Анализ высоты ветровых волн и продолжительности безледного периода вдоль Северного морского пути с 1979 по 2021 гг.

   Работа посвящена анализу ветровых волн в арктических морях России вдоль Северного морского пути (СМП). Данные о параметрах ветрового волнения получены на основе спектральной модели WAVEWATCH III, о ветре и концентрации морского льда – из реанализа NCEP/CFSR/CFSv2 за период с 1979 по 2021 гг. Получены оценки распределения средней, максимальной и 95-го перцентиля высоты значительных волн и продолжительности безледного периода вдоль двух вариантов маршрута по СМП с шагом по пространству ~20 км. Также получены оценки трендов для рассматриваемых параметров за 43 года. Минимальное значение продолжительности безледного периода составляет около 30 суток и наблюдается на северном маршруте СМП в Восточно-Сибирском море. На южном маршруте минимальная продолжительность не опускается ниже 65 суток. Среднемноголетняя высота волн в безледный период превышает 2 м в Баренцевом море, 1,6 м в Чукотском и не превышает 1,2 м на остальном протяжении маршрута. Максимальная высота волн и 95-й перцентиль высоты волн существенно меньше на южном маршруте. На всем протяжении СМП тренды для продолжительности безледного периода положительны и составляют 15–20 суток за 10 лет, а максимальные значения тренда наблюдаются к северу от Новой Земли и составляют 52 дня за 10 лет. Минимальные значения трендов продолжительности безледного периода наблюдаются в районе пролива Вилькицкого и в северо-восточной части Карского моря. Максимальный тренд для высоты волн в безледный период наблюдается в восточной части Восточно-Сибирского моря и достигает 0,33 м за 10 лет на северном и 0,12 м за 10 лет на южном маршрутах СМП.

1. Алексеев Г.В., Радионов В.Ф., Александров Е.И. и др. Изменения климата Арктики при глобальном потеплении // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 1(103). С. 33–41.

2. Воронина С.А., Порфирьев Б. Н., Семикашев В.В. и др. Последствия изменений климата для экономического роста и развития отдельных секторов экономики Российской Арктики // Арктика: экология и экономика. 2017. № 4(28). С. 4–17. DOI: 10.25283/2223-4594-2017-4-4-17.

3. Вражкин А.Н. Режим волнения морей восточной Арктики в начале XXI столетия // Труды ДВНИГМИ. 2017. Вып. 155. С. 164–177.

4. Гурлев И.В., Макоско А.А., Малыгин И.Г. Анализ состояния и развития транспортной системы Северного морского пути // Арктика: экология и экономика. 2022. Т. 12. № 2(46). С. 258–270. DOI: 10.25283/2223-4594-2022-2-258-270.

5. Зеленков М.Ю. Транспортно-логистическая система Северного морского пути: перспективы, проблемы и пути их решения // Арктика: экология и экономика. 2019. № 4(36). С. 131–140. DOI: 10.25283/2223-4594-2019-4-131-140.

6. Кибанова О.В., Хон В.Ч., Мохов И.И., Елисеев А.В. Изменения продолжительности навигационного периода Северного морского пути в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей: байесовские оценки // Доклады РАН. 2018. T. 481. № 1. C. 89–94.

7. Мохов И.И., Хон В.Ч. Продолжительность навигационного периода и ее изменения для Северного морского пути: модельные оценки // Арктика: экология и экономика. 2015. № 2(18). С. 88–95.

8. Мохов И.И., Хон В.Ч., Прокофьева М.А. Новые модельные оценки изменений продолжительности навигационного периода для Северного морского пути в XXI веке // Доклады РАН. Науки о Земле. 2016. Т. 468. № 6. С. 699–704.

9. Мохов И.И., Погарский Ф.А. Изменения режимов морского волнения в Арктическом бассейне при изменениях климата в XXI веке по модельным расчетам // Доклады РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 496. № 2. С. 189–193. DOI: 10.31857/S2686739721020134.

10. Мысленков С.А. Моделирование ветрового волнения в море Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском морях // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2023. № 1(387). С. 87–101. DOI: 10.37162/2618-9631-2023-1-87-101.

11. Нестеров Е.С. Ветровое волнение в Арктических морях (обзор) // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2020. № 3(377). С. 19–41.

12. Огородов С.А., Шабанова Н.Н., Кессель А.С. и др. Изменение гидрометеорологического потенциала термоабразии берегов морей Российской Арктики // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: Геогр. 2022. № 1. С. 26–42.

13. Осипова Е.Э., Смирнов С.В., Хаирова Т.А. Предпосылки развития экспорта Российской Арктики, каботажных перевозок и проектных грузов для арктических проектов // Арктика и Север. 2019. № 37. С. 5–21. URL: https://www.arcticandnorth.ru/article_index_years.php?ELEMENT_ID=341224.

14. Плотников В.В., Вражкин А.Н., Мезенцева Л.И. и др. Изменчивость гидрометеорологического режима морей восточного сектора Арктики (Восточно-Cибирское, Чукотское) в современный период // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 7. С. 103–115.

15. Правила разработки и проведения морских операций НД № 2-090601-010. Российский морской регистр судоходства. СПб., 2022. 142 с.

16. Ростов И.Д., Ростова Е.В., Воронцов А.А. Тенденции климатических изменений термических условий моря Лаптевых за последние 37 лет // Вестник Дальневосточного отделения РАН. 2019. № 1. С. 97–107.

17. Тойменцева И.А., Федоренко Р.В. Перспективы развития транспортно-логистической инфраструктуры Северного морского пути в рамках программы «один пояс, один путь» // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. 2023. Т. 2. № 1(51). С. 140–149. DOI: 10.51965/2076-7919_2023_2_1_140.

18. Третьяков В.Ю., Фролов С.В., Сарафанов М.И. Изменения ледовых условий плавания по маршруту Обская губа – Берингов пролив за 1998–2018 гг. // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019. Т. 12. № 3. С. 65–75.

19. Шабанов П.А. Изменения продолжительности безледного периода в прибрежной зоне Карского моря по спутниковым данным // Океанология. 2022. Т. 62. № 4. С. 518–531.

20. Шалина Е.В. Изменение ледовитости Северных морей России и оценка доступности Северного морского пути по данным спутникового мониторинга // Исследование Земли из космоса. 2015. № 4. С. 67. DOI: 10.7868/S0205961415040090.

21. Cabral I.S., Young I.R., Toffoli A. Long-Term and Seasonal Variability of Wind and Wave Extremes in the Arctic Ocean, Front. Mar. Sci., 2022, vol. 9, p. 80, DOI: 10.3389/fmars.2022.802022.

22. Chiroşcă A.-M., Rusu L. Characteristics of the Wind and Wave Climate along the European Seas Focusing on the Main Maritime Routes, Journal of Marine Science and Engineering, vol. 10(1), p. 1–22, DOI: 10.3390/jmse10010075.

23. Ivanov V. Arctic Sea Ice Loss Enhances the Oceanic Contribution to Climate Change, Atmosphere, 2023, vol. 14, 409, DOI: 10.3390/atmos14020409.

24. Khon V.C., Mokhov I.I., Semenov V.A. Transit Navigation through Northern Sea Route from Satellite Data and CMIP5 Simulations, Environ. Res. Lett., 2017, vol. 12, 024010.

25. Li J., Ma Y., Liu Q. et al. Growth of wave height with retreating ice cover in the Arctic, Cold Reg. Sci. Technol., 2019, vol. 164, p. 102790, DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.102790.

26. Myslenkov S., Platonov V., Kislov A. et al. Thirty-Nine-Year Wave Hindcast, Storm Activity, and Probability Analysis of Storm Waves in the Kara Sea, Russia, Water, 2021, vol. 13(5), 648, DOI: 10.3390/w13050648.

27. Myslenkov S., Samsonov T., Shurygina A. et al. Wind waves web atlas of the Russian seas, Water, 2023, vol. 15(11), 2036, DOI: 10.3390/w15112036.

28. Myslenkov S., E. Kruglova, A. Medvedeva et al. Number of storms in several Russian seas: Trends and connection to large-scale atmospheric indices, Russian Journal of Earth Sciences, 2023, vol. 23, no. 3, p. ES3002.

29. Sharmar V., Markina M. Evaluation of interdecadal trends in sea ice, surface winds and ocean waves in the Arctic in 1980–2019, Russian Journal of Earth Sciences, 2021, vol. 21(2), p. 1–11, DOI: 10.2205/2020ES000741.

30. Soomere T., Eelsalu M. On the wave energy potential along the eastern Baltic Sea coast, Renewable Energy, 2014, vol. 71, p. 221–233.

31. Tolman H. The WAVEWATCH III Development Group User Manual and System Documentation of WAVEWATCH III Version 6.07, Tech. Note 333, March 2019, NOAA/NWS/NCEP/MMAB 2019.

32. Waseda T., Webb A., Sato K. et al. Correlated increase of high ocean waves and winds in the ice-free waters of the Arctic ocean, Sci. Reports, 2018, vol. 8, 4489.