Проекты

ПАЛЕКС 2007

Начало проекта - 2007

«Панарктическая ледовая дрейфующая экспедиция» (ПАЛЭКС) - новый подход к исследованиям системы «морской лед – верхний океан» в центральных районах СЛО направлен на проведение мезомасштабных междисциплинарных наблюдений в околополюсном пространстве СЛО.

Куратор проекта – Специальный представитель Президента РФ по проведению МПГ д.г.н. Чилингаров А.Н.
Научный руководитель проекта г.н.с. ИО РАН, д.б.н. Мельников И.А.
Проект выполнен при поддержке «Экспедиционного центра «Полюс», Ассоциации Полярников России, Сводной группы «Газпромавиа» и АК «Таймыр»

1.Обоснование: изменения в Арктике

Выбор околополюсного района для проведения исследований по проекту неслучаен по двум причинам: научной и логистической.

Во-первых, известно, что многолетние морские льды, образующиеся на акватории СЛО, выносятся из центрального Арктического бассейна, главным образом, через Северный Полюс в пролив Фрама, поэтому при организации мезомасштабных наблюдений в околополюсном районе, можно получить результаты, характеризующие процессы в водно-ледовой системе, сформировавшейся ранее в центральном бассейне.

Во-вторых, для проведения крупномасштабной долгопериодной съемки в этом районе необходимо иметь не одну, а несколько ледовых платформ, на которых может быть выполнено многофункциональное океанологическое исследование.

Такой подход в исследовании можно выполнить при организации нескольких малогабаритных ледовых лагерей, ориентированных вокруг одной базовой дрейфующей станции.

Для выполнения программы исследований по проекту ПАЛЭКС в апреле 2007 г. такой базовой станцией послужила дрейфующая ледовая станция «Барнео», организуемая в околополюсном пространстве СЛО Экспедиционным центром «Полюс», имеющий большой опыт в организации и обслуживании ледовых лагерей в Арктике, начиная с организации дрейфующей станции СП-32 в 2002 г.

2.Организация полевых наблюдений

Для выполнения исследований в околополюсном районе было необходимо организовать мезомасштабный ледовый полигон, представляющий собой форму креста, в центре пересечения осей которого располагается базовый лагерь, а по краям осей дрейфующие три лагеря, ориентированные в меридиональных направлениях E, S и W: базовый (центральный) и три лагеря – E, S и W – стационарные; помимо стационарных лагерей планировалась мобильная специальная группа, целью которой было проведение ледоисследовательских работ от базового лагеря в направлениях N, E, S и W. Поскольку исследования по программе проекта ПАЛЭКС проводятся в период МПГ, то каждому из четырех ледовых лагерей были присвоены имена выдающихся соотечественников-первопроходцев Арктики: центральный лагерь был назван в честь Ивана Дмитриевича Папанина – «Иван», восточный в честь Евгения Константиновича Федорова – «Евгений», южный в честь Петра Петровича Ширшова – «Петр», а западный в честь Эрнеста Теодоровича Кренкеля – «Эрнест». Мобильный лагерь был назван в честь выдающегося норвежского полярного исследователя Фритьофа Нансена – «Фритьоф». В каждом стационарном лагере работали научные группы, выполняющие синхронные полевые работы по единой программе научных исследований в период проведения ПАЛЭКС-2007.


Коллективная фотография участников ПАЛЭКС-2007 в лагере «Иван Папанин» (10 апреля 2007).

В состав экспедиции (рис.1) входили:
И.А. Мельников (д.б.н., ИО РАН, научный руководитель проекта),
В.В. Кременецкий (к.ф.-м.н., ИО РАН, руководитель работ в лагере «Евгений»)
С.Н. Дикарев (к.ф.-м.н., ИО РАН, руководитель работ в лагере «Петр»
С.Н. Илларионов (инженер-океанолог, ИО РАН),
П.В. Хлебопашев (н.с., ИО РАН, отв. за выполнение гидрохимических исследований),
А. Новигатский (н.с., ИО РАН, отв. за выполнение геохимических исследований),
Ю. Евдокимов (аспирант, ИО РАН, отв. за обеспечение водолазных работ),
С. Ляховец (от ИО РАН, системный программист),
Т.В. Петровский (ААНИИ, руководитель мобильной группы «Фритьоф»),
О.М. Андреев (к.ф.-м.н., ААНИИ, отв. за проведение метеонаблюдений),
А.М. Безгрешнов (метеоролог, ААНИИ),
С.Б. Кузьмин (океанолог, ААНИИ),
А.С. Кленов (механик, ААНИИ).

11 апреля, после рекогносцировки и анализа состояния ледового массива в районе дрейфа станции «Барнео», на удалении 20-25 км от базового лагеря были выбраны льдины, на которых были организованы три стационарные ледовые лагеря в направлении E, S и W. Последовательность организации лагерей: сначала «Евгений», затем «Петр» и потом «Эрнест». Заброска снаряжения и персонала производилась вертолетом. В организации каждого лагеря участвовал весь свободный от вахт персонал экспедиции. В каждом лагере была установлена жилая палатка, где также размещалось научное оборудование. Рядом с жилой палаткой, на удалении 25-30 м была построена гидрологическая лунка, оснащенная палаткой с печкой и лебедкой, а также палатка для хранения ящиков, собранных материалов и прочего неиспользованного оборудования. Кроме научного оборудования, а также GPS и связи «Иридиум», каждый лагерь имел две печки, генератор, шнековый мотоледобур, продукты питания на 25 суток для 3 человек, неприкосновенный запас на 3 суток, спальные принадлежности, аптечку, горючее для печек и генератора.

Уже на следующий день, т.е., 12 апреля (в день Космонавтики), были начаты наблюдения в лагерях «Иван», «Евгений», «Петр» и «Эрнест». Все наблюдения выполнялись синхронно и последовательно в соответствии с научной программой ПАЛЭКС. Координация работ осуществлялась из оперативного штаба, с которым дважды в день (9.00 и 21.00 мск) поддерживалась спутниковая связь и куда стекается вся информация о состоянии персонала, состоянии ледового покрова, координатах дрейфа, погоде, выполненных наблюдениях и др.


Дрейф ледовых лагерей «Иван» (красный), «Евгений» (коричневый), «Петр» (зеленый) и «Эрнест» (синий) за период с 11 по 26 апреля 2007 в околополюсном районе СЛО.

Все наблюдения проводились до 26 апреля 2007 г.

2.1. Заключительный этап. В этот период персонал ледовых лагерей подготовился к эвакуации на станцию «Барнео»: произвел очистку территории лагеря от мусора, подготовил оборудование и все снаряжение к транспортировке, а также собранные пробы и полученные материалы исследований к отправке на станцию «Барнео». Эвакуация персонала и оборудования из района дрейфа лагерей на «Барнео» была выполнена вертолетом 26 апреля, когда станция находилась в координатах: N 88 57.18 и W11 58.77. Сделана общая фотография перед лагерной палаткой «Иван Папанин», были спущены флаги МПГ, ИО РАН и ААНИИ, что явилось официальным закрытием полевого этапа ПАЛЭКС-2007.

3. Научный отчет о выполненных наблюдениях

3.1. Наблюдения за дрейфом. Во всех ледовых лагерях имелись системы навигации GPS фирмы Garmin для регистрации координат дрейфа. Дважды в день (утром в 9.00 мск и вечером в 21.00 мск) по спутниковой связи руководители групп сообщали в базовый лагерь «Иван» текущие координаты каждого лагеря.

3.2. Метеонаблюдения (исполнители Безгрешнов А.М. и Андреев О.М., ААНИИ)

3.2.1. Цель и основные задачи исследований. Целью работ, проведенных метеорологическим отрядом экспедиции, являлось исследование особенностей процессов крупномасштабного взаимодействия в приполюсном районе, а также обеспечение руководства и участников экспедиции оперативной метеоинформацией. Для выполнения поставленной цели, перед специалистами отряда были поставлены следующие задачи:
• получить фоновую информацию о метеорологических условиях в районе исследований;
• выполнить натурные измерения радиационных характеристик различных видов и типов поверхности морского ледяного покрова;
• произвести оценку теплофизических свойств и характеристик морского ледяного покрова.

3.2.2. Состав наблюдений. В соответствии с поставленными задачами в двух ледовых лагерях («Эрнест» и «Петр») были проведены следующие виды наблюдений:
• стандартные метеорологические наблюдения (фиксировались температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление, общая и нижняя облачность (форма, балл, ВНГО), метеорологическая дальность видимости, погодные явления);
• эпизодические измерения интегрального альбедо поверхности морского ледяного покрова;
• проведение маршрутных снегосъемок с определением толщины и плотности снега на поверхности дрейфующего морского льда.

3.2.3. Приборы и оборудование. Для производства работ были использованы следующие приборы и оборудование:
• автоматическая метеостанция Huger(Германия).
• стандартный полупроводниковый пиранометр в карданном подвесе (М-115).
• электронный цифровой датчик температуры для измерения температуры в толще снега (GTH-175/MO, Greisinger Electronic Inc., Germany).
• электронный цифровой датчик температуры для измерения температуры в толще снега (ТЦМ 9210 М4, ООО «Элемер», Россия).
• электронные подвесные весы, для определения плотности снега. Диапазон измерений 1-3 кг, точность измерений 1 гр. (ОАО «ТВЕС», Россия);
• портативный регистратор светового потока LI-189 (LI-Cor Inc., USA);
• воздушный пиранометр LI-192SA (LI-Сor, Inc., USA).
• мерные линейки, рулетки и другие вспомогательные инструменты;
• электронное оборудование (РС) и программное обеспечение для регистрации и обработки информации, поступающей с вышеперечисленных датчиков. Метрологическое обеспечение измерений проводилось в соответствии с проектом МВИ ГГО 1985 г.

3.2.4. Методика наблюдений. Стандартные метеорологические элементы, такие как температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление – фиксировались с помощью автоматических метеостанций Huger (точка «Эрнест») и Oregon (точка «Петр»). Датчики температуры и относительной влажности воздуха были установлены на вертикальной мачте на высоте 2 м над поверхностью снега. Датчики направления и скорости ветра располагались на той же мачте, но на высоте 4 метра над поверхностью снега. Регистрация сигналов датчиков осуществлялась внутри палатки, где, также, располагался датчик атмосферного давления.

Для определения интегрального альбедо наиболее характерных участков поверхности морского ледяного покрова проводились квази-синхронные измерения суммарной приходящей и отраженной солнечной радиации с помощью походного альбедометра (пиранометр М-115) в период проведения маршрутных снегосъемок. При этом, одновременно, фиксировались такие метеорологические параметры как характеристики облачного покрова, горизонтальная дальность видимости, сопутствующие атмосферные явления, а также состояние подстилающей поверхности. Количество измерений определялось в зависимости от стабильности атмосферных условий. Маршрутные снегосъемки проводились на характерных участках поверхности дрейфующего льда как базового лагеря (точка «Иван»), так и на сателлитах («Эрнест» и «Петр»).

3.2.5. Перечень выполненных работ. Перечень работ, выполненных метеорологическим отрядом в лагерях «Эрнест» и «Петр» в период проведения экспедиции ПАЛЭКС-2007 представлены в таблице.

1 Стандартные метеорологические наблюдения в стандартные синоптические сроки. 12.04.2007
24.04.2007
6 часов Атмосферное давление, температура и относительная влажность воздуха, наблюдения за облачным покровом (балл, форма, высота нижней границы (ВНГО)), метеорологическая дальность видимости, направление и скорость ветра, погодные явления.
2 Метеорологические параметры, регистрируемые автоматической метеостанцией 12.04.2007
24.04.2007
5 минут Температура и относительная влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление приземного ветра.
3 Теплофизические и радиационные наблюдения 10.04.07
25.04.07
эпизодически Маршрутные снегосъемки с определением толщины и плотности снега. Измерения альбедо снежно-ледяного покрова и торосов.

3.2.6. Анализ синоптической ситуации в районе работ экспедиции. Анализ аэросиноптической и метеорологической обстановки охватывает период с 11-го апреля (начала проведения работ) по 24 апреля, когда была выполнена последняя гидрофизическая станция.

В целом, синоптический режим в при полюсном районе, в указанный период, характеризовался активной циклонической деятельностью.

В период 12 по 17 апреля погодные условия в районе работ экспедиции определялся приходом глубокого циклона с Атлантики. Атмосферное давление составляло 971-998 мб, ветер западного и северо-западного направления 6-17 м/с. Температура воздуха колебалась в пределах –18…-20 0С.

В дальнейшем, 18-22 апреля, район работ оказался в зоне действия барического гребня. Атмосферное давление начало расти и к концу срока (22.04) достигло отметки 1029 мб, ветер 5-10 м/с. Температура воздуха в районе работ немного повысилась до –7.. - 15 0С.

22-24 апреля приполюсный район был накрыт периферией очередного заполняющегося циклонического вихря. Атмосферное давление стало понижаться до 1010-1013 мб. Ветер сначала северо-западного, а затем северо-восточного направления со скоростью 5-10 м/с. Температура воздуха понизилась и составила –13… -15 0С.

3.2.7. Стандартные метеорологические наблюдения.

Стандартные метеорологические наблюдения начались 12 апреля, после начала работ на сателлитах. Наблюдения за погодными явлениями проводились непрерывно, а основные метеорологические параметры определялись в сроки 0, 6, 12, 18 по UTC. Наблюдения продолжались вплоть до 24 апреля и были закончены непосредственно после выполнения последней гидрофизической станции.

3.2.8. Маршрутные снегосъемки. Маршрутные снегосъемки дважды проводились в районе базового лагеря «Иван», (расположенного у ледового лагеря «Барнео»), первый раз в начале работ экспедиции – 08.04.2007 и второй раз после окончания работ экспедиции – 26.04.2007. Определялась толщина снежного покрова, а также его интегральная плотность.

Средние величины для снежного покрова приполюсного района в период проведения экспедиции ПАЛЭКС-2007 составили: толщина снега – 26 см, плотность снега – 330 кг/м3, альбедо поверхности снега – 90%.

3.3. Гидрофизические наблюдения (исполнители С.Писарев, С.Кременецкий и С.Дикарев, ИО РАН, С.Кузьмин, ААНИИ).

Основной целью гидрофизических работ в экспедиции ПАЛЭКС-2007 было изучение пространственно-временных распределений термохалинных характеристик, а также исследование мезомасштабной изменчивости и вертикальных процессов обмена вод в приполюсном районе СЛО.

Внешний вид CТD зонда - SBE 25 SEALOGGER CTD 3.3.1. Технические средства гидрофизических работ, методика их применения и обработки. Для измерения вертикальных профилей температуры и солености в экспедиции ПАЛЭКС использовались современные высокоточные CTD (электропроводность-температура - давление) зонды производства компании Sea-Bird Electronics (CША). Использовались два зонда модели SBE 25 SEALOGGER CTD и три зонда модели SBE19plus SEACAT Profiller

Для опускания зондов применялись два вида тросовых лебедок. Одна – хорошо известная и опробованная лебедка модели Северный Полюс с ручным приводом. Четыре другие – портативные лебедки, специально изготовленные к экспедиции ПАЛЭКС 2007 с электрическим и ручным приводами. Все лебедки позволили осуществлять зондирования в пределах запланированных глубин не менее 300м и со скоростью, превышающей минимальную скорость измерений для зондов SBE – 0.25 м/с.

Для измерений показаний температуры – электропроводности – давления на отдельных горизонтах применялись три прибора производства компании Sea-Bird Electronics - SBE 37-SM MicroCAT. Эти самописцы предназначены для установок на заякоренные буйковые станции, буи или, как в нашем случае, на дрейфующие ледовые платформы. Все самописцы SBE 37-SM MicroCAT экспедиции ПАЛЭКС 2007 были в специальном полярном варианте изготовления.

Измерения с помощью самописцев были начаты 16 апреля 2007 г. в дрейфующем лагере Эрнест и продолжались 8 суток. Основная цель проведенных измерений – получить характеристики пространственно-временной изменчивости верхней и нижней границ галоклина приполюсного района Арктического Бассейна, а также получение оценок частотных характеристик внутренних волн в этом районе.

Внешний вид самописца SBE 37-SM MicroCAT. Для измерения вертикальных профилей течений и течений на отдельных горизонтах в экспедиции ПАЛЭКС 2007 применялся доплеровский акустический измеритель Aquadopp фирмы Nortek.

Кроме этого, был получен ряд измерений скорости течения в слое скачка плотности вод (глубина залегания около 80 м от поверхности) длительностью около 9 часов. Одновременно с измерениями скорости течения всегда велась непрерывная запись координат станции по данным GPS для учета скорости дрейфа льдины, а также измерения температуры и электропроводности воды зондом SBE 19 Plus.

Все измерения экспедиции ПАЛЭКС сопровождались определением географических координат с использование системы навигации GPS. Для этого использовались несколько разных GPS приемников фирмы Garmin. В силу технических причин периоды определения координат отличались для разных дрейфующих лагерей. В лагере Эрнест координаты фиксировались практически непрерывно с периодом записи 10 мин в течение всего дрейфа. В лагере Иван – координаты фиксировались также практически непрерывно с периодом 10 или 30 мин. В лагере Петр координаты записывались в ручном режиме при производстве любых измерений. В лагере Евгений учащенная запись координат производилась только при измерениях течений доплеровским акустическим измерителем, а в остальное время – координаты записывались только в моменты производства каких-либо измерений. Различная частота определения координат отражена на рис.3,4, где точки, иногда сливающиеся, показывают координаты каждого из дрейфующих лагерей. В лагере «Эрнест» дополнительно проводились измерения вертикальных распределений скорости течения доплеровским акустическим измерителем Aquadopp фирмы Nortek. Время осреднения на одном горизонте составляло 3 мин, дискретность измерений по вертикали – 20 м в верхнем 100 м слое, 50 м – в нижележащих водах.

3.3.2. Предварительные результаты гидрофизических работ. За время экспедиции ПАЛЭКС 2007, с 9 по 24 апреля в приполюсном районе было получено 138 вертикальных профиля температуры и солености, проведено в общей сложности около 12 суток записей изменения температуры и солености одновременно на нескольких горизонтах с периодом не более 3 мин, выполнено 4 серии измерений вертикального профиля скорости течения общей продолжительностью 16 часов, получена одна пятичасовая запись изменчивости скорости течения, температуры и солености в слое скачка плотности.

Температура промежуточных атлантических вод в приполюсном районе продолжает оставаться выше по сравнению с осредненными «климатическими» характеристиками полученными для зимнего сезона (ноябрь - май) за период 1950-1990 годы (EWG,1997). Максимальные температуры атлантических вод в районе работ ПАЛЭКС по климатическим данным не превышают 0.80С, а средняя температура максимума при наших измерениях составляет 1.2 0 С. Средняя глубина залегания верхней границы атлантических вод при наших измерениях составляет 190 м, а согласно климатическим данным эта величина равна 220 м. Все это свидетельствует об увеличенном теплосодержании атлантических вод в приполюсном районе Арктического бассейна в апреле 2007 г. по сравнению с климатическими данными.

Второе безусловное отличие результатов гидрофизических измерений ПАЛЭКС от климатических данных состоит в относительно увеличенной солености в верхних 40-50 м, где соленость этого слоя по климатическим данным составляет 31.3 епс, а по измерениям ПАЛЭКС 33.0 епс. При этом горизонт залегания основания холодного галоклина, за которое различными авторами принимается изогалина 34.3-34.5 (Rudels и др., 1996, 2001, Steele и др, 1998, Boyd и др., 2002) составляет около 120 м и практически совпадает по климатическим данным и данным ПАЛЭКС.

Отмеченные ПАЛЭКС тенденции изменений в верхних 300 м водной толщи приполюсного района Арктического бассейна отмечались и в ряде экспедиций прошлых лет.

Данные ПАЛЭКС свидетельствуют о том, что температуры в ядре атлантических вод несколько увеличились (около 0.10С) по сравнению с 2006 г но, конечно, меньше тех величин (0.30С), которые наблюдались в этом районе в период 1993 – 2003 года.

3.4. Ледоисследовательские работы (исполнители Петровский Т., Кленов А., ААНИИ, Ю.Евдокимов, ИО РАН). Современные изменения толщины и площади ледового покрова в СЛО связывают с потеплением в Арктике. В настоящем проекте этой проблеме было уделено особое внимание, поэтому в полевой период ПАЛЭКС были запланированы измерения толщины морского льда и снежного покрова в пределах мезомасштабного полигона.

Мобильная группа «Фритьоф» в составе трех человек на трех снегоходах «Буран» проводила измерения толщины снега и льда через каждые 100 м на разрезе от базового лагеря «Иван Папанин» в направлениях на N, S, E, W. Пройденный путь фиксировали по спидометру снегохода и уточнялся с помощью курвиметра. Учитывая сложную ледовую обстановку в районе дрейфа станций (наличие широких разводий, трещин), было принято решение не удалятся от базового лагеря по каждому из направлений не далее 3-4 км. Для бурения применялся мотобур фирмы «Tanaka» со шнеками фирмы «Kovaks». Для измерений использовались ледомерная и снегомерные рейки.


Проведение измерений толщины снега и льда в ПАЛЭКС-2007.

Средняя толщина льда составила на разрезе с севера на юг 172 см , а на разрезе с востока на запад 179 см. Важно отметить, что из 147 выполненных измерений толщины льда – льды с толщиной более 2.5 м были встречены только 3 раза!

3.5. Гидрохимические исследования (исполнитель Хлебопашев П., ИО РАН). В период проведения полевых работ планировались батометрические сборы воды в слое 0-300 м. Горизонты отбора проб были выбраны после гидрофизического зондирования и получения профилей распределения температуры и солености в районе дрейфа лагерей. Пробы отбирались синхронно на одних и тех же горизонтах, в одно и тоже время в соответствии с распределением гидрофизических параметров. Было важно получить гидрохимические характеристики на профиле от поверхности льда до верхней границы атлантической водной массы. Для сбора водных проб использовали гидрологическую лунку, оборудованную лункой и электрической лебедкой. Пластиковый 5- литровый батометр “Niskin” опускали на соответствующую глубину, посыльным грузиком закрывали батометром и затем поднимали его на поверхность.

Собранные пробы на гидрохимию.

Лагерь № станции Дата/время Координаты Горизонты, м
N E/W
Эрнест 1 13.04.07 N 89° 35 W 05° 29 5, 10, 30, 50, 150, 300
Эрнест 2 18.04.07 N 89° 21 W 02° 18 5, 50, 100, 200, 300
Эрнест 3 22.04.07 N 88° 57 W 06° 07 5, 50, 100, 200, 300
Иван 1 13.04.07 N 89° 39 E 24° 28 5, 50, 100, 200, 300
Иван 2 18.04.07 N 89° 31 E 21° 08 5, 50, 100, 200, 300
Иван 3 22.04.07 N 89° 09 E 00° 49 5, 50, 100, 200, 300
Петр 1 13.04.07 N 89° 29 E 22° 49 5, 10, 25, 75, 100, 200, 300
Петр 2 18.04.07 N 89° 18 E 22° 54 5, 10, 25, 50, 75, 100, 200, 300
Петр 3 22.04.07 N 89° 18 E 21° 30 5, 10, 25, 50, 75, 100, 200, 300
Евгений 1 13.04.07 N 89° 37 E 52° 29 5, 10, 30, 50, 150, 300
Евгений 2 18.04.07 N 89° 28 E 34° 59 5, 50, 100, 200, 300
Евгений 3 22.04.07 N 89° 12 E 12° 46 5, 50, 100, 200, 300
СП 1 22.04.07 90° 0 5, 50, 100, 200, 300

Абсолютные величины Fo невелики, что связано, вероятно, с невысокой фотосинтетической активностью фитопланктона в это время года.

3.6. Геохимия загрязнений (исполнитель Новигатский А., ИО РАН). Поступление вещества из атмосферы играет важную роль в геохимическом балансе. Снежный покров обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором состояния экосистемы:
• Снег вымывает из атмосферы твердые (аэрозоли) и растворенные вещества (влага и все виды загрязнений).
• В отличие от дождя, который уходит в почву или стекает с поверхности льдов, снег сохраняется на поверхности дрейфующих льдов и таким образом фиксирует все атмосферные выпадения за снежный период года – в Арктике для большей части года, а севернее 80° с.ш. практически для всего года.

Изучая снежный покров в Арктике, можно определить поток аэрозольного и растворенного эолового материала, и таким образом получить количественную и качественную характеристику поступления эолового материала на поверхность Северного Ледовитого океана

3.6.1. Методика отбора проб. Пробы снега необходимо отбирать, стараясь максимально исключить загрязнение при пробоотборе: отбирать снег необходимо минимум несколько сотен метров от станции против ветра. При этом использовать пластмассовые совки (желательно белого цвета) и одноразовые полиэтиленовые перчатки. Желательно на каждой точке отобрать пробу пушистого свежевыпавшего снега (верхние 2–3 см) и пробу снега и фирна с площадки 30 х 30 см, каждую пробу в 30-л бак.

3.6.2. Отбор проб снега. Начало исследований 12.04.07 13:00 GMT на N 89° 32.136 и W 04° 18.557
В 250–300 м от лагеря «Эрнест», с наветренной стороны был произведен отбор проб снега.

3.6.3. Отбор кернов льда. В 50 м от ст. «Эрнест» выполнен отбор кернов льда на однолетней льдине (h=120 см), более зрелых ледовых полей в окрестностях станции обнаружить не удалось. На геохимический анализ отобрано два керна, на криопланктон – один керн, титановым кольцевым буром, с внутренним диаметром 14,3 см.

Выполнен второй отбор керна льда на противоположной льдине от лагеря . Она оказалась значительно толще (мощность керна h=235 см), но также однолетней, как и предыдущая . Описание керна льда:

3.6.4. Сбор осадочного материала седиментационными ловушками. Начало: 13.04.07 16:00 GMT, N 89° 37.026 и W 08° 37.126. Седиментационные ловушки были поставлены под однолетний лед толщиной 80-90 см на горизонтах 1 и 20 м . На каждом горизонте по одному конусу. Визуально материал представлен в основном зоопланктоном, минеральной составляющей не заметно.

3.7. Биологические исследования (исполнитель Мельников И.А., ИО РАН). Как показали наблюдения в Канадском секторе СЛО, в настоящее время происходит заметное перестроение структуры и функционирования морских экологических систем Арктики, вследствие климатических изменений в этом районе Планеты.

3.7.1. Зоопланктон. Для выявления особенностей вертикального распределения зоопланктона в околополюсном районе СЛО, а также видового состава и структуры планктонных сообществ были проведены синхронные сетные ловы в лагерях «Иван», «Петр» и «Евгений». Планктонные работы проводили в гидрологической палатке, оборудованной лункой с диаметром 0.5 м, электрической лебедкой с нержавеющим тросом и специально разработанной станиной с блоком . Отбор планктонных проб проводили в одно и тоже время с частотой раз в четыре дня. Все ловы выполнялись сетью Джеди с входным отверстием 37 см без фильтрующего конуса и планктонным газом 180 мкм; скорость подъема сети в момент лова около 20 см/сек. Горизонты и последовательность ловов были следующие: 50-0, 200-0 и 300-0. Кроме ловов в лагерях, 22.04.2007 был выполнен вертикальный лов планктона по стандартным горизонтам в географической точке полюса.

Отбор планктонных проб в период проведения ПАЛЭКС-2007.

Лагерь № станции Дата/время Координаты Горизонты, м
N E/W
Эрнест 1 13.04.07 N 89° 35 W 05° 29 50-0, 200-0 и 300-0
Эрнест 2 18.04.07 N 89° 21 W 02° 18 50-0, 200-0 и 300-0
Эрнест 3 22.04.07 N 88° 57 W 06° 07 50-0, 200-0 и 300-0
Иван 1 13.04.07 N 89° 39 E 24° 28 50-0, 200-0 и 300-0
Иван 2 18.04.07 N 89° 31 E 21° 08 50-0, 200-0 и 300-0
Иван 3 22.04.07 N 89° 09 E 00° 49 50-0, 200-0 и 300-0
Петр 1 13.04.07 N 89° 29 E 22° 49 50-0, 200-0 и 300-0
Петр 2 18.04.07 N 89° 18 E 22° 54 50-0, 200-0 и 300-0
Петр 3 22.04.07 N 89° 18 E 21° 30 50-0, 200-0 и 300-0
СП 1 22.04.07 90° 0 50-0, 200-0 и 300-0

По окончании ловов проводили концентрирование планктона и его фиксацию 4% формалином. Все пробы маркировались и хранились в теплом месте.

Всего идентифицировано 25 таксонов, из которых 13 видов приходится на отряд Copepoda и 3 вида представляют Harpacticoida и по одному виду представители других групп ракообразных и один вид Appendicularia .

3.7.2. Фитопланктон. Пробы на видовой состав фитопланктона были собраны только в лагере «Иван» (13.04.07 и 18.04.07). Пробы отбирали пластиковым 10-литровым батометром “Niskon” из-подо льда с горизонта 5 м. Фитопланктон концентрировали из воды, для чего воду фильтровали через ядерный фильтр с размером пор 0.2 мкм на установке обратной фильтрации (объем 5-10 л).

Фильтрат из камеры фильтровальной установки сливали в пластиковую банку и концентрат фиксировали формалином до концентрации 2%. Собранные пробы хранили в теплом, темном месте.

3.7.3. Криобиологические исследования. Сбор ледовых кернов на предмет изучения видового состава ледовой флоры и фауны, измерения величин солености, концентрации минеральных форм кремния и фосфора, а также содержания хлорофилла (по интенсивности флуоресценции) проводили во всех дрейфующих лагерях, включая сборы кернов на Северном Полюсе.

Сводные данные по ледовым кернам, отобранным на криобиологический анализ.

№ п/п Лед Дата Толщина, см Обозначение На измерения
1 в лагере «Иван» 20.04 141 И л1 г/х плюс био
2 на разрезе W 20.04 195 И л2 г/х плюс био
3 на разрезе W 20.04 188 И л3 г/х плюс био
4 на разрезе W 20.04 270 И л4 г/х плюс био
5 на СП 22.04 70 СП л5 г/х плюс био
6 СП 22.04 250 СП л6 г/х плюс био
7 СП 22.04 290 СП л7 г/х плюс био
8 на разрезе E 23.04 250 И л8 г/х плюс био
9 на разрезе E 23.04 205 И л9 г/х плюс био
10 на разрезе S 24.04 250 И л10 г/х плюс био
11 в лагере «Петр» 16.04 200 П л 1 Изм. толщины
12 в лагере «Петр» 16.04 212 П л 2 Изм. толщины
13 в лагере «Петр» 16.04 195 П л 3 г/х плюс био
14 в лагере «Петр» 21.04 153 П л 4 г/х плюс био
15 в лагере «Петр» 21.04 128 П л 5 г/х плюс био
16 в лагере «Петр» 21.04 129 П л 6 Изм. толщины
17 в лагере «Петр» 21.04 126 П л 7 Изм. толщины
18 В лагере «Эрнест» 20.04 120 Э л1 г/х плюс био
19 В лагере «Эрнест» 23.04 235 Э л2 г/х плюс био

Сборы ледовых кернов проводили на разрезах, где проводили измерения толщины льда в направлении N, S, E, W. Керны отбирали на удалении 1000-1500 м от базового лагеря для исключения возможного локального загрязнения. Отбор вели с помощью механического бура фирмы “Kovaks с внутренним диаметром цилиндрического шнека 200 см.


Отбор кернов многолетнего льда на предмет изучения криобиологического состава

3.7.4. Криопелагические исследования. Они включали наблюдения за поведением гидрофизических параметров (солености, температуре, рН, растворенном кислороде и фотосинтетически-активной радиацией) в контактном слое «вода-лед». Для этого в непосредственной близости у льда (на глубине 30-40 см) был установлен зонд (разработка фирмы «Гранит», С.-Петербург), который автоматически проводил измерения этих параметров каждые 20 мин за период с 6 по 25 апреля 2007 г. и получаемая информация хранилась в памяти зонда.


Проведение подледных работ с целью сбора проб криопелагической фауны и проб подледной воды непосредственно с нижней поверхности льда.

Для получения проб криопелагической фауны, связанной с обитанием на нижней поверхности льда, а также получения информации о гидрофизических и гидрохимических характеристиках контактного слоя «вода-лед» (слой «прилипания»), в лагере «Иван Папанин» были организованы водолазные погружения под лед. Для этого, в молодом льду толщиной 120 см была сделана лунка, оформленную по всем мерам предосторожности и требованиями «Правил организации труда на водолазных работах». Водолаз (Ю.Евдокимов) провел сборы проб планктона сачком с входным отверстием 20х40 см и фильтрующим конусом из капронового сита с размером пор 150 мкм. Сбор проходил по нижней поверхности льда на расстоянии 10 м от лунки в одну сторону и столько же обратно, но по новой, не обловленной поверхности льда. Предварительный анализ собранного планктона показал, что в собранной пробе доминирует молодь амфиподы с размером тела 2-3 мм (предположительно, Apherusa glacialis). Помимо этого доминирующего вида по численности (в пробе было насчитано более 200 экземпляров) были встречены единичные экземпляры Oithona similes и Calanus glacialis.

В отобранной 200-мл шприцем водной пробе измеренная величина солености составила 16‰, что говорит о незначительном начале таяния в это время года в околополюсном районе СЛО.