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

4.2.1. 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.

4.2.2. 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. 

Приборы и оборудование.

Для производства работ были использованы следующие приборы и оборудование:

• автоматическая метеостанция Huger(Германия). Измеряемые параметры: температура воздуха (диапазон измерений от – 50 до + 50 0С, точность 0.2 0С); относительная влажность воздуха (диапазон от 30 до 98 %, точность 5 %); атмосферное давление (диапазон от 300 до 800 мм рт. ст., точность 1.5 мм); скорость ветра (от 1.5 до 60 м/с, точность 0.5+0.05V м/с); направление ветра (от 00 до 3590, с точностью 100);
• стандартный полупроводниковый пиранометр в карданном подвесе (М-115). Спектральный диапазон 300-3000 нм, энергетическая чувствительность не менее 11.06 мкВ/(Вт*м-2);
• электронный цифровой датчик температуры для измерения температуры в толще снега (GTH-175/MO, Greisinger Electronic Inc., Germany). Разрешение – 0.1 0С, точность – 0.1 0С;
• электронный цифровой датчик температуры для измерения температуры в толще снега (ТЦМ 9210 М4, ООО «Элемер», Россия). Разрешение 0.1 0С, точность 0.10С;
• 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). Коэффициент преобразования к световому потоку 201.74 мкМоль*с-1*м-2/мкА-1, спектральный диапазон 400-700 нм;
• 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.

4.2.4. 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. Дискретность измерений установленной автоматической метеостанции составляла 5 минут. Наблюдения за метеорологической дальностью видимости, облачностью (балл, форма, ВНГО). Дискретность стандартных метеонаблюдений составляла 6 часов (стандартные метеорологические сроки).

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»). Ориентация маршрутов выбиралась исходя из соображений соответствия, т.е. наиболее полного и точного описания картины изменения толщин снега в районе работ.  Каждый профиль имел длину не менее 250 метров, на нем каждые 10 м проводились измерения толщины снега и альбедо поверхности, а каждые 50 м  - измерения интегральной плотности снега.

Перечень выполненных работ.

Перечень работ, выполненных метеорологическим отрядом в лагерях «Эрнест» и «Петр» в период проведения экспедиции ПАЛЭКС-2007 представлены в таблице1.

Таблица 1. Метеорологическая информация.

4.2.6. 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. Общий характер циркуляционных условий состоял в следующем. В районе Исландской энергоактивной зоны происходили мощные процессы циклогенеза, характерные для этого периода года. Ложбина низкого давления протягивалась от Исландии вдоль Гренландии через архипелаг Шпицберген на острова Новая Земля. В этом направлении проходили циклонические серии. Движение циклонов и их развитие носили пульсирующий характер. Отмечались резкие ускорения и ослабления движения центров циклонических вихрей, их углубление или заполнение.

В период 12 по 17 апреля погодные условия в районе работ экспедиции определялся приходом глубокого циклона с Атлантики. Атмосферное давление составляло 971-998 мб, погода характеризовалась сплошной облачностью, метелями и снегопадами, порывистым ветром 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. Погодные условия характеризовались сменой сплошной облачности на облачность с прояснениями, северным ветром 5-10 м/с, а с 21.04 – слабым южным ветром. Временами шел небольшой снег. 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. Погода облачная с метелями и небольшими осадками. Ветер сначала северо-западного, а затем северо-восточного направления со скоростью  5-10 м/с. Температура воздуха понизилась и составила –13… -15 0С.

Детальный ход метеорологических элементов: температуры воздуха, влажности воздуха, атмосферного давления, направления и скорости ветра, балла общей облачности за весь период метеорологических наблюдений в районе работ, а также данные маршрутных снегосъемок, проведенных в период экспедиции, представлены в приложения.

4.2.7. Стандартные метеорологические наблюдения.

 Все многообразие исследуемых в экспедиции природных процессов тесно взаимосвязано, а в некоторых случаях на и прямую зависит от метеорологических условий, без  учета которых нельзя адекватно отразить природу происходящих явлений.

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. Подробные данные приведены в Таблице 2 (Приложение) (данные срочных наблюдений на сателлите «Эрнест»).

4.2.8. 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. Данные снегосъемок приведены в Таблице 3 (Приложение).

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%.