Из истории дрейфующих научных станций «CП»

21 мая 1937 года начала свою работу первая советская научно-исследовательская станция на дрейфующих льдах центральной части Северного Ледовитого океана – станция «Северной полюс-1». Дрейф советской станции положил начало планомерному и регулярному изучению наиболее труднодоступной части северной полярной области Земли.


1930-е

Во второй половине 30-х годов, после того как ледокольный пароход «Александр Сибиряков» успешно завершил плавание по Северному морскому пути (СМП) за одну навигацию, правительство Советского Союза приняло решение об освоении этой ледовой трассы, связывающей северные и восточные малообжитые пространства страны с экономически более развитыми западными районами.


Этот путь проходил по суровым арктическим ледовитым морям; о природных процессах, происходящих там, практически ничего не было известно.


Дрейфующие ледяные массивы – отроги центрального арктического щита –представляли собой труднопреодолимое препятствие и требовали всестороннего исследования. Необходимо было также понять основные закономерности движения льдов, режима ветров и морских течений Арктического бассейна* – ведь моря Сибирского шельфа, по которым проходит Северный морской путь, по существу являются заливами Северного Ледовитого океана (СЛО), влияние которого сказывается на гидрометеорологическом режиме этих морей. Было очевидно, что без изучения «ледовой шапки планеты», без организации систематических наблюдений за комплексом природных условий в высоких широтах Арктики невозможно успешное освоение северных территорий страны.


Интересы мореплавания и воздушного сообщения в Арктике требовали изучения таких геофизических явлений, как магнитное поле Земли, ионосфера, полярные сияния, и подобных.


А по существу, только редкая цепочка полярных станций на побережье и некоторых островах занималась исследованием СЛО. При этом собственно Арктический бассейн площадью 5–6 млн. кв. км оставался неизученным «белым пятном».


Опираясь на опыт дрейфа Фритьофа Нансена на легендарном судне «Фрам» и его идею о создании дрейфующей научной станции в районе Северного полюса, выдающиеся советские ученые Отто Юльевич Шмидт и Владимир Юльевич Визе разработали концепцию комплексного исследования Арктического бассейна Северного Ледовитого океана с помощью дрейфующих станций и авиации. Замысел организации таких работ существовал в Институте изучения Севера (теперь – Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) задолго до его воплощения. Еще в 1929 году Визе выступил в Академии наук на заседании комиссии по экспедиционным исследованиям с проектом организации научной станции на дрейфующих льдах в центре Арктики. В феврале 1936 года Правительство СССР приняло решение о подготовке экспедиции к Северному полюсу. А в 1937-м, после подготовки береговых баз, специальная экспедиция Главсевморпути под руководством Отто Шмидта приступила к организации первой в истории полярных исследований дрейфующей научно-исследовательской станции «Северный полюс».


21 мая 1937 года дрейфующая станция в составе Ивана Папанина (начальник станции), Эрнста Кренкеля (радист), Петра Ширшова (океанолог) и Евгения Фёдорова (геофизик) была доставлена тяжелым самолетом ТБ-3 на дрейфующий лед в районе Северного полюса. За девять месяцев работы станция прошла около 2600 км от Северного полюса в южную часть Гренландского моря. Зимовщиками был выполнен обширный комплекс метеорологических, гидрологических, гидробиологических, астрономических и геофизических исследований, которые совершенно поновому позволили взглянуть на природу Северного Ледовитого океана, на характер природных процессов в Центральной Арктике.


Экспедиция Главсевморпути, осуществившая доставку и высадку дрейфующей станции «Северный полюс» и выполнившая обширный комплекс научных наблюдений, получила название высокоширотной воздушной экспедиции «Север».


По результатам этих работ стало очевидным, что одной дрейфующей станции, ведущей наблюдения в ограниченном районе по пути вынужденного дрейфа, недостаточно – необходимо в короткий срок обследовать огромную территорию Центральной Арктики. Поэтому был разработан другой метод организации исследований: научные группы высаживались на лед на короткий период от нескольких часов до трех-пяти дней, выполняли научные наблюдения, затем самолетами перебрасывались в следующую точку. Это позволяло сравнительно быстро провести обследование океана на большой акватории.

1940-е

Весной 1941 года экспедицией на четырехмоторном самолете «СССР Н-169» с базы на острове Врангеля были совершены три полета в район Полюса относительной недоступности, где были проведены геофизические и океанологические работы. В каждом месте посадки самолет оставался несколько дней. В результате экспедиция получила научный материал в районе, который еще не посещался человеком, и доказала, что новый метод исследования Центральной Арктики практически осуществим.


Вторая мировая война надолго прервала успешно начатые работы. Возобновлены они были только в 1948 году: вновь были организованы высокоширотные воздушные экспедиции, каждая из которых включала несколько отрядов ученых и специалистов, которые работали на двух-трех самолетах.


На них исследователи доставлялись в заранее намеченные пункты и вели научные наблюдения. Таким образом, в 1948–1950 годах высокоширотными воздушными экспедициями были выполнены обширные исследования акватории Арктического бассейна и сделаны важнейшие географические открытия XX века: подводные трансокеанические хребты Ломоносова, Менделеева, Гаккеля, изучены основные черты подводной топографии СЛО.


Экспедиция «СП-10» (1961) впервые была высажена на лед с судна (атомного ледокола «Ленин»). Льдина с «СП-15» прошла непосредственно через Северный полюс (конец 1967).

1950–1980-е

К сожалению, высокоширотные воздушные экспедиции имели существенный недостаток – исследования в каждой точке носили кратковременный характер, выполнялись всегда лишь в течение непродолжительного периода – в апреле и мае (когда обстановка для взлета и посадки самолетов на лед самая благоприятная. – Прим. ред.). Необходимо было организовать полный годовой цикл наблюдений гидрометеорологического и ледового режима, сезонных и годовых изменений геофизических явлений. В то же время ощущалась острая нужда в регулярном получении с этой огромной акватории метеорологических сводок для прогнозов ледовых условий на трассе Северного морского пути. Для исполнения этих задач с апреля 1950 года до апреля 1991 года на дрейфующих льдах Центральной Арктики непрерывно работали две станции «СП» и ежегодно – одна высокоширотная воздушная экспедиция «Север».


На Большую землю регулярно передавались сведения о погоде, состоянии высоких слоев атмосферы, вод и льдов океана. Наблюдения проводились в различных частях Центральной Арктики. Иногда измерения выполнялись одновременно на трех станциях, дрейфовавших в разных районах Арктического бассейна. Координацию и основную часть обеспечения этих исследований осуществлял ААНИИ.


В 1970 году на льду работали четыре станции: «СП-16», «СП-18», «СП-19», «СП-20». «СП-22» существовала более девяти лет (3131 день), пройдя за это время 17 тыс. км.


1990-е

Работа научно-исследовательских дрейфующих станций успешно продолжалась до июля 1991 года, затем последняя станция «СП-31» была закрыта из-за разрушения базовой льдины, попавшей под влияние теплых тихоокеанских вод.


В то время никто не связывал этот случай с процессами потепления климата и изменениями в системе циркуляции вод и льдов в Арктическом бассейне. Эти климатические процессы совпали с разрушением советского государства и отсутствием финансовых средств на исследовательскую деятельность. Почти все отечественное научное присутствие в морской акватории высокоширотной Арктики было свернуто, плотность арктической сети полярных станций сократилась ниже минимально допустимой, а морские экспедиции в этот регион приняли эпизодический характер. Прекращение работ в Арктике привело к информационному голоду в области аэрометеорологии.


В то же время, помимо приарктических государств, в освоение высокоширотной Арктики стали активно включаться такие страны, как Германия, Франция, Китай, Япония. В 1997–1998 годах там работала американо-канадская дрейфующая станция «Шеба». Стали реальностью регулярные научные рейсы в Центральную Арктику американских, канадских, германских и скандинавских ледокольных судов. Российское присутствие в регионе в это время определялось лишь туристическими рейсами атомных ледоколов к Северному полюсу в летний период.

2000-е

Ситуация изменилась в 2003 году. Благодаря инициативной группе, которую возглавил известный полярный исследователь Артур Чилингаров, были найдены средства, осуществлены необходимые согласования на государственном уровне, позволившие приступить к созданию первой уже российской дрейфующей станции «Северный полюс-32» ** .


Подготовка к высадке новой дрейфующей станции проходила под эгидой Ассоциации полярников России, возглавляемой также Артуром Чилингаровым. За логистику отвечал руководитель экспедиционного центра «Полюс» Александр Орлов. Начальником станции был назначен Владимир Кошелев.


Научная программа работ на станции была подготовлена и курировалась Арктическим и Антарктическим научно-исследовательским институтом. В создании и реализации программы исследований приняли участие специалисты ААНИИ, Института океанологии РАН, Главной геофизической обсерватории, СПбГУ.


При организации «СП-27» (1984) впервые был применен авиационно-парашютный метод: сброшенные на парашютах люди приняли технику, спускавшуюся на грузовых парашютах, и подготовили полосу для посадки самолетов. В 1986 году на льдину «СП-27» сел реактивный самолет Ан-74, сконструированный специально для работ в высоких широтах. На нем часть использованного оборудования и приборов впервые была перевезена на «СП-29» (ранее все грузы оставлялись на льду).


Начиная с «СП-3» и «СП-4» (1954) зимовщики размещались в утепленных домиках на полозьях, используя палатки только как склады. При появлении на льдине трещин и разломов постоянно работавший трактор перевозил жилища в безопасное место.


На «СП-3» было доставлено пианино, на котором играл доктор Виталий Волович.


Во время авиаработ по снабжению «СП-4» была найдена льдина с брошенным лагерем «СП-2». Специально доставленная туда ледоисследовательская группа получила интересные данные о таянии и нарастании льда.


После «СП-32», с 2004 года, дрейфующие станции «Северный полюс» входят в структуру оперативно-производственной деятельности Росгидромета (Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. –Прим. ред.). При открытии и снятии станций используются научно-исследовательские суда Росгидромета «Академик Фёдоров», «Михаил Сомов», атомные ледоколы «Арктика», «Ямал», «Россия».


Организация работ в условиях дрейфующей станции связана с решением очень сложного комплекса специфических логистических задач. В ААНИИ сложилась успешная научно-экспедиционная школа, которую можно назвать национальным достоянием. Дрейфующие станции были и остаются уникальным средством исследования Центральной Арктики. Технология создания и поддержания работ дрейфующих станций «Северный полюс» в мировых научных исследовательских кругах считается российским ноу-хау. А с возобновлением в 2003 году регулярных работ «СП» в Северном Ледовитом океане важнейшей научной обсерваторией пополнилась вся мировая система гидрометеорологической информации.


Главными направлениями работ на дрейфующих станциях являются: проведение годового цикла метеорологических, актинометрических ***, ледовых и океанографических наблюдений; осуществление комплексного мониторинга современного состояния окружающей среды в районе дрейфа; исследование процессов газообмена в системе «атмосфера-лед-океан»; проведение специальных экспериментальных работ по исследованию климатических изменений в Центральной Арктике и оценке их влияния на природу и экосистему данного региона России. До июня 2013 года в Арктике работала юбилейная дрейфующая станция «Северный полюс-40». Это прекрасно оснащенная в техническом и технологическом плане станция – научная обсерватория. Результаты проведенных на ней исследований и наблюдений очень важны для понимания тех исключительных изменений, которые происходили и происходят в высокоширотной Арктике.

О климатических и океанографических наблюдениях на «СП»

Обычно при предложении провести крупномасштабные натурные исследования в Арктике возникает вопрос: стоит ли тратить значительные силы и средства на организацию дрейфующих станций и осуществление океанологических исследований, покрытых льдом акваторий Северного Ледовитого океана? Ответ однозначен – да.


Климатическое и океанографическое значение этого океана, отличающегося уникальными характеристиками, выходит далеко за пределы его границ. Например, опресненные воды и морской лед, образующиеся в Арктическом бассейне, выносятся в Северную Атлантику и в значительной степени влияют на циркуляцию Мирового океана. Ледяной покров Ледовитого океана обладает термодинамической устойчивостью, сохраняется вот уже несколько миллионов лет и оказывает воздействие на глобальный тепловой баланс и на климатическую систему всего земного шара. Атмосферные процессы в Центральной Арктике играют огромную роль в формировании погоды на всем северном полушарии.


Наблюдающееся в последние два десятилетия глобальное потепление климата, несомненно, должно было отразиться на метеорологическом режиме высоких широт. Подтверждение этому было получено в ходе наблюдений на дрейфующих станциях, начиная с «СП-32». В период их дрейфа преобладали положительные аномалии среднесуточных температур воздуха. Характерным для современных «СП» было и более частое выпадение осадков: с июня по сентябрь в каждый из месяцев наблюдалось более 20 дней с осадками. При этом увеличилась повторяемость экстремальных погодных явлений: максимумов и минимумов температуры воздуха, более частых резких перепадов температуры и давления воздуха, интенсивности разовых выпадений осадков, повторяемости штормовых ветров и т.д.


По данным наблюдений на норвежском судне «Фрам», за весь летний период 1895 года было всего три дня со среднесуточной температурой выше 0°С. На дрейфующих станциях в 1950–1990-е годы количество дней с положительными среднесуточными температурами не превышало в среднем за год шести, тогда как на «СП-32», дрейфовавшей несколько севернее, чем «Фрам», таких дней оказалось 26.


Таким образом, в последние два десятилетия в климатической системе Арктики происходят процессы, существенно изменившие привычные представления о развитии ледово-гидрологических процессов в регионе.


Очевидно, что исследования Северного Ледовитого океана должны носить комплексный характер с акцентом на изучение особенностей физических механизмов, ответственных за развитие сезонных процессов и за формирование межгодовых изменений. Базой для таких исследований как раз и служат комплексные наблюдения на дрейфующих научно-исследовательских станциях «Северный полюс».


Льдину «СП-5» ломало в течение года 25 раз. Льдина «СП-14» разрушилась, на толкнувшись на острова Жанетты и Генриетты. Людей эвакуировали на остров Жохова вертолетом в условиях полярной ночи. «СП-9» из-за разлома льда пришлось эвакуировать досрочно. «СП-19» из-за разлома ледяного острова была перенесена на новое место с помощью вертолетов. Зимовщиков «СП-31» снимали с небольшого ледяного обломка, задействовав ледокол.


Фото: А. Спирин


Иллюстрация: С. Пантелеев



  • * Арктический бассейн – одна из трех обширных акваторий, на которые делится Северный Ледовитый океан. Включает глубоководную центральную часть океана и мелководный шельф. Две другие акватории – Северо-Европейский бассейн и Канадский бассейн.


  • ** Станция «СП-32» стартовала в апреле 2003 года с ледовой базы «Барнео». Была эвакуирована после разрушения базовой льдины в марте 2004 года с помощью вертолета МИ-26. (Прим. ред.)


  • *** Актинометрия – раздел геофизики, в котором изучаются перенос и превращение излучения в атмосфере, гидросфере и на поверхности Земли; в узком смысле слова актинометрия – совокупность методов измерений радиации Земли в метеорологии.


Текст: Владимир Соколов
Добавлено 22 апреля 2014
Share