Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин

Диссертация: Исследование дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящее время на шельфах арктических и замерзающих морей умеренных широт увеличивается хозяйственная деятельность, связанная с открытием и освоением нефтегазовых месторождений, проектированием, строительством и обеспечением ледостойких сооружений, операциями флота, планированием мероприятий по борьбе с аварийными разливами нефти. Научная новизна работы заключается в том, что на основании… Читать ещё >

Исследование дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. ФАКТОРЫ, ФОРМИРУЮЩИЕ ДРЕЙФ ЛЬДА ОХОТСКОГО МОРЯ И
  • СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО ШЕЛЬФА О. САХАЛИН
    • 1. 1. Атмосферные процессы северо-восточного шельфа о. Сахалин
    • 1. 2. Циркуляция вод северо-восточного шельфа о. Сахалин
    • 1. 3. Основные закономерности формирования ледяного покрова северовосточного шельфа о. Сахалин
  • 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕЙФА ЛЬДА
    • 2. 1. Методики наблюдений за дрейфом льда с использованием ТВ-снимков с ИСЗ, РЛС и буев ARGOS
    • 2. 2. Методика обработки временных рядов наблюдений за дрейфом льда, полученных с помощью РЛС
  • 3. АНАЛИЗ ДРЕЙФА ЛЬДА ОХОТСКОГО МОРЯ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО ШЕЛЬФА О. САХАЛИН
    • 3. 1. Данные, использованные в работе
    • 3. 2. Анализ дрейфа льда Охотского моря
    • 3. 3. Изменчивость характеристик суммарного дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин
    • 3. 4. Продолжительность дрейфа
    • 3. 5. Корреляционная и спектральная структура дрейфа льда
  • 4. ВЕТРОВОЙ ДРЕЙФ ЛЬДА И ЕГО МОДЕЛИРОВАНИЕ
    • 4. 1. Ветровые коэффициенты и углы отклонения дрейфа льда
    • 4. 2. Типизация дрейфа льда на северо-восточном шельфе о. Сахалин

В настоящее время на шельфах арктических и замерзающих морей умеренных широт увеличивается хозяйственная деятельность, связанная с открытием и освоением нефтегазовых месторождений, проектированием, строительством и обеспечением ледостойких сооружений, операциями флота, планированием мероприятий по борьбе с аварийными разливами нефти.

В связи с открытием месторождений в Охотском море на шельфе о. Сахалин и активизацией деятельности на этой акватории возникла необходимость комплексного изучения гидрометеорологических факторов, влияющих на выбор проектных решений и планирования строительства.

Основным действующим гидрометеорологическим фактором в замерзающих морях в зимний период является ледяной покров, динамика которого определяет выбор многих проектных решений.

Дрейф льда Охотского моря, которое отличается суровыми ледовыми условиями, имеет ряд особенностей, которые определяют выбор проектных решений-и планирование строительства и операций флота.

Цель данной работы: исследовать закономерности дрейфа льда Охотского моря и северо-восточного шельфа о. Сахалин, оценить изменчивость параметров дрейфа льда, создать модель перемещения ледяного покрова. Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи:

— провести анализ параметров дрейфа льда Охотского моря;

— выделить характерные особенности дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин;

— определить пространственно-временную изменчивость параметров дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин;

— определить параметры продолжительности дрейфа льда отдельных градаций;

— определить параметры непрерывной продолжительности дрейфа льда;

— определить изменчивость продолжительности малоподвижного ледяного покрова;

— определить параметры ветрового дрейфа;

— исследовать корреляционные и спектральные характеристики дрейфа льда;

— провести ситуационное моделирование дрейфа льда.

Научная новизна работы заключается в том, что на основании многолетних исследований дрейфа льда на акватории северо-восточного шельфа о. Сахалин с помощью различных инструментальных методов получены и обобщены параметры, характеризующие динамику льда данного района, создана ситуационная модель перемещения ледяного покрова.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась использованием обширного натурного и экспериментального материала и применением современных методов математической обработки.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты позволяют принимать более экономичные проектные решения, с наименьшими затратами планировать операции по строительству и обеспечению ледостойких сооружений, планировать мероприятия по борьбе с аварийными разливами нефти.

Основные результаты работы внедрены в практику и были использованы при составлении технико-экономических обоснований и технико-экономических расчетов по освоению месторождений на северо-восточном шельфе о.Сахалин.

Основные научные результаты исследований докладывались и обсуждались: на Всесоюзной конференции «Морские льды и хозяйственная деятельность на шельфе» (Мурманск, 1989 г.) — на международных симпозиумах «Okhotsk Sea and Sea Ice» (Mombetsu, 1991, 93, 94, 95, 96, 97, 98 гг.) — на международной конференции «Port and Ocean Engineering under Arctic.

Conditions" (Hamburg, 1993 г.) — на международной конференции «Okhotsk Sea and Adjacent Areas» (Владивосток, 1995 г.) — на международной конференции «International Offshore and Polar Engineering» (Montreal, 1998 г.).

Основные результаты работы опубликованы в 10 статьях и докладах.

Личный вклад диссертанта заключается в исследованиях, выполненных в соавторстве и лично, в постановке задач, теоретическом обобщении полученных результатов, разработке ситуационной модели дрейфа льда.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения объемом 114 стр. машинописного текста, включает 47 рисунков, 21 таблицу.

Список литературы

состоит из 91 наименования, из них 19 иностранных.

Заключение

.

В результате проведенных исследований получены следующие результаты, которые могут быть использованы при решении задач, связанных с проектированием, строительством и обеспечением морских ледостойких платформ, операциями флота, планированием мероприятий по борьбе с аварийными разливами нефти:

Характерной особенностью дрейфа льда северо-восточного шельфа О. Сахалин является то, что внутрисуточная изменчивость определяется приливными явлениями, а генеральный дрейф определяется господствующими ветрами и постоянными течениями.

Средние суммарные скорости дрейфа льда изменяются в пределах 3050 см/с, максимальные достигают 200 см/с. В течение сезона с января по март суммарные скорости уменьшаются вследствие увеличения сплоченности и толщины льда, а в мае увеличиваются, вследствие таяния и роста раздробленности. Главная ось суточного годографа дрейфа льда ориентирована по направлениям ССЗ-ЮЮВ. При отливе вектор дрейфа льда направлен на север, во время прилива на юг. Генеральный дрейф льда лежит в русле Восточно-Сахалинского течения и направлен на ЮЮВ.

Получены данные, дополняющие общую картину генерального дрейфа льда Охотского моря.

Остаточная компонента вектора суммарного дрейфа льда в течение сезона уменьшается. Расчет приливной компоненты показал, что максимальные скорости приливного дрейфа льда наблюдаются в январе и мае.

Максимальная продолжительность дрейфа льда отдельных градаций не превышает 11 часов, продолжительность малоподвижного льда в марте может достигать 24 часов.

Корреляционный и спектральный анализ структуры дрейфа льда показал, что внутрисуточную изменчивость параметров дрейфа льда формируют приливные течения.

Получены и обобщены параметры ветрового дрейфа льда для северовосточного шельфа о. Сахалин и их изменение в течение сезона. Показано, что различие во влиянии ветра на дрейф льдов различной толщины достигает 35%.

Созданная ситуационная модель перемещения ледяного покрова основана на типовых ситуациях, наблюдаемых при определенных анемобарических и гидрологических условиях. Модель определяет: на какое расстояние, и в каком направлении ледяной покров может переместиться за сутки.

По мнению автора следующим шагом в моделировании ледовых процессов на северо-восточном шельфе о. Сахалин должна стать единая термодинамическая модель, способная воспроизвести состояние льда на данной акватории. Модель должна учитывать как анемобарические и гидрологические условия, так и морфометрические параметры дрейфующего льда. Представленная в данной работе попытка ситуационно-вероятностного моделирования основана на типовых ситуациях, наблюдаемых при определенных анемобарических и гидрологических условиях, что может оказать существенную помощь в планировании мероприятий по борьбе с аварийными разливами нефти. Помимо точности прогностической информации успешность применения разработанной модели существенно зависит от достоверности оценки объемов аккумулированной нефти и степени изученности процесса взаимодействия нефти со льдом при различных граничных условиях, а также от изменения характера дрейфа льда, аккумулировавшего в себя углеводороды. Попытки смоделировать эти явления наталкиваются на вполне определенные трудности, основной из которых является недостаток натурных данных.

Аварийные загрязнения морей с ледяным покровом на нефтедобывающих платформах, танкерах, подводных трубопроводах, вероятно, будут связаны с серьезными экологическими последствиями и экономическими потерями нефтегазодобывающих предприятий и фирм.

Теоретические, лабораторные исследования и натурные эксперименты помогут разработать модель разлива нефти и рассчитать параметры дрейфа льда, загрязненного нефтью, на основе чего могут быть разработаны оптимальные способы ликвидации экологических катастроф, связанных с нефтезагрязнением.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Е.И. Изменение ледовитости и положения кромки льда в Японском и Охотском морях в весенне-летнее время. Труды ГОИН, Вып.54, М, ГМИ, 1960 г, с. 22−34.
  2. Е.И. О возможности предсказания положения кромки льда в Охотском море и Татарском проливе на весенние месяцы. Труды ГОИН, Вып.76, М., ГМИ, 1964 г., с. 104−126.
  3. В.Н., Сурков Г. А., Трусков П. А. Торосы и стамухи Охотского моря СПб., Прогресс-Погода, 1997, 197 с.
  4. Г. М. К вопросу о прогнозировании ледовитости Охотского и Берингова морей. Труды ДВНИИ, 1970, вып.30.
  5. Ю.И. Дрейф льда на судоходных трассах, прилегающих к острову Сахалин. Труды ЦИП, Вып. 142, М., ГМИ, 1965 г., с. 21−24.
  6. В.Х. Закономерности и причины дрейфа льда в некоторых частях Мирового океана. «Геофизика», № 10, 1960 г.
  7. В.Х. О дрейфе льдов в Арктическом бассейне. Сб. Геогр. Общ., Том XII, 1957 г.
  8. В.Д. Закономерности формирования океанологических условий в прибрежных промысловых районах О.Сахалин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.г.н., Владивосток, ДВНИИ, 1979 г.
  9. A.B., Волков H.A., Гудкович З. М., Лощилов B.C. Результаты экспедиционных исследований дрейфа и динамики ледяного покрова в Арктическом бассейне весной 1961 г. Труды ААНИИ, № 257, 1967 г.
  10. Н.П., Стахевич B.C. Руководство по обработке и предсказанию приливов. Л., Изд. Гл. Упр. ВМФ 1941 г., 347 стр.
  11. П.Волков H.A., Гудкович З. М. Основные итоги изучения дрейфа льдов в Арктическом бассейне. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.27, 1967 г.
  12. Р.Г. Теория дрейфа ледяных полей. Проблемы Арктики, № 4, 1941 г.
  13. Р.Г., Чаплыгина Е. И. О ветровом дрейфе воды и ледяных полей. Проблемы Арктики, № 9, 1940 г.
  14. Р.Г., Чаплыгина Е. И. Свободный дрейф ледяных полей. Проблемы Арктики, № 11, 1940 г.
  15. Ю.А., Кулаков И. Ю., Лосев С. М. Изучение движения льдов в Северном Ледовитом океане с помощью буев ПГЭП. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.62, Л., ГМИ, 1986 г., с.96−103.
  16. П.А. Дрейф льдов в центральной части Северного Ледовитого океана. Проблемы Севера, вып.1, 1958 г.
  17. П.А. Некоторые характеристики дрейфа льда в реальных условиях. Проблемы Арктики, № 6, 1941 г.
  18. З.М. К изучению не ветровой составляющей дрейфа льда. Проблемы Арктики, № 5, 1957 г.
  19. З.М. Корреляционный метод обработки данных наблюдений за дрейфом льда. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.21, 1965 г., с.56−59.
  20. З.М., Войнов Г.Н., .Лосев С. М К методике расчета максимальных скоростей дрейфа льда. В книге «Режимообразующие факторы, информационная база и методы ее анализа» Л., ГМИ, 1989, стр.232−237.
  21. З.М., Николаева, А .Я. Некоторые результаты изучения дрейфа льдов с помощью дрейфующих радиовех. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.8, 1961 г.
  22. H.H. К вопросу о движении льдов под влиянием ветра. Проблемы Арктики, № 1, 1934 г.
  23. H.H. Льды Арктики. М., Изд. Главсевморпути, 1944, 360 с.
  24. М.В. Некоторые результаты наблюдений над дрейфом льда. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.35, 1970 г.
  25. Кан С. И. Прогноз и расчет ледовых характеристик в Охотском море. -Труды ЦИП, 1966 г., Вып. 156.
  26. А.И. Предвычисление сезонного хода ледовитости Охотского моря. Труды Гидрометцентра СССР, 1983 г., Вып.225, с.77−84.
  27. В.А., Бородачев В. Е. Структура ледяного покрова Охотского моря. Труды ААНИИ, Т.418, Л., ГМИ, 1990, с. 37−47.
  28. В.А., Синюрин Ю. Н. Постоянные разряжения ледяного покрова в открытых районах Охотского моря. Метеорология и гидрология, № 11, 1982 г., стр. 76−81.
  29. В.К. Спектральный анализ процессов и полей. М. Наука, 1973 г., 188 стр.
  30. А.Н. Сезонные и межгодовые изменения ледовитости и положения кромки льда на дальневосточных морях в связи с особенностями атмосферной циркуляции. Труды ГОИН, 1964, вып.71, с. 11−19.
  31. К.И. Основные положения методики долгосрочных ледовых прогнозов для Охотского моря. Труды НИУ ГУГСМ, Вып. 12, 1946 г., с.37−51.
  32. А.К. Региональная океанология Л., ГМИ, 1964.
  33. Лоция Охотского моря, М., 1974 г., 336 с.
  34. Лучин В. А Оценка достоверности гармонических постоянных приливных течений. Труды ДВНИИ, Вып.36, Л., ГМИ, 1987 г., с. 13−22.
  35. В. А. Циркуляция вод Охотского моря и особенности ее внутригодовой изменчивости по результатам диагностических расчетов. Труды ДВНИИ, Вып.36, Л., ГМИ, 1987 г., с. 3−13.
  36. Методическое письмо по вероятностному анализу векторных временных рядов скоростей течений и ветра. Л., ГМИ, 1984, 62 с.
  37. К.В. Новая схема поверхностных течений Охотского моря «Океанология» № 4 1964 с. 641−643.
  38. Основные гидрометеорологические характеристики северо-восточного побережья Сахалина и примыкающей шельфовой зоны. СахУГКС, Южно-Сахалинск, 1972 г., 12 с.
  39. В.И. Аналитические методы учета колебаний уровня воды. Л., 1982 г., 265 стр.
  40. А.Г. Методика численного расчета параметров дрейфа льда в Охотском море. Архив ДВНИГМИ (рукопись), 1982 г., 76 с.
  41. А.Г. Формирование ледяного покрова Охотского моря и его численное моделирование. (осенне-зимний период) Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.г.н. Владивосток, 1986 г., 28 с.
  42. А.Г. Численное моделирование осенне-зимних гидрологических процессов на Охотском море. Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Ледовые прогнозы и расчеты», Л., 1984 г., с.53−59.
  43. В.В. Прогноз полей ледовых элементов физико-статистическим методом. Труды ДВНИИ, 1983 г., Вып.96.
  44. В.В., Лучин В. А. Некоторые особенности влияния температуры воды на ледовые условия Охотского моря. Труды ДВНИИ, Вып.36, Л., ГМИ, 1987 г., с. 41−48.
  45. В.В., Фирсов П. Б. Прогноз смещения кромки льда в северной части Охотского моря физико-статистическим методом. Труды ДВНИИ, Вып.83, 1981 г., с.10−14.
  46. B.B., Фирсов П. Б. Прогноз среднедекадного положения кромки льда в Охотском море с заблаговременностью одна и две декады (Методическая записка). Архив ДВНИГМИ, 1982 г., 44 с.
  47. В.В., Якунин В. В. Опыт разработки физико-статистической схемы прогноза площади зоны тяжелого льда в Охотском море. Труды ДВНИИ, вып.86, 1980 г., с.127−133.
  48. В.В., Якунин Л. П. Применение физико-статистической модели для прогноза ледовитости Охотского моря. Труды ДВНИИ, Вып.87, Д., ГМИ, 1980 г., с.79−85.
  49. С.А., Трусков П. А., Якунин Л. П. Исследование дрейфа льда на шельфе о.Сахалин с помощью методов радиолокации. Труды ДВНИИ Вопросы океанографии Дальневосточных морей. Л., ГМИ, 1987, с.49−52.
  50. A.M. Формирование стамух и воздействие их на морское дно в условиях шельфа северного Сахалина. Автореферат на соискание ученой степени к.г.н. Владивосток: ТОЙ, — 1990. — 23 с.
  51. Рекомендации по расчету максимальной скорости дрейфа льда в шельфовой зоне морей СССР. Л., ротапринт ААНИИ, 1984 г.
  52. В.А., Трапезников Ю. А. Вероятностные модели океанологических процессов. Л., ГМИ, 1990 г., 272 с.
  53. Руководство по расчету элементов гидрологического режима в прибрежной зоне морей и в устьях рек при инженерных изысканиях. М., ГМИ, 1973 г. 536 с.
  54. P.M. Наиболее вероятные значения прочности морского льда на шельфе Сахалина. Науч. тр. ВНИИморгео: Гидрометеорологическое обеспечение работ по освоению шельфа морей СССР. Рига, 1986, с.52−58.
  55. P.M. Прочность льда в прибрежной зоне моря. Труды ДВНИИ, Л., ГМИ, 1986 г., Вып.36, с. 79−86.
  56. P.M. Распространение и устойчивость припая у берегов Сахалина. -Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.г.н., Южно-Сахалинск, 1984,21 с.
  57. Г. А. Прогноз ледовитости Охотского моря. Методическая записка: Владивосток, ФОЛ ДВНИИ, 1977.
  58. Л.А., Хейсин Д. Е. Динамика морских льдов (математические модели) Л., ГМИ, 1987 г, 272 с.
  59. П.А., Бекецкий С. П., Абраменко С. Е., Особенности суммарного Дрейфа сплоченных льдов в прибрежной зоне моря. Материалы гляциологических исследований. Вып.68, М., 1990 г., стр. 110−113.
  60. И.Е., Петров А. Г. Численная модель осенне-зимних ледовых явлений. Труды ДВНИИ, Вып.91, Л., ГМИ, 1980 г., с.3−12.
  61. В.В. Физика моря. М., Изд. Академии наук, 1953, 940 с.
  62. В.Н. К расчету кромки льда на навигационных трассах Охотского моря. Труды ЦИП, Вып.142, М., ГМИ, 1965 г., с. 16−20.
  63. В.Н. Расчет кромки льда в Охотском море. Труды ЦИП, Вып. 146, М., ГМИ, 1965 г., с. 98−106.
  64. Л.П. Атлас границ распространения крупных форм льда Дальневосточных морей России. ТОЙ ДВО РАН, Владивосток, 1995 г., 57 с.
  65. Л.П. Атлас ледовитости Дальневосточных морей СССР. Под ред. Плотникова В. В., ПОП ПУГКС, Владивосток, 1987 г., 78 с.
  66. Л.П. Влияние стока реки Амур на ледообразование в Амурском лимане. Труды ДВНИГМИ, Вып.50, Л., ГМИ, 1975 г., с.66−70.
  67. Л.П. Количество льда и затраты тепла на его таяние в Дальневосточных морях СССР. Проблемы Арктики и Антарктики, Вып.62, Л., ГМИ, 1986 г., с.93−96.
  68. Л.П. Ледовые исследования на дальневосточных морях. Труды ДВНИИ, 1979, вып.77.
  69. Jl.П. Оценка элементов теплового баланса Охотского моря с учетом ледяного покрова. Труды ДВНИГМИ, Вып.45, Л., ГМИ, 1974 г., с.36−45.
  70. Akagawa М. Characteristics of oceanographic conditions in the Okhotsk sea and meteorological conditions over Far East in November. The Oceanogr. Mag., 1977, V.28, N. l-2, p.11−21.
  71. Alfultis M.A., Martin S. Satellite passive Microwave studies of the Sea of Okhotsk ice cover and its relation to oceanic processes, 1978−1982. Jorn. Of Geophys. Res, V.92, No. C12, 1987, pp. 13 013−13 028.
  72. Browne I. Ice drift in the Arctic Ocean. Trans. Amer. Geophys. Union, V.40, No.2, 1959.
  73. Croasdale K.R. Sea Ice Mechanics A General Overview. «MTS Journ.», 1984, vol.18, № l, p.p. 8−16.
  74. Fukutomi I, Kusunoki K. and Tabata T. Some measurement of the wind pressure drift of sea ice. Low temp. sci. ser. «a», No.6, 1951.
  75. Kimura T. Ice Movement in Okhotsk Sea. Tanki, 1980, Vol. 27, № 11, pp. 827 830.
  76. Parkinson L. C, Gratz A.J. On the seasonal sea ice cover of the sea of Okhotsk. «J. of Geophys. Res.», 1984, Vol.88, N.5, pp.2793−2802.
  77. Sverdrup H.U. The wind-drift of the ice in the North Siberian Shelf. The Norw. North. Polar Expedition with the «Mand». 1918−1925. Sci. Res. V. IV, N. l, 1928, Bergen.
  78. Tabata T. Sea Ice Reconnaissance by Radar. Journal of Glaciology, Vol.15, № 73, 1975, pp. 215−224.
  79. Tabata T., Ishikawa M., Oi M., Fukushi H., Aota M., Kawamura T. Distribution of pack ice off Okhotsk sea coast of Hokkaido observed with sea ice radar network. Jan.-Apr., 1976, Low Temperature Science, Ser. A, 34. Data Report.
  80. Tabata T., Ishikawa M., Oi M., Fukushi H., Aota M., Kawamura T. Distribution of pack ice off Okhotsk sea coast of Hokkaido observed with sea ice radar network. Jan.-Apr., 1975, Low Temperature Science, Ser. A, 33, Data Report.
  81. Tabata T., Observation of deformation and movement of ice field with the sea ice radar network. Sea ice conference proceedings. Reykjavik, 1972, pp.72−79.
  82. Tabata T., Radar network for drift ice observation in Hokkaido. Sea ice conference proceedings. Reykjavik, 1972, pp.67−71.
  83. Wakatsuchi M., Oshima K.I. Observation of Ice-Ocean Eddy Streets in the Sea of Okhotsk off the Hokkaido Coast Using Radar Images. Journal of Physical Oceanography, Vol.20, № 4, 1990, pp. 585−599.
  84. Watanabe K. Drift velocities of ice mesures from air and current inducted components. Study on sea ice in Okhotsk (II). Oceanogr. Mag., Vol. 14, No. l, 1962.
  85. Watanabe K. Summary of drift ice in the Okhotsk Sea. «Physics of Snow and Ice», edited by Oura H., Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University, Sapporo, Japan, 1967, pp.667−686.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!