Итоги МПГ 2007/08 и перспективы российских полярных исследований

1.2. План действий и Программа участия Российской Федерации в МПГ

Совместно с учреждениями и научными организациями Российской академии наук, Минобороны России, Минприроды России, Минтранса России, Минсельхоза России Росгидрометом в марте 2005 г. был разработан проект Плана действий по участию Российской Федерации в подготовке проведении МПГ 2007/08 (далее План действий) (План действий…, 2005). Проект Плана действий был рассмотрен на заседании Оргкомитета (7 апреля 2005 г.) и заседании Научного совета Российской академии наук по изучению Арктики и Антарктики (20 мая 2005 г.), одобрен Морской коллегией при Правительстве Российской Федерации (протокол № 2(9) от 8 июня 2005 г.).

Главной целью Плана действий стала организация участия Российской Федерации в мероприятиях Международного полярного года 2007/08 в интересах устойчивого развития Арктического региона Российской Федерации, эффективного использования природно-ресурсного потенциала и укрепления геополитического присутствия России в Антарктике.

Согласно Плану действий, были предложены три стадии подготовки и реализации мероприятий МПГ 2007/08:

– подготовительная стадия (2005–2006 гг.),

– стадия активных экспедиционных работ (2007–2008 гг.),

– стадия завершения и подведения итогов (2009–2010 гг.).

Система мероприятий Плана действий включала пять основных разделов:

1. Проведение организационных мероприятий.

2. Разработка методических основ и ресурсной базы мероприятий МПГ 2007/08.

3. Подготовка и проведение научно-исследовательских экспедиционных и других научно-технических работ в период МПГ 2007/08.

4. Подготовка и проведение научно-исследовательских работ на основе результатов натурных экспериментов периода МПГ 2007/08.

5. Подготовка и проведение системы итоговых мероприятий.

Научные направления Плана действий включали комплексные исследования состояния природной среды, в том числе исследования климата и палеоклимата полярных областей, атмосферы, морской среды, криосферы, литосферы, околоземного космического пространства, а также экосистем полярных областей.

Согласно Плану действий, Росгидрометом при участии специалистов РАН, Минэкономразвития России, Минприроды России, Минобрнауки России, Минобороны России, Минтранса России, Минсельхоза России, Минрегиона России и ряда других ведомств, негосударственных организаций (в первую очередь, Полярного фонда и Ассоциации коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации) была разработана Научная программа участия Российской Федерации в проведении МПГ 2007/08 (Научная программа…, 2006).

Исходным материалом для Программы послужили пакет предложений Российской Федерации по совместным научным проектам в Объединенный комитет, включавший 51 проект и более 160 проектных предложений, которые в 2006 г. представили в Оргкомитет по МПГ 2007/08 более 40 организаций Росгидромета, РАН, других министерств и ведомств, некоммерческие и коммерческие организации.

В Программу вошли следующие основные направления научных исследований полярных районов в период МПГ.

Направление 1. Гидрометеорологические и гелиогеофизические условия полярных областей.

1.1. Климат и палеоклимат.

1.2. Верхняя атмосфера и околоземное космическое пространство.

1.3. Свободная и приземная атмосфера.

1.4. Морская среда полярных океанов и морей, морские льды.

1.5. Поверхностные воды суши и устья рек полярных областей: ледовые условия и наводнения.

1.6. Почвы, криосфера суши полярных областей, оледенение и вечная мерзлота.

Направление 2. Строение и история геологического развития литосферы полярных районов.

2.1. Гео– и литодинамика полярных регионов в фанерозое.

2.2. Палеогегография, геоэкология, изменение природной среды в плейстоцене-голоцене.

Направление 3. Наземные и морские экосистемы Арктики и Антарктики.

3.1. Оценка и прогноз загрязнения окружающей природной среды полярных регионов и его влияния на экосистемы полярных районов.

3.2. Состояние популяций и их реакция на климатические и антропогенные изменения в экосистемах полярных районов.

Направление 4. Развитие наблюдательной сети.

4.1. Модернизация и развитие системы освещения ледовой, гидрометеорологической и геофизической обстановки с использованием космических, специализированных автоматизированных технических средств и существующей системы наземных наблюдений в Арктике и Антарктике.

4.2. Интегрированные системы наблюдений.

Направление 5. Информационные системы. Управление данными.

5.1. Создание полного и высококачественного полидисциплинарного информационного фонда по полярным областям Земли.

5.2. Развитие системы картографо-геодезического и навигационного обеспечения территории Арктической зоны, транспортных систем, включая Северный морской путь.

Направление 6. Качество жизни населения и социально-экономическое развитие полярных регионов.

6.1. Проблемы населения полярных районов.

6.2. Оценка социально-экономических последствий изменений состояния окружающей природной среды полярных регионов, прежде всего влияющих на жизнедеятельность коренных народов Арктики, для обеспечения рационального природопользования и других видов деятельности.

6.3. Выработка рекомендаций по учету условий меняющегося климата и состояния окружающей природной среды в интересах устойчивого социально-экономического развития в Арктике и обеспечения присутствия России в Антарктике.

Направление 7. Наращивание образовательного и научного потенциала в области полярных исследований, распространение знаний среди широкой общественности.

7.1. Создание методического обеспечения и реализация образовательных программ с целью подготовки магистров, кандидатов и докторов наук по проблемам полярных областей.

7.2. Создание методического обеспечения и реализация образовательных программ с целью повышения квалификации специалистов по различным проблемам полярных стран.

Для выполнения научных исследований и работ НИАЦ совместно с учреждениями и научными организациями Росгидромета, РАН, Минобороны России, Минприроды России, Минтранса России, Минсельхоза России был разработан План реализации Научной программы участия России в МПГ 2007/08 (далее План реализации), рассмотренный и утвержденный на заседании Оргкомитета 5 марта 2007 г.

В рамках подготовки Научной программы на авторитетных международных форумах с участием представителей Росгидромета (XXIII Консультативное совещание по Договору об Антарктике, 23-я сессия Ассамблеи Международной океанографической комиссии ЮНЕСКО, 57-я сессия Исполнительного совета ВМО и др.) были проведены консультации и сделаны сообщения о планируемых российских научных исследованиях в целях информирования международной научной общественности и продвижения российских проектов в рамках МПГ 2007/08.

В целом в период 2007–2008 гг. было организовано и проведено 159 морских и сухопутных экспедиций и выполнено более 200 научно-исследовательских работ. Часть проводившихся экспедиций и научных работ имела национальный характер, многие мероприятия являлись международными. Число организаций – участниц МПГ в России составило более 80.

Работы в период МПГ проводились в рамках подпрограмм «Изучение и исследование Антарктики», «Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане», «Исследование природы Мирового океана» ФЦП «Мировой океан», ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники», ВЦП Росгидромета «Совершенствование системы обеспечения предупреждениями об опасных природных явлениях, о фактических и прогнозируемых резких изменениях погоды, которые могут угрожать жизни и здоровью населения и наносить ущерб отраслям экономики», программ Президиума РАН, программ Отделения наук о Земле РАН, грантов РФФИ, других ведомственных программ.

1.3 Участие российских ученых в международных проектах МПГ

30 сентября 2005 г. на заседании Оргкомитета по участию Российской Федерации в подготовке и проведении мероприятий в рамках Международного полярного года 2007/08 было принято решение рекомендовать заинтересованным министерствам и ведомствам, РАН и общественным организациям завершить оформление и подачу новых заявок в Международный программный офис в г. Кембридже на участие российских ученых в международных проектах. К апрелю 2006 г. было подано 62 такие заявки.

По мере формирования структуры кластерных международных проектов число заявок на участие российских ученых возросло, и в результате Россия приняла участие в 101 кластерном проекте (включая международный кластер с российским лидерством – антарктический проект «Сбор данных метеорологических измерений в активную фазу МПГ для научных и прикладных исследований»). Всего Россия участвовала в 12 проектах, выполненных в Антарктике и Южном океане, а также в 62 арктических и 27 биполярных проектах.

197 российских организаций участвовали в международных кластерных проектах, в том числе 24 института – в проектах, выполненных в Антарктике и Южном океане, 127 организаций – в проектах, выполненных в Северной полярной области, и 71 институт – в проектах, выполнявшихся в обоих полярных районах.

В кластерных проектах, одобренных Международным программным офисом МПГ, фигурируют фамилии 347 российских специалистов. 37 ученых участвовало в проектах, выполненных в Антарктике и Южном океане, 213 человек – в проектах, выполненных в Арктике, и 116 человек – в биполярных проектах.

Партнерами России по совместным исследованиям в период МПГ 2007/08 были Австралия, Великобритания, Германия, Дания, Исландия, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, США, Финляндия, Франция, Швеция, Япония и др. Тематика проектов полностью соответствовала Научной программе участия Российской Федерации в проведении МПГ 2007/08. Результаты участия России в международных проектах МПГ подробно изложены в итоговом отчете Объединенного комитета (Krupnik, I., et al., 2011).

Список кластеров с российским участием приводится в приложении.

2. Экспедиционные и полевые работы

2.1. Экспедиционные и полевые работы в Арктике

Экспедиционные работы российских организаций в Арктике и Антарктике отличались большим географическим охватом и носили в основном комплексный характер. В них принимали участие ведущие научные организации России и зарубежных стран. Ниже приводится максимально краткое описание работ в период МПГ 2007/08 с указанием, как правило, организаций – организаторов работ. Перечень экспедиций и организаций-участников приводится в приложении. Подробное описание экспедиций можно найти в двухтомном издании «Экспедиционные исследования в период Международного полярного года 2007/08», опубликованном в 2008 г. (Экспедиционные исследования…, 2008; 2009).

2.1.1. Морские экспедиции в Арктике

Активная экспедиционная деятельность в морской Арктике стала отличительной чертой российских работ в рамках МПГ 2007/08. Ни одна другая страна не выполнила в этот период такой объем полевых работ. Беспрецедентными были исследования в высокоширотной Арктике и в арктических морях, которые охватили практически весь сектор Северного Ледовитого океана (СЛО), примыкающий к арктическому побережью России.

Большинство экспедиций носили комплексный характер, в них участвовали представители различных организаций и ведомств.

Важные данные для подготовки материалов по обоснованию внешней границы континентального шельфа России в Арктическом бассейне были получены экспедицией на борту а/л «Россия» в мае – июне 2007 г. (ВНИИ Океангеология, Федеральное агентство по недропользованию). Комплекс геолого-геофизических работ на хребте Ломоносова включал наледное глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ) и наблюдения методом отраженных волн (МОВ), гравиметрические и маятниковые наблюдения, геологические исследования, акустические наблюдения и телефотопрофилирование. Использовались вертолеты Ми-8 МТВ и Ка-8 МТВ, с помощью которых был выполнен комплекс океанографических наблюдений. 7 июня 2007 г. в точке 80°57′ с.ш., 168° в.д. на лед была высажена группа специалистов ААНИИ из девяти человек, которые организовали дрейфующий лагерь («Ледовая база») с целью использовать его для развертывания дрейфующей станции «Северный полюс-35». Однако активные процессы таяния арктических льдов летом 2007 г. привели к разрушению льдины, и ледовая база была снята НЭС «Академик Федоров» 23 августа 2007 г.

В 25-м рейсе НИС «Академик Страхов» (Геологический институт РАН) проводились комплексная эхолотная и геофизическая съемка дна Баренцева моря между архипелагами Земля Франца-Иосифа (ЗФИ) и Шпицберген, в желобе между арх. Шпицберген и о-вом Белый, а также батиметрическая и геофизическая съемка в зоне сочленения хребтов Мона и Книпович. На островах Гукера, Скотт-Келти и Мертвого тюленя (ЗФИ) в течение восьми дней работала геологическая группа.

Самой масштабной морской экспедицией 2007 г. стала экспедиция ААНИИ «Арктика-2007» на борту НЭС «Академик Федоров» в сопровождении атомного ледокола «Россия». На ее первом этапе решались задачи Высокоширотной арктической глубоководной экспедиции (начальник А. Н. Чилингаров). 2 августа 2007 г. глубоководные аппараты «Мир-1» и «Мир-2» впервые в истории полярных исследований совершили погружение с борта НЭС «Академик Федоров» в точке географического Северного полюса и установили на дне Государственный Флаг России. Это выдающееся достижение было отмечено высокими правительственными наградами. Трое участников экспедиции – А. Н. Чилингаров, А. М. Сагалевич, Е. С. Черняев – стали Героями России.

На следующем этапе в августе 2007 г. были выполнены комплексные исследования в районе материкового склона морей Карского и Лаптевых, желобов Святой Анны и Воронина, в проливе Шокальского. Одновременно проводились геологические и орнитологические наблюдения на архипелагах ЗФИ и Северная Земля, на о-ве Ушакова, а также была осуществлена эвакуация станции «Ледовая база». На заключительном этапе (29 августа – 25 сентября) был осуществлен поиск ледяного поля для дрейфующей станции СП-35 и ее организация. Были обследованы восточная часть моря Лаптевых, северные части Восточно-Сибирского и Чукотского морей, ледяной массив Канадского сектора Арктики. 21 сентября в точке 81°20′ с.ш., 103°02′ в.д. была организована дрейфующая станция СП-35. За период рейса судно прошло 14 447 миль, в том числе 4925 миль в тяжелых льдах.

Центральное место в высокоширотных исследованиях ААНИИ занимали работы дрейфующих станций СП-35 и СП-36. СП-35 была развернута 21 сентября 2007 г. в точке с координатами 81°33′ с.ш., 103°51′ с НЭС «Академик Федоров». За 297 суток работы станция прошла 2504 км, при этом размер льдины сократился с 3,5 × 3,0 км до 0,3 × 0,6 км. В июле 2008 г. станция вышла в шельфовый район арх. Шпицберген. В эвакуации участвовали НЭС «Михаил Сомов» в сопровождении а/л «Арктика». Была обеспечена полная экологическая безопасность окружающей среды, на льдине остались только следы от строений и передвижения транспорта.

Коллектив станции под руководством А. А. Висневского выполнил комплекс наблюдений, который включал стандартные метеорологические наблюдения, двухразовое аэрологическое зондирование, океанографические и гидрохимические наблюдения, гидрографический промер, наблюдения за загрязнением океана, льда, снега, воздуха, за газовым составом атмосферы, за морским льдом, а также гидробиологические, геохимические, криологические исследования. В работах принимали участие специалист из Норвежского полярного института С. Герланд и представитель института им. А. Вегенера (Германия) Е. Грассер.

Наблюдения были продолжены на дрейфующей станции СП-36, открытой 7 сентября 2008 г. в точке с координатами 82°31′ с.ш., 175°05′ в.д. на ледяном поле диаметром около 6 км и преобладающей толщиной 2,3–2,8 м. Коллектив станции возглавил Ю. И. Катраев.

В районе Северного полюса в апреле 2007 г. в течение двух недель проводилась экспедиция ПАЛЭКС-2007 (ИО РАН, ААНИИ, Полярный фонд), включавшая метеорологические, гидрофизические, гидрохимические, ледовые, биологические и криологические наблюдения в четырех дрейфующих лагерях, которые получили имена выдающихся полярных исследователей: И. Д. Папанина («Иван»), П. П. Ширшова («Петр»), Э. Т. Кренкеля («Эрнест») и Ф. Нансена («Фритьоф»). В апреле 2008 г. эти работы были проведены снова. Наблюдения позволили получить уникальную информацию для оценки состояния морских полярных экосистем в условиях меняющегося климата.

Исследования айсбергов и айсбергопродуцирующих ледников проводились ААНИИ с борта НЭС «Михаил Сомов» в Баренцевом и Карском морях в 2007 г. (март – май, август – сентябрь) и в 2008 г. (август – сентябрь). Изучались айсбергопродуцирующие ледники архипелагов ЗФИ, Новая Земля и Северная Земля. С использованием вертолета Ми-8 была осуществлена аэрофотосъемка северной оконечности арх. Новая Земля. Было выполнено радиолокационное зондирование ледников для определения их толщины и внутреннего строения. Были зафиксированы скопления крупных столообразных айсбергов массой более 1 млн т в ряде районов их образования, которые при определенных синоптических ситуациях могут войти в Баренцево море. Получены количественные оценки связей между характеристиками айсбергов морей Западной Арктики и состоянием айсбергопродуцирующих ледников. Результаты имеют большое значение для создания систем управления ледовой обстановкой, обеспечивающих безопасную эксплуатацию сооружений на морских месторождениях Баренцева и Карского морей, где угроза айсбергов велика.

Масштабные исследования проведены в российских арктических морях.

В Баренцевом море экспедиция ПИНРО на НИС «Фритьоф Нансен» в сентябре 2007 г. исследовала процессы водообмена в проливе между архипелагами Новая Земля и ЗФИ. Выполнена океанографическая съемка, получены годовые серии данных наблюдений за течениями на пяти автономных буйковых станциях. Всего было установлено 13 измерителей, фиксирующих скорость течений, температуру и соленость воды.

Экспедиция ММБИ на НИС «Дальние Зеленцы» в августе – сентябре 2007 г. проводила комплексные экосистемные исследования на разрезах от Кольского п-ова до архипелагов Шпицберген, ЗФИ, Новая Земля. Выполнялись наблюдения за фито– и зоопланктоном, макрозообентосом, птицами, морскими млекопитающими, загрязнением, взвешенными веществами, а также океанографические, гидрохимические и микропалеонтологические наблюдения. Не менее масштабный комплекс наблюдений был выполнен в августе – сентябре 2008 г. с борта того же судна на этих же разрезах, что позволило оценить межгодовые изменения в экосистеме Баренцева моря.

Кроме того, НИС «Дальние Зеленцы» выполнило несколько экспедиций в прибрежных районах Баренцева моря в марте, апреле – мае, июне 2007 г. и в июле 2008 г. для мониторинга морских экосистем в заливах и губах Кольского п-ова. Изучалось состояние прибрежных экосистем Кольского п-ова в различные сезоны годового цикла, оценивалось антропогенное воздействие через стоки рек на различные виды и сообщества. Также специалисты ММБИ выполнили комплекс попутных экосистемных исследований с борта атомных ледоколов «Арктика», «50 лет Победы» в весенне-зимний период 2007 и 2008 гг. на трассах Северного морского пути по маршрутам, которые связывают порт Мурманск и Енисейский залив (через мыс Желания и пролив Карские Ворота). Выполнялись наблюдения за морскими млекопитающими, за структурой и динамикой планктонных сообществ, за загрязнением морской воды, зообентоса и донных осадков. Полученные данные очень важны для количественного описания годового цикла морских экосистем в области однолетних льдов, поскольку данных наблюдений за зимне-весенний период очень мало.

В Карском море выполнено несколько крупных морских экспедиций в летний период 2007 и 2008 гг.

В сентябре – октябре 2007 г. с борта НИС «Мстислав Келдыш» (ИО РАН) проводились исследования в западной части Карского моря и Обской губе. Были получены оценки современного состояния ключевых компонентов экосистемы Карского моря, особенностей циркуляции, геохимических и гидрохимических процессов в водной толще и на дне, происходящих при трансформации речного стока, механизмов формирования структуры пелагических и донных экосистем. Исследованы механизмы переноса вещества в системе эстуарий – шельф – континентальный склон – глубокий океан, а также обследованы потенциально опасные объекты, представляющие угрозу радиоактивного загрязнения (залива Благополучия и Течений у северо-восточного побережья арх. Новая Земля). Удалось реконструировать пути распространения и особенности трансформации аномально распресненной изолированной области поверхностных вод, связанной с весенним паводком рек Оби и Енисея.

Работы экспедиции ААНИИ «Баркалав-2007», проводившейся в августе – сентябре 2007 г. на борту НИС «Иван Перов», охватили моря Баренцево, Карское, Лаптевых и Восточно-Сибирское. Исследовалось взаимодействие вод шельфа и глубокого океана в северо-восточной части Баренцева моря и западной части Карского моря, в районе желобов Святой Анны, Воронина, Новоземельский; механизмы формирования океанических структур различного масштаба в условиях пресноводного стока рек, мелководного шельфа и меняющегося ледяного покрова; формирование реликтовой подводной криолитозоны в южной части моря Лаптевых; развитие природной среды Баренцевоморского региона и лаптевоморского природного комплекса за последние 10–100 тыс. лет. Выполнены океанографические, гидрохимические, геохимические наблюдения, собраны пробы фито– и зоопланктона, донных биоценозов, ихтиофауны способом донного траления, отобраны донные осадки для изучения газовых компонентов. Также выполнены два геологических полигона, установлены две буйковые станции в море Лаптевых.

В августе – сентябре 2008 г. была проведена еще одна подобная экспедиция «Баркалав-2008», охватывающая акваторию указанных морей. Работы в большой степени были сконцентрированы на исследовании процессов, происходящих в области заприпайных полыней моря Лаптевых, в которых в холодный период года происходит активный теплообмен и формирование значительного количества молодых льдов. Были проведены наблюдения в районе, который соответствует зимнему стационированию заприпайной Ленской полыньи. Измерялись океанографические параметры, отобраны пробы донной фауны, которая является одним из индикаторов интенсивности вертикального обмена. Были установлены особенности биоценозов области Ленской полыньи, отличия от других областей моря Лаптевых.

Этим работам предшествовали наблюдения, выполненные в апреле – мае 2008 г. экспедицией «Полынья-2008», организатором которой был ААНИИ. Исследования выполнялись с припайного льда с использованием вертолета и лодки «Зодиак». Проведены комплекс океанографических, ледовых, метеорологических, гидробиологических наблюдений, наблюдения за метаном. Были установлены пять притопленных буйковых и четыре автоматических метеорологических станции. С борта вертолета измерялась толщина льда, а с помощью дрейфующего свободно опускающегося зонда проводились наблюдения в полынье.

Уникальные зимние наблюдения зафиксировали отепляющее воздействие атлантических вод, проникающих из северных районов моря Лаптевых. К сожалению, неблагоприятные погодные условия не позволили реализовать программу в полном объеме. Указанные выше три экспедиции внесли весомый вклад в российско-германский проект «Система моря Лаптевых», который реализуется со второй половины 1990-х годов.

Две экспедиции ААНИИ в области материкового склона моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря выполнены в рамках российско-американского проекта АВЛАП/NABOS (АВЛАП – атлантические воды в море Лаптевых, NABOS – Nansen and Amundsen Basins Observational System), который осуществляется с 2002 г. и направлен на изучение трансформации атлантических вод на материковом склоне моря Лаптевых. Первая экспедиция на борту НИС «Виктор Буйницкий» проведена в сентябре 2007 г. Выполнено более 100 океанографических станций, установлено пять притопленных буйковых станций (ПБС), которые продолжили многолетний мониторинг динамики и структуры вод континентального склона СЛО.

Вторая экспедиция ААНИИ состоялась в октябре 2008 г. на борту ледокола «Капитан Драницын». Было выполнено пять разрезов поперек континентального склона СЛО к северо-востоку от арх. Шпицберген, к северу от ЗФИ, в северных частях морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Было поднято пять ПБС и поставлены две новые.

Долговременные наблюдения в рамках проекта АВЛАП/NABOS позволили проследить распространение промежуточных атлантических вод в СЛО в течение нескольких лет. В это время происходило повышение их температуры, что является дополнительным фактором ускорения таяния арктических льдов.

Исследования зоны взаимодействия Северного Ледовитого и Тихого океанов проводились в Чукотском и Беринговом морях в рамках российско-американского проекта Русалка (RUSALKA – Joint Russian-American Long-term Census of the Arctic). Работы были начаты в 2004 г. В августе – сентябре 2007 г. экспедиция, организованная ГНИНГИ, проводилась на борту гидрографического судна «Север». Были подняты три установленные ранее ПБС и поставлены три новые. Выполнена океанографическая съемка, включающая широкий комплекс наблюдений, в том числе и гидрографические. Поднято и установлено вновь пять ПБС в территориальных водах США.

В октябре 2008 г. работы в этом районе выполнялись с борта НИС «Академик Лаврентьев». В ходе экспедиции поднято и установлено восемь ПБС, что позволило продолжить долговременный мониторинг динамики и термохалинной структуры вод в этом районе. Приоритетной и перспективной задачей проекта является определение связей между состоянием экосистем Чукотского и Берингова морей и климатическими изменениями, а также влияния тихоокеанских вод на состояние СЛО.