В настоящее время хорошо известно, что кольцевые структуры в ледовом покрове озера Байкал появляются часто, но нерегулярно. Впервые такое кольцо, напротив мыса Крестовский, было обнаружено на снимке спутника NOAA в 1999 г. Ежегодные спутниковые наблюдения показали, что кольцевые структуры в озере появлялись в 2003, 2005, 2008, 2009, 2011, 2012, 2014 и 2016 гг., главным образом у полуострова Святой Нос (мыс Нижнее Изголовье) и менее часто в южной части озера. ГК «СКАНЭКС» ведет постоянный мониторинг этого явления. 

Весной 2018 г. кольцевые структуры во льду были обнаружены в трех местах Среднего и Южного Байкала, две — у полуострова Святой Нос, одна — у мыса Улан-Нур и еще одна — у поселка Боярский. Впервые их удалось увидеть на снимках MODIS, полученных спутниками Terra и Aqua (рис. 1-5). К особенностям появления кольцевых структур 2018 г. следует отнести, во-первых, достаточно позднее появление (впервые они, как обширные темные пятна, были обнаружены на оптических снимках в начале апреля); во-вторых, две из них появились в новых местах — напротив поселка Боярский (в 11 км; Южный Байкал) и у мыса Улан-Нур (Средний Байкал; в 29 км от мыса Крестовский), где ранее кольцевые структуры не наблюдались. В-третьих, у полуострова Святой Нос появилось сразу два кольца: один — в типичном месте, где кольца обнаруживались многократно и почти ежегодно, а другой, впервые, — к югу от него в районе местоположения известного нефтепроявления напротив мыса Горевой Утёс (рис. 2, 3). Однако в 2018 г., также как и в 2016 г., круги во льду озера просуществовали недолго — они быстро исчезли в результате весеннего разрушения льда.

Причины и механизм образования кольцевых структур во льду в настоящее время продолжают дискутироваться. Кураевым [1], Граниным [2, 3], Бордонским и Крыловым [4] и другими был выдвинут ряд гипотез. Среди главных возможных причин выделяют: сейсмотектонику озера, выбросы метана из осадочной толщи байкальской впадины, потоки тепла из воды к нижней кромке льда, вихревую активность в поле течений верхнего слоя озера, нестабильность ледяного покрова, неравномерно покрытого снежным покровом и т.п.

Однако последние исследования показывают, что главной причиной образования колец во льду озера Байкал следует признать подледные антициклонические вихри, которые возникают в определенных местах озера благодаря общей циркуляции и особенностям подводной топографии [2, 5]. Одним из доказательств этого служат мезомасштабные вихри, которые были обнаружены как снимках, полученных в оптическом диапазоне в поле хлорофилла/взвеси, так и на радиолокационных изображениях (РЛИ) в поле биогенных пленок или льда. Пример такого антициклонического вихря, обнаруженного 26.12.2016 г. в поле дрейфующего льда на РЛИ Sentinel-1A (23:06 UTC) и на оптическом снимке Terra-MODIS (04:15 UTC), показан на рис. 6.

В настоящее время, когда стали доступны синхронные и квазисинхронные оптические и радиолокационные снимки, наблюдение колец стало более оперативным и мультичастотными. Более того, удалось увидеть и понять, какие сигнатуры кольцевые структуры создают в данных космической радиолокации. На РЛИ кольцевые структуры не всегда выглядят кольцевыми и характеризуются повышенной трещиноватостью и соответственно более шероховатой поверхностью (более яркие на РЛИ), что может говорить о повышенном термодинамическом воздействии вихря на центральную часть кольца по сравнению с окружающими областями (рис. 3, 4, 5). Это происходит, в том числе и потому, что подлёдное антициклоническое вихревое движение приводит к даунвеллингу (нисходящему движению вод), незначительному локальному понижению уровня и образованию теплого ядра в верхнем слое под центральной части вихря. Тем не менее, также стало ясно, что в данных радиолокации обнаружить кольца без привлечения дополнительной информации крайне затруднительно.

Автор статьи: ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН (ИО РАН), эксперт ГК «СКАНЭКС» Андрей Иванов

 

  1. Kouraev A., Shimaraev M., Remy F. et al. Giant rings on ice of the Lake Baikal: A look from space and from beneath / Proceedings of the ESA Living Planet Symposium-2010, 28 June – 2 July 2010, Bergen, Norway (ESA SP-686).
  2. Гранин Н.Г. Окольцованный Байкал // Наука из первых рук, 2009. № 2. С. 26−27.
  3. Гранин Н.Г., Козлов В.В., Цветова E.A., Гнатовский Р.Ю. Полевые исследования и некоторые результаты численного моделирования кольцевой структуры озера Байкал // ДАН, 2015. Т. 461. №. 3. С. 343–347.
  4. Бордонский Г.С., Крылов С.Д. О природе кольцевых образований на спутниковых снимках ледяного покрова озера Байкал // Исслед. Земли из космоса, 2014. № 4. С. 27-31.
  5. Ivanov A., Evtushenko N., Filimonova N., Terleeva N. Atmospheric and oceanic phenomena in Lake Baikal visible from space on SAR and optical images / Proceedings ESA Living Planet Symposium 2016, 9-13 May 2016, Prague, Czech Republic (ESA SP-740).
Рис. 1. Места образования кольцевых структур (красные круги) во льду оз. Байкал в 2018 г. на оптическом снимке Terra-MODIS от 24.04.2018 (05:35 UTC). © NASA GFSC
Рис. 2. Кольца во льду у п-ова Святой Нос на оптическом снимке Terra-MODIS от 1.05.2018 (04:35 UTC). © NASA GFSC
Рис. 3. Два кольца во льду у полуострова Святой Нос (Средний Байкал) на оптическом снимке Landsat-8 от 2.05.2018 (03:38 UTC) и РЛИ Sentinel-1B от 3.05.2018 (22:57 UTC); синими кругами показано положение колец на снимке Landsat-8. © USGC, ESA
Рис. 4. Кольцо во льду у мыса Улан-Нур (Средний Байкал) на оптическом снимке Terra-MODIS от 25.04.2018 (03:38 UTC) и РЛИ Sentinel-1B от 26.04.2018 (22:05 UTC); синим кругом показано положение кольца на снимке Terra-MODIS. © NASA GFSC, ESA
Рис. 5. Кольцо во льду напортив пос. Боярский (Южный Байкал) на оптическом снимке Terra-MODIS от 25.04.2018 (03:38 UTC) и РЛИ Sentinel-1B от 26.04.2018 (22:05 UTC); синим кругом показано положение кольца на снимке Terra-MODIS. © NASA GFSC, ESA
Рис. 6. Антициклонический вихрь в поле дрейфующего льда на оптическом снимке Terra-MODIS (04:15 UTC) и РЛИ Sentinel-1A (23:06 UTC) от 26.12.2016. © ESA, NASA GFSC
 

Об Авторе

client-photo-1
Ivan Serov

Комментарии

Добавить комментарий