В поисках ледяного дома: ледовая разведка

В 1970—1980-х годах, говорят, трава была зеленéе, небо — синéе, но вот что известно совершенно точно — лед в Арктике был значительно толще и особых проблем с поиском подходящей льдины не существовало. Поиском занималась авиационная разведка — самолеты, вылетавшие из Певека, весной и летом бороздили воздушное пространство к северу от острова Врангеля в поисках многолетних ледяных полей. За этими полями наблюдали, а осенью на них с помощью ледоколов высаживали дрейфующую станцию. «Скорость генерального дрейфа тогда была значительно медленнее, около 2−2,5 км в сутки, и льдина проходила трансатлантический путь к Гренландскому морю примерно за три года. На станции только ежегодно меняли персонал и забрасывали продукты и топливо, — вспоминает Владимир Бессонов. — Сейчас ледяные поля проходят трансатлантический дрейф за год — средняя скорость генерального дрейфа составляет 5−6 км в сутки и даже выше. 15 лет назад мы даже не предполагали, что однолетние льды могут дойти до приполюсного района, а сейчас из-за увеличившейся скорости дрейфа лед просто не успевает нарастать — так что можно облететь половину Арктики и не найти подходящей льдины».

«Зато сейчас появилась возможность изучать льды не только визуально, но и с помощью радиолокации, — продолжает Владимир.- Например, европейский спутник ENVISAT имеет очень большое покрытие, и в течение трех дней можно осмотреть весь Арктический бассейн. Его снимки в радиолокационном диапазоне имеют разрешение до 150 м, и это очень мощный инструмент. По радиолокационным изображениям можно установить примерную толщину льда — однолетний лед на снимках выглядит более темным, чем многолетний. Большое достоинство радиолокационного диапазона — то, что он позволяет ‘видеть' сквозь облака и туман, независимо от погодных условий или от освещения. А вот летом, когда начинается таяние льда и на его поверхности появляется много воды, которая поглощает радиоволны, толщину льда по снимкам определить уже невозможно. В этих случаях мы используем другие диапазоны — видимый и инфракрасный (ИК), такие снимки передают американские спутники TERRA и AQUA. Более толстые многолетние льды на ИК-снимках выглядят более светлыми, чем однолетние. К сожалению, видимый и ИК-диапазоны бесполезны при неблагоприятных погодных условиях, что в Арктике совсем не редкость».

Хотя спутники сильно облегчают задачу обнаружения льдины, не стоит думать, что это простое дело. Как вспоминает Владимир Бессонов, схему ее обнаружения пришлось создавать буквально с нуля: «Методику использования снимков льда в различных диапазонах при поиске многолетних полей удалось разработать в ААНИИ только несколько лет назад, для их визуализации и привязки с высокой точностью (до разрешения) нужно специальное программное обеспечение. А без точной привязки к местности, например, они практически бесполезны — достаточно небольшой ошибки, чтобы просто не найти льдины со снимка в бескрайнем Северном Ледовитом океане. Кроме того, еще несколько лет назад были и чисто технические проблемы с пропускной способностью каналов — ведь один спутниковый снимок с разрешением в 250 м имеет объем около 200 Мб. А таких снимков для успешного поиска нужно много».

Льдину начинают искать в марте — за полгода до высадки станции, которая происходит осенью (август- сентябрь). На первом этапе ученые изучают спутниковые снимки и пытаются найти в Арктике районы, где наблюдаются многолетние льды, — таких районов, как уже было сказано, в последнее время становится все меньше. Нужны именно многолетние льды — их толщина превышает определенный порог, необходимый для безопасности людей при длительном пребывании на льдине, и они способны пережить лето — толщина такой льдины в конце летнего сезона должна составлять не менее 2 м. «Были случаи высадки станций и на более тонком льду — СП-34 отзимовала на однолетнем льду толщиной всего около 1,5 м, но это было очень некомфортно: все время шли трещины, приходилось перетаскивать оборудование и домики, — говорит Владимир. — Хотя, вообще говоря, толщина льда сама по себе ничего не гарантирует — например, льдина, на которой был расположен лагерь дрейфующей станции СП-26 в 1984 году, достигала 4 м, но она все равно раскололась на несколько частей. Настоящая безопасность начинается с толщины 7−8 м, но такие льдины попадаются редко — это многолетний припай из канадского сектора Арктики».

Толщина льда определенным образом свидетельствует о его прочности, но не является гарантией. Чтобы в большей степени оценить «живучесть» льдины, нужно в буквальном смысле собрать на нее досье. «Если по спутниковым снимкам проследить путь дрейфа таких ледяных полей, можно установить район их происхождения, — объясняет "TechInsider" Владимир Бессонов. — Если льдина вышла из канадского сектора Арктики, то это означает, что она многолетняя — однолетнего льда там практически нет. Это своеобразная гарантия качества».

Подбирать льдины с помощью спутниковой информации начали в ААНИИ с 2004 года. «Однако начало было не слишком успешным, поскольку меня ограничивали строго определенным районом для поиска — от 81 до 85-го градуса северной широты и от 150 до 175-го градуса восточной долготы, — продолжает Владимир.- Тогда мы еще не знали, что в этом районе в настоящее время встречается практически только однолетний лед, а многолетний попадает в антициклональный дрейф и снова уходит в канадский сектор. Поэтому СП-34 и пришлось высаживать на однолетнюю льдину. А в 2007 году мы нашли многолетнее поле, но оно было далеко на юге, на 77-м градусе, и за лето попросту вытаяло: с воздуха было видно, что оно представляет собой соты с протаявшими сквозными снежницами. Лето 2007 года было аномально теплым (одна из гидрологических станций показала температуру +7°С на глубине 50 м), так что в восточном секторе Арктики весь лед был таким. В итоге было принято решение высадить станцию СП-35 на мысе Баранова как островную, но по пути туда встретили подходящую льдину.

А вот льдины для СП-36 в 2008 году и СП-37 в 2009 году — первые, которые удалось подобрать по спутниковой информации практически идеально. К этому времени мы научились использовать спутниковые снимки, снятые в различных диапазонах, и точно определять возрастные характеристики и структуру ледяных полей. По снимкам я отследил их происхождение — канадский паковый лед с начальной толщиной в 4−5 м (за лето она уменьшилась до 2,5−3 м). Отслеживали сразу несколько полей, выбирали наиболее подходящее уже на месте — но практически вертолет поднимали, только чтобы осмотреть уже подобранную заранее льдину. Опыт зимовки СП-36 показал, что льдина оказалась очень удачной, — трещины были, но прошли они в стороне от лагеря».

Оптимальная форма ледяного поля для дрейфующей станции — близкая к кругу, такая льдина уже «обколота». Крайне желательно наличие гряды (или гряд) торосов — они выполняют роль «ребер жесткости» и защитного барьера, предотвращающего распространение трещин. По толщине лед неравномерен, и лагерь станции желательно располагать там, где он толще, — на возвышенностях или холмах.

«Для СП-37 мы подобрали хорошую льдину, округлой формы, что уменьшает вероятность ее разрушения, — размером около 12 км при толщине льда более 3 м. На комбинированном снимке американского спутника LANDSAT с разрешением 30 м хорошо видны детали строения льдины — места, где толщина льда максимальна, окрашены в темно-синий цвет, а толстые белые линии, отчеркивающие ее северо-восточную и юго-западную части, — это гряды торосов. Лагерь дрейфующей станции СП-37 будет расположен не в центре льдины, а чуть сместится к юго-востоку, где лед толще, — говорит Владимир Бессонов. — Но все-таки настоящая мечта полярника — это зимовка на одном из дрейфующих ледяных островов. Я сам зимовал на таком в 1981 году на СП-22 и помню эту спокойную зимовку — практически как на земле, поскольку средняя толщина льда там была 27 м. Сейчас мы в ААНИИ сотрудничаем с Европейским космическим агентством и имеем доступ к оперативной информации со спутника ENVISAT с полным разрешением 150 м для поиска ледяных островов. Причем просто по спутниковым изображениям отличить толстый многолетний лед от ледяного острова невозможно, нужно отслеживать ледяной остров от момента образования. Для этого необходима база снимков за несколько лет, а пока мы ее только-только начали создавать. Высаживать станции на таких островах- это актуальная задача, и я очень надеюсь, что в ближайшие несколько лет мы ее осуществим».