Географический факультет МГУ
   сегодня 23 октября / пятница / неделя нижняя
Выберите кафедру  
 

Динамика термоабразионных берегов Карского моря в XXI веке

Ключевые слова:
динамика берегов, арктика, термоабразия, криолитозона, засоленые породы, термоденудация, дисперсные грунты

Освоение арктического региона - стратегическая задача России в ближайшем будущем, поскольку в прибрежно-шельфовой зоне пролегают ключевые транспортные артерии; кроме того, в ней сконцентрировано значительное количество еще не использованных энергетических ресурсов. Для успешного освоения арктических берегов важно иметь представление о реальных природных условиях этого региона; для построения достоверных прогнозов необходимо понимание основных механизмов трансформации природной среды под воздействием разных факторов. Разрушение берегов арктических морей - наиболее опасный природный процесс, который необходимо учитывать при освоении арктических регионов. Берега разрушаются под воздействием термоабразии (процесс разрушения берега и подводного берегового склона, сложенных многолетнемерзлыми породами или льдом, под совместным механическим и тепловым воздействием моря) и термоденудации (процесс оттаивания мерзлых грунтов в результате передачи тепла из атмосферы и последующего гравитационного сноса продуктов оттаивания). Численное моделирование позволяет прогнозировать скорости и характер разрушения берегов в результате термоабразии и термоденудаци. Однако проведение такого моделирования осложняется отсутствием четкого понимания механизмов процесса, в рамках которого происходит взаимодействие сразу нескольких сред: мерзлый грунт – воздух – морская вода. Береговая зона арктических морей очень динамична: береговые уступы сложены многолетнемерзлыми льдистыми дисперсными породы, чутко реагирующими на внешние температурные изменения и теряющими свои прочностные свойства при переходе из мерзлого состояния в талое. Потепление климата, наблюдаемое с конца XX века, проявляется через повышение температуры воздуха и морской воды, сокращение продолжительности холодного периода, увеличение интенсивности и частоты штормов и усиление волновых нагрузок на берег. Как следствие, увеличиваются темпы разрушения берегов. В условиях изменения климата присутствие в разрезах ледяных тел активизирует развитие целого ряда криогенных процессов и явлений, способствующих более активному отступанию берегового уступа. К настоящему моменту было создано значительное количество моделей, прогнозирующих динамику берегов. Тем не менее, эти модели, как правило, являются региональными и ориентированы на моделирование береговой линии конкретного берегового сегмента, характеризующегося специфическими особенностями морфологии, гидродинамическим режимом и составом пород. Модели, разработанные для берегов Северной Америки и Восточного сектора российской Арктики, малоприменимы для берегов Западного сектора, характеризующегося иным гидродинамическим режимом моря, отличными морфологическими особенностями и криолитологическим строением берегов. Для берегов Карского моря характерно широкое распространение засоленных мерзлых отложений, состояние которых зависит от температуры и может легко измениться при незначительном ее повышении. В рамках настоящего Проекта предлагается провести численное моделирование разрушения берегов на ключевых участках побережья Карского моря. На первом этапе на всех участках будет рассчитан вклад термического фактора (количество оттаявшего материала). Термоденудация подготавливает и перемещает грунт вниз по склону, где он впоследствии размывается волнами. На втором этапе будет рассчитана скорость удаления оттаявшего материала на основе анализа гидрометеорологических факторов динамики берегов (расчетов ветро-волновой энергии). Вынос оттаивающего материала с пляжа будет регулироваться ветро-волновой энергией во второй половине лета, поскольку ранее снежники «бронируют» высокие морские берега. В результате моделирования будут выяснены закономерности развития термоденудации в пространстве и времени. Комплексное влияние различных факторов на скорость и характер термоабразии и термоденудации будет впервые количественно оценено для берегов Карского моря. Это исследование позволит выявить связь между скоростями отступания берегов и свойствами многолетнемерзлых пород, а также построить корреляционные зависимости гидрометеорологических условий и скоростей разрушения. Полученные данные позволят спрогнозировать темпы разрушения берегов, сложенных различными породами при различных сценариях изменения климата в будущем. Будут рассмотрены три сценария изменения климата: консервативный (температурные характеристики воздуха и ледовая обстановка принимается равной средним значениям для всего периода наблюдений с конца 1970-х годов (время запуска первых спутников) по настоящее время); экстремальное потепление (будут учитываться максимальные температуры воздуха и минимальные концентрации ледового покрова на море); дальнейшее похолодание (будут рассматриваться наименьшие температуры воздуха периода 1960-х -1990-х годов и периоды экстремально высокой ледовитости).

Версия для печати

Полезные ресурсыФотогалереяСотрудникам

Публикации

Circulation processes in the atmosphere and glacier dynamics
Fedorov V.M.
2014. Подробнее Все