4. Многосуточная океанографическая станция

В 56 РАЭ на станцию «Прогресс» не было привезено автономных измерителей течений, температуры и электропроводности, АЦИТ, измеряющих температуру и соленость воды «in situ», поэтому такого рода гидрологические наблюдения не выполнялись.

Замечания и предложения:

К сожалению, наблюдения за течениями, и прочими гидрологическими характеристиками, в зимовку 56 РАЭ не были организованны, хотя, исключительно ради научного любопытства, станционным гидрологам было бы интересно исполнять такого рода наблюдения. Исходя из жизненного опыта, некорректная работа АЦИТов, по сути отживших свой век, известна давно, и для наиболее точных, уверенных, а главное информативных наблюдений необходимо переходить к приборам, основанным на акустическом эффекте Доплера. Из заграничных приборов наиболее популярными во всем мире являются такие, как «ADCP», фирмы «RD Instruments», и «RCM», фирмы «Aanderaa», самых разных модификаций.

4. Океанографические разрезы

Перед выполнением «океанографии» было произведено техническое обслуживание имевшегося оборудования, то есть подготовка буров и удлинителей к ним, заточка пешней, смазка подвижных частей лебедки, проверка настроек CTD-зонда, подбор прочего инвентаря. Для удобства транспортировки лебедка «СП-77» была жестко закреплена на прицепе вездехода «Бронто». Пытались придумать электропривод к лебедке, однако, за неимением на станции чего-либо подходящего смирились с перспективой работать вручную.

При выполнении океанографических работ на припае все исполнители строго соблюдали требования «Правил техники безопасности при работе на льду».

Согласно «программы» было запланировано 7 разрезов общим количеством 44 станции. Зондирование производилось глубоководным профилографом «SBE 19plus V2 Seacat CTD», закрепленным в защитную клеть. CTD-зонд был запрограммирован на 4 измерения в секунду, а внешний подвесной насос «SBE5Т» включался с задержкой 2 минуты. До непосредственного зондирования прибор находился в отопленном салоне вездехода «Бронто».

Согласно методике, CTD-зонд, вынутый из теплой машины быстро подвешивали на лебедочный трос, включали, и полностью погружали в очищенную ото льда «майну» на глубину 5-8 метров, где выдерживали порядка 8-10 минут. Перед опусканием каждый раз продували трубки водоотвода/водозабора насоса «SBE5T», а также при погружении в воду обязательно наблюдали за пузырьками от прибора, контролируя этим работу клапана стравливания воздуха. К защитной клети CTD-зонда всегда цепляли концевой груз на 2-3 метра ниже, что позволяло безопасно вручную лебедкой опускать прибор, контролируя натяжение троса. Подъем прибора осуществляли по очереди 3-4 полярника с перерывами на отдых, ставя лебедку на стопор. Завершив зондирование, CTD-зонд выключали и убирали обратно в теплую машину. Если была необходимость выполнять несколько станций в день – в машине аккуратно промывали дистиллированной водой трубки водоотвода/водозабора насоса «SBE5T». По возвращении на станцию CTD-зонд дополнительно промывали и затем считывали полученные данные.

В таблице 4.3.1 представлена информация по всем запланированным и выполненным океанографическим станциям за 2011 год (56 РАЭ).

Таблица 4.3.1 Запланированные и выполненные океанографические станции за 2011 год (56 РАЭ)

ноМЕР СТАНЦИИ	КООРДИНАТЫ СТАНЦИИ	ДАТА / время ВЫПОЛНЕНИЯ	ГЛУБИНА ПОГРУЖЕНИЯ	ПРИМЕЧАНИЕ
Разрез № 1
1-1	69º23′00′′ ю.ш. 76º22′00′′ в.д.	30 мая 2011 12:45	14 м	лед 90 (80) см снега нет
1-2	69º22′50′′ ю.ш. 76º21′18′′ в.д.	30 мая 2011 12:10	56 м	лед 135 (121) см снега нет
1-3 / 2-3	69º22′38′′ ю.ш. 76º20′30′′ в.д.	30 мая 2011 12:25	92 м	лед 155 (140) см снега нет
Разрез № 2
2-1	69º23′15′′ ю.ш. 76º20′20′′ в.д.	-	-	не выполнялось
2-2	69º23′00′′ ю.ш. 76º20′20′′ в.д.	-	-	не выполнялось
2-3 / 1-3	69º22′38′′ ю.ш. 76º20′30′′ в.д.	30 мая 2011 12:25	92 м	лед 155 (140) см снега нет
2-4	69º22′10′′ ю.ш. 76º20′40′′ в.д.	8 июня 2011 11:00	130 м	лед 110 (100) см снега нет
2-5 / 3-4	69º21′45′′ ю.ш. 76º21′50′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
2-6	69º21′25′′ ю.ш. 76º22′50′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
2-7 / 4-5 / 7-1	69º21′00′′ ю.ш. 76º24′00′′ в.д.	4 октября 2011 13:15	328 м	лед 130 (140) см снег 50 см, 0.44 г/кг3
Разрез № 3
3-1	69º21′55′′ ю.ш. 76º17′00′′ в.д.	8 июня 2011 12:10	105 м	лед 75 (65) см снег 10 см
3-2	69º21′53′′ ю.ш. 76º18′30′′ в.д.	8 июня 2011 12:55	37 м	лед 75 (70) см снег 10 см
3-3	69º21′50′′ ю.ш. 76º20′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось
3-4 / 2-5	69º21′45′′ ю.ш. 76º21′50′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
Разрез № 4
4-1 / 5-1	69º23′00′′ ю.ш. 76º26′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
4-2	69º22′30′′ ю.ш. 76º25′30′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
4-3	69º22′00′′ ю.ш. 76º25′30′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
4-4	69º21′30′′ ю.ш. 76º25′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось
4-5 / 2-7 / 7-1	69º21′00′′ ю.ш. 76º24′00′′ в.д.	4 октября 2011 13:15	328 м	лед 130 (140) см снег 50 см, 0.44 г/кг3
Разрез № 5
5-1 / 4-1	69º23′00′′ ю.ш. 76º26′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
5-2	69º23′00′′ ю.ш. 76º27′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (скопление айсбергов)
5-3	69º23′00′′ ю.ш. 76º28′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось
5-4 / 6-3	69º23′00′′ ю.ш. 76º29′00′′ в.д.	27 октября 2011 14:05	682 м	лед 153 (138) см снега нет
5-5 / 6-2	69º23′15′′ ю.ш. 76º29′30′′ в.д.	-	-	не выполнялось (сильное торошение)
5-6 / 6-1	69º23′30′′ ю.ш. 76º30′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (сильное торошение)
Разрез № 6
6-1 / 5-6	69º23′30′′ ю.ш. 76º30′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (сильное торошение)
6-2 / 5-5	69º23′15′′ ю.ш. 76º29′30′′ в.д.	-	-	не выполнялось (сильное торошение)
6-3 / 5-4	69º23′00′′ ю.ш. 76º29′00′′ в.д.	27 октября 2011 14:05	682 м	лед 153 (138) см снега нет
6-4	69º22′30′′ ю.ш. 76º28′00′′ в.д.	28 октября 2011 14:00	970 м	лед 138 (144) см снег 34 см
6-5	69º22′00′′ ю.ш. 76º27′00′′ в.д.	29 октября 2011 13:50	832 м	лед 141 (150) см снег 39 см
6-6	69º21′30′′ ю.ш. 76º26′00′′ в.д.	30 октября 2011 13:40	618 м	лед 138 (143) см снег 33 см
6-7 / 7-2	69º21′00′′ ю.ш. 76º25′00′′ в.д.	5 октября 2011 14:00	525 м	лед 132 (144) см снег 45 см, 0.51 г/кг3
Разрез № 7
7-1 / 4-5 / 2-7	69º21′00′′ ю.ш. 76º24′00′′ в.д.	4 октября 2011 13:15	328 м	лед 130 (140) см снег 50 см, 0.44 г/кг3
7-2 / 6-7	69º21′00′′ ю.ш. 76º25′00′′ в.д.	5 октября 2011 14:00	525 м	лед 132 (144) см снег 45 см, 0.51 г/кг3
7-3	69º21′00′′ ю.ш. 76º26′00′′ в.д.	11 октября 2011 13:30	614 м	лед 130 (140) см снег 54 см, 0.48 г/кг3
7-4	69º21′00′′ ю.ш. 76º27′00′′ в.д.	12 октября 2011 14:10	808 м	лед 136 (134) см снег 33 см, 0.49 г/кг3
7-5	69º21′00′′ ю.ш. 76º28′00′′ в.д.	14 октября 2011 14:15	825 м	лед 135 (136) см снег 36 см, 0.48 г/кг3
7-6	69º21′00′′ ю.ш. 76º29′00′′ в.д.	15 октября 2011 14:30	456 м	лед 135 (143) см снег 43 см, 0.34 г/кг3
7-7	69º21′00′′ ю.ш. 76º30′00′′ в.д.	17 октября 2011 14:45	355 м	лед 135 (138) см снег 48 см, 0.49 г/кг3
7-8	69º21′00′′ ю.ш. 76º31′00′′ в.д.	18 октября 2011 13:15	677 м	лед 138 (133) см снег 26 см, 0.40 г/кг3
7-9	69º21′00′′ ю.ш. 76º32′00′′ в.д.	18 октября 2011 15:45	400 м	лед 132 (132) см снег 29 см, 0.48 г/кг3
7-10	69º21′00′′ ю.ш. 76º33′00′′ в.д.	19 октября 2011 13:45	267 м	лед 139 (131) см снег 14 см, 0.45 г/кг3
7-11	69º21′00′′ ю.ш. 76º34′00′′ в.д.	19 октября 2011 16:00	109 м	лед 146 (134) см снега нет
7-12	69º21′00′′ ю.ш. 76º35′00′′ в.д.	-	-	не выполнялось (выходит на берег)

Перед выполнением станций по разрезу № 1 в бухте Западная, предполагая малую глубину, заранее 26-27 мая прорубили «майны» для всех трех станций разреза. 28 мая выполнили станцию «1-1», однако после этого зондирования трубки водоотвода/водозабора насоса «SBE5T» забились шугой и замерзли. Ухудшение погоды в тот день не позволило ждать, пока отогреется прибор.

Учитывая проблему замерзания, к 30 мая подготовили теплую воду, и выполнили станции «1-2», «1-3/2-3», а также повторили «1-1». После каждого зондирования трубки водоотвода/водозабора насоса «SBE5T» забивались шугой, что было связанно, скорее всего, с переохлажденной подледной водой. Далее также заранее 6 июня подготовили «майны» для трех следующих станций – «2-4», «3-1», «3-2», а 8 июня выполнили на них зондирование.

Производя первичную обработку данных CTD-зонда, от раза к разу появлялось сомнение в корректности показаний прибора. Судя по выполненным к тому времени станциям, значения температуры воды по всей толще (при различных глубинах зондирования) получались крайне однородными – порядка «-1.86°C» - «-1.87°C», изменяясь лишь в «тысячных» градуса Цельсия. Соответствующие значения солености воды имели где-то некорректный ход, а где-то частые выбросы, хотя общий порядок величин был вполне нормальным для этого района – порядка «33PSU» - «34PSU».

После запроса в РАЭ, нам было дано указание приостановить выполнение «океанографии» и произвести испытание CTD-зонда на реакцию изменения окружающей среды, а также произвести более детальное техническое обслуживание прибора.

3 июля выполнили полное техническое обслуживание «SBE», то есть:

• заменили все 9 щелочных элементов питания типа «D»

• тонкой проволокой прочистили выпускной клапан воздуха

• раствором «Triton» прочистили ячейку электропроводности от поверхностной морской пленки.

8 июля в гараже «ЗЭМ» провели испытание CTD-зонда на реакцию изменения окружающей среды. Для этого «SBE» поместили в бочку, заполненную на 2/3 соленой морской водой. Подсоединив прибор кабелем к ПЭВМ в режиме «реального времени» наблюдали, как изменяются температура и соленость, при добавлении пресной воды. Наполняя бочку, прибор пришлось отсоединить от ПЭВМ и включить его в режим «автономной записи», так как соединение «кабель-прибор» не водонепроницаемое. Выждав некоторое время, чтобы окружающая среда прибора (вода) приняла устойчивую однородную структуру, одномоментно добавили некоторое количество снега. После обработки данных этого испытания, стало ясно, что прибор адекватно отреагировал на изменения окружающей среды и готов к дальнейшему использованию.

Возобновить «океанографию», было принято решение, со станций разреза № 7 по входному створу бухты Восточная. С 14 по 28 сентября выполнили работу по прокладке ледовой трассы вокруг острова Геодезистов, так называемый «Центральный вариант». Это было необходимо, так как снежный и ледовый покровы, сформировавшиеся к тому времени, не позволяли вездеходу «Бронто» в сцепке с прицепом проезжать где-либо, кроме как по укатанной трассе.

4-5 октября выполнили две станции «7-1/4-5/2-7» и «7-2/6-7». Получив одобрение из РАЭ о корректности полученных данных, с 11 по 19 октября выполнили остальные 9 станций по этому разрезу. Запланированная «программой» станция «7-12» согласно показаниям «GPS» попала далеко на берег, поэтому было принято решение, не выполнять её, тем более, вдоль берега существовала приливная трещина.

Из-за не самого лучшего технического состояния вездехода «Бронто», после запроса в РАЭ получили указание на выполнение только лишь еще четырех станций разреза № 6 по оси желоба ледника Долк. Все по той же указанной выше причине, 25 октября выполнили работу по прокладке дополнительного участка ледовой трассы по «Центральному варианту».

27-30 октября выполнили четыре станции «6-6», «6-5», «6-4», и «6-3/5-4». На этом «океанография» в 2011 году (56 РАЭ) в районе станции «Прогресс» была закончена.

Стоит отметить, что 8 запланированных «программой» станций выполнить было невозможно, так как они находились в густом скоплении айсбергов. Это станции «2-5/3-4», «2-6», «4-1/5-1», «4-2», «4-3», «5-2» «5-5/6-2» и «5-6/6-1». Не выполнено 5 станций. Это станции «2-1», «2-2», «3-3», «4-4», и «5-3».

Таким образом, выполнили в 2011 году (56 РАЭ) в районе станции «Прогресс» 26 станций (59% от запланированного) на 5 разрезах, при 21 зондировании толщи воды.

Простой подсчет глубин выполненных вручную станций, говорит о «титанических» усилиях участвовавших в работе полярников. С общей глубины 9905 метров CTD-зонд нам помогали поднимать: Коган С.Э., Миракин К.В., Егоров В.А., Львов А.Г., Головко С.А., Мансуров И.Ю., а также огромный вклад в успешное исполнение океанографических работ внесли: Пинягин Н.С., Иванов П.П., Кицюк О.Н.. Большущее им спасибо !!!

После непосредственного зондирования толщи воды, следующим этапом «океанографии» была обработка полученных данных. Согласно «программы», основными итоговыми результатами обработки являются построенные для каждого разреза 3 графика распределения: температуры, солености и теплозапаса. После запроса в РАЭ, было разрешено в качестве отчета предоставить только лишь графики распределения температуры и солености по разрезам. Из-за крайне однородной структуры толщи воды, график теплозапаса, то есть отклонения измеренной температуры от температуры замерзания, не имеет смысла.

Учитывая некорректность данных полученных на станциях разрезов № 1, № 2 и № 3, наиболее информативны профили лишь по разрезам № 6 и № 7, которые и представлены ниже.

Обработка и построение профилей по разрезам производились в программе «Ocean Data View» (версия 4.4.2, сайт: http://odv.awi.de). Конвертация исходных «CNV» файлов «SBE» в формат «ODV» производилась программой «Ocean Sneaker's Tool» (версия 2.0.0.51, сайт: http://www.awi-bremerhaven.de/Software/OST). Результат обработки по профилям № 6 и № 7 представлен на рисунках 4.3.1 и 4.3.2.

По таким признакам, как низкая (ниже -1.8^оС) температура, относительно высокая соленость (порядка 34.4PSU), и повышенное содержание биогенных элементов (на многих станциях наблюдались диатомовые водоросли), воду в заливе Прюдс в октябре 2011 года, а в частности в бухте Восточная, можно классифицировать как высокосоленую антарктическую шельфовую воду, или учитывая экстремально низкую (ниже -1.9^оС) температуру, как воду шельфовых ледников.

Из-за несколько некорректной работы CTD-зонда в мае-июне, зондирование по 6 станциям можно считать браком, хотя в целом данные нормальные. При крайне однородной вертикальной структуре толщи воды, измерение истинных значений температуры и солености не стало возможным из-за: 1) слабой прокачки воды насосом «SBE5T»,

2) плохой работы пропускного клапана воздуха,

3) наличия поверхностной морской пленки в ячейке электропроводности.

Рисунок 4.3.1 Профили вертикального распределения температуры и солености морской воды разреза № 7 по входному створу бухты Восточная в октябре 2011 года (56 РАЭ)

Рисунок 4.3.2 Профили вертикального распределения температуры и солености морской воды разреза № 6 по оси желоба ледника Долк в октябре 2011 года (56 РАЭ)

Таким образом, согласно «инструкции по прибору» и нашему «печальному опыту», очень важным является полное техническое обслуживание CTD-зонда перед началом работ !!!

Исходные «CNV» файлы «SBE», а также графики вертикального распределения температуры и солености для всех выполненных станций представлены в электронном виде на жестком носителе, прилагаемом к данному отчету.

Замечания и предложения:

Из опыта, полученного при выполнении океанографических работ в условиях Антарктиды, а тем более в заливе Прюдс, где температура воды зачастую экстремально низкая, следует отметить сложность эксплуатации CTD-зонда с внешним подвесным насосом, с системой трубок водоотвода/водозабора. Для измерений в суровых условиях Антарктиды, из огромного множества CTD-зондов производимых в мире, было бы лучшим выбрать такой, где ячейка электропроводности не нуждается в работе насоса с системой трубок водоотвода/водозабора.

При планировании океанографических разрезов в районе станции «Прогресс», следует заранее узнавать об исправности транспортного средства, используемого в работе. Например, вездеход «Бронто», который хорошо себя зарекомендовал, однако, отсутствие запасных частей и недостаток бензина АИ-95, могли бы значительно сократить объем выполняемой работы.