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
- 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).
- Гранин Н.Г. Окольцованный Байкал // Наука из первых рук, 2009. № 2. С. 26−27.
- 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.
- 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.
- 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).
Комментарии