Гидрологические наблюдения
Гидрологические наблюдения выполнялись согласно: «Программе прибрежных ледово-гидрологических наблюдений на станции «Прогресс» в 56 РАЭ в 2011-2012 годах».
Производство наблюдений осуществлялось в соответствии с требованиями действующего «Наставления гидрологическим станциям и постам», выпуск 9, часть 1, издание 1984 года.
Уровенные наблюдения и их обработка выполнялись согласно «Руководства по эксплуатации РЭ25.11.1280.001 «Преобразователь гидростатического давления измерительный «Прилив-2»»», издательство 2000 года и «Рекомендаций Р52.17687-2006 «Уровень моря. Методика выполнения измерений преобразователем гидростатического давления «Прилив-2»»», издательство 2007 года.
Выполнение океанографических станций и обработка полученных результатов регламентировалось «Руководством по гидрологическим работам в океанах и морях», издательство 1977 года, и инструкциями зондов.
Наблюдения выполнялись с января по декабрь 2011 года инженерами-гидрологами Новиковым А.Л. и Бобровым К.А., при содействии зимовщиков станции «Прогресс» 56 РАЭ.
Уровенные наблюдения
Уровенные измерения производились с помощью донного мареографа «Прилив-2ДА», заводской номер 712. Прибор, устанавливался с припая в бухте Пляжная на расстоянии 200 метров от здания старого ДЭС.
Конструктивно это колодец, размером 70х80 и высотой 45 сантиметров, из бруса сечением 15х15 сантиметров, накрытый утепленной крышкой высотой 30 сантиметров, под которой находится утепленный люк размером 40х50 сантиметров, вставляемый в проем колодца. Майна в колодце обогревалась или тэном мощностью 1000 Ватт, закрепленном на поплавке, или гибким тэном, обмотанным вокруг фала на всю длину мощностью 500 Ватт. К колодцу от ДЭС на опорах подводился медный кабель сечением 2х2.5 миллиметра. Двухметровые деревянные опоры для кабеля, располагались друг от друга в 4-х метрах. ТЭН соединялся с кабелем розеткой и электровилкой. Для защиты поверхности тэна от коррозии, он был покрыт эпоксидной смолой и покрашен. Однако после того как колодец мареографа обтаял под более чем метровым слоем снега (в мае и августе 2011 года наблюдалось самое большое количество осадков – таблица 3.1.1 в приложениях) колодец в начале августа пришлось демонтировать, а также заменить тэн и восстановить электрокабель. Сотрудниками ДЭС, для гидрологических нужд, подарили тэн из нержавеющей стали на 1000 Ватт, из которого был выполнен новый отопитель колодца мареографа. Для улучшения теплоизоляции, чтобы тепло не выдувалось ветром, сруб колодца снаружи был обернут целлофановой пленкой. Сам мареограф, привязанный к отрезку двутавровой балки, лежал на дне и соединялся с поверхностью капроновым фалом, с промежуточным грузом в 3.0 метрах от прибора. Другой конец фала был закреплен на горизонтальной штанге колодца.
В течение 56 РАЭ прямые измерения уровня воды, то есть нивелировки, необходимые для определения поправки мареографа для приведения уровенных данных к единой отсчётной поверхности – НТУ, выполнялись ежедекадно и при каждой постановке, а также снятии, мареографа. Использовался нивелир с компенсатором «CST Berger SAL 32», штатив «Orient SJD10F» и телескопическая четырехметровая рейка «Orient». Для нивелировки использовался репер «Rp 2», крайне редко репер «Rp 2A». Результаты выполненных нивелировок прилагаются (таблица 4.1.2 в приложениях).
Уровенные наблюдения в 2011 году проводились с 3 по 17 января до момента критического обтаивания колодца мареографа, а чуть позднее и разрушения припая. После установления припая в бухте Пляжная был организован новый уровенный пост, и уровенные наблюдения проводились с 2 мая по 31 декабря 2011 года; до момента критического обтаивания колодца мареографа, а чуть позднее и разрушения припая. В начале августа колодец был под более чем метровым слоем снега, от чего сильно обтаял, и как следствие – пришлось демонтировать уровенный пост, и к 8 августа организовывать рядом новый.
В конце каждого месяца мареограф поднимался для считывания данных и выполнения стандартных поверок, а перед началом следующего месяца устанавливался обратно. В ежечасные показания прибора вводились соответствующие им по времени значения атмосферного давления, приведённого к уровню моря и приводка (поправка приведения к рейке). Файлы с ежеминутными значениями атмосферного давления предоставлял станционный метеоролог, по которым делалась выборка ежечасных значений. Приводка вычислялась по результатам ежедекадных нивелировок уровня (таблица 4.1.3 в приложениях).
Обработка данных уровенных наблюдений заключалась в формировании таблицы по типу «ТГМ-8» и таблицы «время и высоты полных и малых вод». По этим таблицам строился набор графиков, в том числе и общий ход колебаний уровня за месяц (комплекты 4.1.1-4.1.9 в приложениях). Все вычисления производились в пакете «Microsoft Office Excel 2003» (файлы обработки в электронном виде, на твердом носителе, прилагающимся к этому отчету – директория «уровенные измерения»). Также на основе программы «Вечный календарь» (версия v2.54r, сайт http://calendarium.narod.ru/) был составлен «лунный календарь и условия солнечной освещенности» на 2011 год для станции «Прогресс» (таблица 4.1.1 в приложениях).
Во всех 9 месяцах измерений уровня мареографом «Прилив-2ДА», с заводским номером 712, существуют пропуски в наблюдениях, которые вызваны исключительно сбоями в электронной схеме прибора. Важно, что ошибки в измерениях прибор показывает не однотипные, и возможности исправить, зачастую, нет. То сбивается синхронизация, то прибор показывает нереальное гидростатическое давление, то вместо ежечасных измерений регистрируются, чуть ли не ежеминутные. Также, после приведения некоторых данных мареографа к единой уровенной поверхности, встречались отрицательные значения (27 ноября 2011 года в 9 утра зарегистрировано значение «-3» сантиметра), что снова подтверждает необходимость пересчёта НТУ по имеющейся серии наблюдений и получения его более достоверного значения для бухты Восточная.
Замечания и предложения:
Для организации уровенного поста на станции «Прогресс» как минимум необходим более надежный регистратор измерения уровня моря. Даже при существующей методике, материал уровенных измерений будет на порядок выше при использовании, как ни печально, но заграничных аналогов мареографа «Прилив», таких как «WLR 7(8)» фирмы «Aanderaa», или «SBE 26plus» фирмы «Sea-Bird Electronics» и прочих.
Для повышения качества обработки уровенных данных по существующей методике необходима разработка или возрождение пакета программ, даже на основе «Microsoft Office Excel» так называемого «рабочего места гидролога», куда вносились бы сырые данные с приборов, и набором команд выполнялись бы стандартные расчеты, в том числе статистика, и построение графиков. Это привело бы к единому образцу представления обрабатываемого материала.
Также, учитывая, что уровенные наблюдения на станции «Прогресс» ежегодные, необходима организация стационарного уровенного поста. В условиях Антарктиды это крайне тяжелая задача, однако, существующая методика прямого измерения уровня моря, посредствам нивелировки, заключает в себе много неизбежных погрешностей и ошибок.