"Под нами был океан, над нами – атмосфера..."

Рассказывает Кирилл Фильчук


Кирилл Фильчук,

Неоднократно участвовал в научных экспедициях на «Барнео»,

заместитель начальника базы «СП-2015» по науке,

старший научный сотрудник,

кандидат физико-математических наук.

 

Четыре месяца мы находились на дрейфующем льду, под нами был океан, над нами – атмосфера – это и были объекты наших исследований. Метеорология, аэрология, ледоисследования, океанография, гидрохимия, биология, зоология, магнитология – по всем этим направлениям работы были проведены в полном объёме.

 

Попробую кратко рассказать о работе основных направлений.

 

Метеорология. Метеорологи у нас работали круглосуточно. Каждые три часа (стандартный метеосрок) снимали наблюдения, каждые шесть часов передавали информацию во Всемирный центр сбора данных. Регистрация метеопараметров велась непрерывно и эти накопленные данные теперь будут обработаны и пополнят архивы метеорологической информации.

 

Аэрология. Специалист выполнял запуск аэрологического зонда раз в сутки, каждый день без перерыва, без пропусков. Было сделано около сотни выпусков. Метеорологическая и аэрологическая информация, после поступления во Всемирный центр сбора данных, оперативно используется для корректировки метеопрогнозов, то есть наша информация со льдины сразу уходила во внешний мир и активно использовалась.

 

Океанология. По этому направлению был выполнен значительный объём работ – около сотни зондирований в толще океана. На глубине до 1750 метров зонд фиксировал термохалинные характеристики[1], мутность, прозрачность, содержание кислорода. Станции выполнялись ежедневно, с интервалом в 24 часа. Кроме этого устанавливались приборы, которые в автономном режиме фиксировали скорость смещения в подлёдном слое, температуру, солёность на нескольких горизонтах.

 

Ледоисследования. Для работы специалисты разбили целый ледовый полигон, примерно 50 точек, в которых ежедекадно высверливали отверстия и измеряли толщину льда и снега, глубину снежниц – таким образом отслеживали динамику изменения характеристик ледового покрова. Кроме того, ледоисследователи занимались отбором керна, химическим анализом льда на разных горизонтах, исследовали его физико-механические свойства, способность льда держать нагрузку. Также исследователи устанавливали сети сейсморегистраторов для фиксации толчков, торошения.

 

На станции работал гидробиолог, отбирал пробы зоо- и фитопланктона, фильтровал их. Результаты фильтрации были законсервированы для дальнейшего исследования в Москве.

 

У нас была установлена магнитометрическая станция. Приполюсный район интересен тем, что неподалёку находится Северный магнитный полюс. Он не стационарен, постоянно дрейфует и любая информация о состоянии магнитного поля в этом районе ценна для геофизиков – у них есть свои модели, позволяющие оценить состояние магнитной оболочки Земли, как сейчас распределяются силовые линии над поверхностью.

 

Зоология. Вначале у зоолога было немного работы – живности в районе полюса немного . Ближе к завершению дрейфа работы прибавилось, потому что стали появляться представители различных биологических видов: медведи, нарвалы, тюлени, морские птицы. Ему удалось даже зафиксировать довольно редкий вид кита, занесённого в Красную книгу, ранее в таких северных широтах он не встречался.

 

Мы, учёные, уверены, что работы в Арктике необходимо продолжать. Вот нас пугают глобальным потеплением, или нам говорят, что через 10 лет в Арктике не будет льда… Откуда берутся эти прогнозы? Это ведь не шаманство, это глобальная климатическая модель, и в неё занесён исторический ряд. Эта модель считает и говорит: давайте посмотрим, что будет через 10 лет. И – раз! – она выдаёт результат: будет потепление. Вопрос в том, насколько ему можно доверять, ведь такая модель не одна. Другая модель считает и говорит, что через 10 лет будет лёд, может, не такой, как сейчас, поменьше, но будет. А третья говорит, что вообще похолодание нас ждёт, надо утепляться, Арктика замёрзнет на три метра. Какая из моделей даёт более точный прогноз? Как проверить?

 

Есть только один способ – так называемая верификация[2]. Мы должны взять ряд измерений, например, с 1900-го года, предложить этой модели, посчитать на сегодняшний день и посмотреть – результат совпадает с тем, что мы сейчас наблюдаем, или нет.

 

Этим мы и занимаемся – берём такую модель, считаем для данного района. Модель говорит, что у вас там лёд должен быть три метра, а мы видим, что у нас полтора. Значит, это не очень хорошая модель, значит, надо проверить другую. Модель – это гибкий инструмент, который можно настроить, несмотря на то, что в основе любой модели лежат фундаментальные физические законы: уравнения движения, состояния, неразрывности и прочее. Но там есть нюансы, явления, которые нельзя аналитически учесть. Нужны данные. Сейчас настолько развиты информационно-вычислительные средства, что любой студент может скачать в глобальной сети модель и начать считать. А вот добыть данные, с помощью которых можно проверить выбранную модель – это задача других масштабов.

 

Сколько ещё платформ в Арктике работало во время нашего дрейфа? Я знаю только две: норвежцы на судне на воздушной подушке и их же вмороженное в лёд судно Лансе. И всё! И огромное белое пятно!

 

Такие экспериментальные исследования на дрейфующей станции позволяют настраивать модель под арктический регион, настраивать параметры, которые внутри модели позволяют получать более качественную выходную продукцию, более надёжную, которой больше доверия. Данные станции позволяют идентифицировать по конкретной льдине, по конкретному региону, как считают разные модели, посмотреть, насколько они соответствуют реальности, которую наши учёные зафиксировали на дрейфующей станции.

 

Чем гуще зона покрытия измерениями, тем точнее это будет работать. Арктический регион – набор белых пятен, там работы очень много. Все сотрудники, которые были в этом году на дрейфующей станции, обязательно бы вернулись на льдину и продолжили свои наблюдения. Но это уже вопросы к правительству.

 

Несмотря на то, что станция прошла довольно большое расстояние (420 км по прямой), всё-таки это достаточно локальная область в масштабах арктического океана. Мы  всего лишь фрагмент довольно большой мозаики. С одной стороны, мы не самодостаточны, а с другой – если этот фрагмент выкинуть, то картина будет неполной. Ведь чем больше покрытие арктической области собирающими данные платформами, тем лучше для всех областей науки, которые занимаются этим регионом.

 

 



[1] Температура и солёность водной массы

[2] В науке верификацией называют способ подтверждения гипотезы исследования с помощью специальных методов. Верификация является одним из самых важных критериев научности знания.

Текст: Кирилл Фильчук
Добавлено 29 апреля 2016
Share