Дневники экспедиций
Владимир Владимирович Иванов
© из личного архива

Владимир Иванов: Для того чтобы двигать науку, нужно приложить большие усилия

Научные экспедиции в рамках российско-американской программы АВЛАП/NABOS уже в течение нескольких лет проводят исследования, которые помогают ответить на вопрос, что происходит в атмосфере, льдах и водах Северного Ледовитого океана. О том, какие исследования проводились в 2015 году на борту научно-экспедиционного судна Арктического и антарктического научно-исследовательского института «Академик Трёшников», какое влияние на климат может оказать таяние льдов и как работается в многонациональном коллективе, порталу arctic.ru рассказал научный руководитель экспедиции Владимир Иванов.

Совсем недавно завершилась совместная российско-американская экспедиция АВЛАП/NABOS-2015. Расскажите, в чём суть этой программы.

Программа под названием АВЛАП/NABOS (русская аббревиатура расшифровывается как «Атлантическая вода в море Лаптевых», латинская — Nansen Amundsen Basins Observation System) была запущена в 2002 году. Тогда прошла первая, пилотная экспедиция. Если коротко, основной целью программы является долговременный мониторинг распространения тёплых атлантических вод в Северном Ледовитом океане.

Надо сразу отметить, почему это важно. Дело в том, что климат Северного Ледовитого океана в значительной степени определяется переносами тепла из умеренных широт — как в атмосфере, так и в океане. Самый мощный перенос тепла в океане связан с потоком атлантических вод (АВ), являющимся продолжением Северо-Атлантического течения. АВ проникают в Северный Ледовитый океан и способствуют формированию в глубинных слоях океана теплого слоя воды, который отделён от ледяного покрова холодными поверхностными водами.

Поскольку влияние потоков тепла из умеренных широт очень важно для формирования климата Арктики (как в водной толще, так и в атмосфере), то любые изменения, которые происходят внутри этой системы, требуют серьёзного изучения. Именно на это и направлена совместная российско-американская программа АВЛАП/NABOS. Хочу подчеркнуть, что программа изначально задумывалась как комплексная. Другими словами, руководители проекта всегда старались по возможности максимально привлекать заинтересованных учёных к участию в этих экспедициях при условии, что приглашённые специалисты внесут свои научные идеи в организацию исследований.

Сколько человек в этом году принимало участие в экспедиции? Какие страны были представлены?

В этом году было 40 человек из семи стран: Россия, США, Великобритания, Польша, Германия, Южная Корея, Новая Зеландия. Больше всего членов экспедиции было из России. Традиционно экспедиция проходила на российском судне. В этом году это был «Академик Трёшников».

Обычно в дополнение к экспедиции мы устраиваем летнюю школу для студентов, молодых учёных и аспирантов из разных стран. Так что к нашей команде присоединялись около 15 студентов и четверо-пятеро преподавателей. Участники школы прослушивали курс лекций, проходили стажировку в научных подразделениях (отрядах) экспедиции. В этот раз, к сожалению, в силу ряда причин школу провести не удалось.

Коллектив экспедиции многонационален. Не сложно находить взаимопонимание?

Специфика таких экспедиций заключается в том, что люди могут говорить на разных языках, тем не менее друг друга понимают, что называется, на другом уровне. Потому что они все учёные и занимаются примерно одним и тем же делом. И это, конечно, очень упрощает общение.

Конечно, при отборе российских участников мы обращаем внимание на знание английского языка. Когда люди работают бок о бок, в любом случае им приходится постоянно общаться по рабочим вопросам. Обычно взаимопонимание устанавливается очень быстро, и проблем у нас никаких с общением и работой никогда не возникало.

Владимир Владимирович, расскажите про работы, которые велись в этом году.

Основная задача в этом году заключалась в подъёме и постановке притопленных автономных буйковых станций. Я объясню коротко, что это такое и почему это важно. Дело в том, что погодные условия в Арктике непростые. Даже летом исследования здесь проводить довольно трудно, а зимой эта ситуация ещё более усложняется. Экспедиции из-за льда проводить практически невозможно. Исключение составляют наши дрейфующие станции «Северный полюс». Однако в случае со станциями есть одна существенная проблема: станция дрейфует туда, куда, скажем так, ветер дует. А зачастую исследования нужно проводить не там, куда нас отнесёт ветер, а там, где это полезно с точки зрения получения новой научной информации.

В связи с этим существует пробел в зимних наблюдениях в Северном Ледовитом океане. Чтобы этот пробел восполнить, есть несколько способов. Один из них — это установка долгосрочных автономных станций, которые в течение нескольких месяцев, а иногда и лет постоянно проводят измерения и записывают информацию на электронную карту памяти. Другой способ — использовать дрейфующие буи. Они устанавливаются на льдину и, как наши полярные станции «Северный полюс», дрейфуют, а полученную информацию сразу же передают потребителям через спутник. Но здесь аналогичная проблема, о которой я уже сказал. В данной программе нас интересовали очень конкретные зоны переноса тёплых водных масс, поэтому мы воспользовались первым способом — установкой станций.

Сама по себе автономная станция — это трос, к которому снизу прикреплён якорь (металлический или бетонный блок) весом примерно одну тонну. Сверху к тросу присоединён металлический шар диаметром примерно полтора метра, внутри он пустой, поэтому остаётся на плаву. К тросу прикрепляются приборы, которые в течение длительного времени проводят измерения и записывают информацию на свои карты памяти. Благодаря наличию плавучего шара трос постоянно находится в вертикальном положении, несмотря на течение.

Проблема в том, что получаемую информацию сразу же передать через спутник нельзя, потому что верхний шар находится примерно на глубине 50 м от поверхности океана. В противном случае, если бы он находился на поверхности, станцию бы неминуемо сорвало движущимся льдом.

Во время экспедиции эта конструкция устанавливается в требуемой точке. Приборы выполняют измерения в автономном режиме в течение заданного времени (до 2013 года — один год, а теперь — два года). Получаемая информация о температуре, солёности, гидрохимических параметрах и динамике вод непрерывно записывается на карты памяти. И через два года судно возвращается в точку постановки, находит станцию, поднимает и считывает информацию, после чего она уже идёт в обработку. Вот такой алгоритм.

В этом году программа по поднятию и постановке таких станций была наиболее насыщенной. Так, было поднято восемь станций из девяти: одну не нашли. А поставили мы 13 новых станций. Для сравнения: в прошлых экспедициях, в период с 2002 по 2009 год, обычно мы поднимали около трёх станций, а ставили четыре-пять.

Хочу отметить, что у нас в команде была очень сильная техническая группа. Кажется, что подъём, спуск — всё это так легко и просто. На самом деле нет. Существует ограниченное число специалистов, техников высочайшего уровня, которые вообще в состоянии эти операции проводить. Я очень рад, что не один год с нами сотрудничают такие профессионалы. Потому что наука — это очень важно, но для того, чтобы науку двигать, нужна информация, а для её получения требуются большие усилия.

Как определяется место, куда опускаются автономные станции?

Нам известны общие океанографические условия в различных морях, в том числе и в морях Северного Ледовитого океана. То есть мы примерно знаем, где проходит основной поток атлантических вод, которые нас интересуют. Известно, что они проходят вдоль континентального склона примерно над глубиной дна 2 км. Существуют места, где этот поток разветвляется. В основном это связано с наличием глубоководных каньонов (Узкие понижения дна океана с глубинами более 300 м, расположенные в переходной зоне между материковым шельфом и глубоким океаном. — Прим. ред.). В районах каньонов обычно выделяется несколько струй, которые определённым образом взаимодействуют между собой и с другими водами. Это важные, ключевые места, где происходит наибольшая трансформация потока АВ при его движении в генеральном направлении с запада на восток. Чтобы получить общую картину — как происходит распространение этих вод, как они взаимодействуют с другими водными массами, как они влияют на лёд, атмосферу, мы устанавливаем станции именно в таких ключевых местах (потому что везде, к сожалению, установить невозможно).

Работы по исследованию изменений климата в рамках российско-американской программы ведутся не первый год. Можно ли уже сейчас по итогам наблюдений судить о том, что будет происходить с климатом в Арктике в ближайшие годы?

Вы знаете, я, наверное, не рискну однозначно утверждать, какой климат будет в Арктике в ближайшее время. Но могу высказать некоторые, как мне представляется обоснованные, предположения.

Примерно с 2000 года в Северном Ледовитом океане ускорилось летнее таяние льда. При этом следует понимать, что площадь открытой воды в конце лета не растёт поступательно год от года, а меняется разнонаправленно, но с общей тенденцией к уменьшению. Например, абсолютный минимум летней площади льда был отмечен в сентябре 2007 года, после чего наблюдалось частичное восстановление. Следующий абсолютный минимум случился в сентябре 2012 года. В 2013-2014 годах снова произошло частичное восстановление, однако в сентябре 2015 года площадь льда почти вернулась к уровню сентября 2011 года. То есть в этом году площадь льда в конце лета составила четвёртое по минимуму значение после 2012, 2007 и 2011 годов. С моей точки зрения, самое разумное предположение заключается в том, что на климат влияют как выбросы парниковых газов, так и естественная цикличность.

По поводу изменений структуры водной толщи. Вероятно, наиболее интересный результат, который мы отметили как в прошлой экспедиции АВЛАП/NABOS (в 2013 году), так и в этом году, заключается в том, что благодаря тому, что лед быстрее тает, большая площадь поверхности океана в Арктике оказывается свободной ото льда в течение более длительного промежутка времени в летний сезон. К чему это приводит? А приводит это к тому, что происходит более интенсивная аккумуляция солнечного тепла в верхнем слое океана. В результате в таких районах наблюдается задержка с началом ледообразования, поскольку лёд не образуется до тех пор, пока температура воды у поверхности океана не опустится до точки замерзания, чему препятствует избыточное тепло, запасённое в летний сезон. 

И такие изменения мы недавно наблюдали в северных частях Карского моря и моря Лаптевых, где в результате интенсивного летнего прогрева сформировался очень мощный слой тёплых поверхностных вод. И это, безусловно, будет влиять на климатическое состояние системы «океан — ледяной покров» в ближайший год как минимум, а может быть, и на более длительных временных интервалах.

Планируется ли проводить такие экспедиции в будущем?

Как я уже упомянул, в этом году мы поставили 13 станций. Значит, через два года их надо будет поднимать. Иначе выполненная работа не имеет смысла. Будем надеяться, что поставленные станции также успешно измерят и запишут большой объём полезной информации. В общем, задача по подъёму этих станций и снятию информации с них — это основная цель экспедиции в 2017 году. Конечно, проведение дальнейших исследований зависит от многих факторов, в том числе и от финансирования. Хотелось бы продолжать этот мониторинг, потому что в условиях быстрых климатических изменений постоянное получение информации о состоянии системы позволяет заблаговременно оценить скорость изменений и дать обоснованный прогноз на будущее. Иными словами, такого рода исследования имеют смысл, только если они проводятся в течение длительного времени, потому что наиболее важно понять тенденции происходящих изменений, а не просто один раз что-то измерить.

К сожалению, ведомства, которые финансируют научные исследования, как правило, не очень любят (независимо от страны) длительные программы, потому что им всегда нужна быстрая отдача. В общем-то их понять можно, но с точки зрения интересов климатической науки всё сложнее: именно такие продолжительные исследования особенно ценны, поскольку именно они дают наиболее объективную информацию. Когда мы пытаемся понять, что происходит с климатом, безусловно, нужен длительный мониторинг. Надеюсь, что понимание этого простого тезиса позволит продолжить международную программу АВЛАП/NABOS.