих веществ, одноклеточных водорослей и других организмов во льду. Собрать их карельским ученым помогли сотрудники Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургского филиала Института океанологии РАН. Образцы льда и воды получили в ходе экспедиций на Беломорской биологической станции ЗИН РАН на мысе Картеш в Кандалакшском заливе. Также в устье реки Кемь были собраны пробы трех типов льда (речного, морского и из переходной зоны), отличающихся по физическим и химическим свойствам.

«Большая часть осадков твердых веществ в речном потоке оседают на границе реки и моря, часть из них уносится дальше, в том числе и загрязнители: тяжелые металлы и нефтепродукты. Модель позволяет отследить, как эти вещества переносятся с приливо-отливными течениями. Примерно также ведет себя и лед. Он состоит из льдин, которые переносятся течениями. С помощью модели можно оценить так называемый ледовый разнос», — рассказал руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории географии и гидрологии Института водных проблем Севера КарНЦ РАН Алексей Толстиков.

Сравнение результатов моделирования со спутниковых данных и прямых измерений показало, что модель достаточно точно воспроизводит время образования льда и его разрушения, сплоченность ледяного покрова Белого моря.

Еще один рабочий инструмент — одномерная модель столба воды, подходящая для акваторий без сильных течений. Эту разработку можно использовать не только для Белого моря, но и других водоемов, в том числе пресноводных, отмечают в КарНЦ РАН.

Если настроить параметры, то получится рассчитать биогеохимические процессы для конкретного района водного объекта. Таким образом, модель можно использовать для практических и прогностических задач, например, поиска участка акватории для марикультуры, обратил внимание Алексей Толстиков.

Проект поддержан грантом Российского научного фонда и Фондом венчурных инвестиций Республики Карелия.

Больше новостей читайте в телеграм-канале Fishnews.

Fishnews