А. О. Шпайхер

Оцифровка и корректура: И.В.Капустин

ИССЛЕДОВАНИЯ США В АРКТИЧЕСКОМ БАССЕЙНЕ

Во второй половине XIX и начале ХХ в. Соединенные Штаты Америки неоднократно направляли экспедиции для достижения Северного полюса. Наибольшую известность приобрели экспедиции Де-Лонга 1879 - 1881 гг., А. Грили 1881 - 1883 гг., и в особенности санные походы по льдам Арктического бассейна Ф. Кука 1908 г. и Р. Пири 1899 - 1909 гг. Однако эти экспедиции дали лишь разрозненные сведения об особенностях природы центральной части Северного Ледовитого океана - Арктическом бассейне [6, 8]. Систематические исследования Арктического бассейна были начаты США лишь в послевоенные годы.
В 1946 г. ВВС США организовали регулярную разведку погоды с помощью четырехмоторных самолетов-бомбардировщиков Б-29, базировавшихся .в районе Фэрбенкса (Аляска). Полеты велись по маршруту Фэрбенкс - Аклавик (устье р. Маккензи) - Северный полюс - мыс Барроу (Аляска) - Фэрбенкс. Позднее самолеты летели на север через о. Бартер, выходили на полюс и возвращались через мыс Барроу. Полет продолжался от 13 до 19 часов, в течение которых самолеты покрывали расстояние от 3 до 3,5 тысячи миль. 'Высота полета - 3000-5000 м [1, 7]. Во время полетов,велись метеорологические наблюдения: каждые полчаса проводились измерения температуры воздуха, влажности, атмосферного давления, направления и скорости ветра, визуальные наблюдения над облачностью, видимостью и состоянием ледяного покрова, в частности за перемещениями дрейфовавшего среди морских льдов массивного обломка шельфового ледника - ледяного острова, получившего кодовое обозначение <Тарджент-1> (<Мишень-1>) или сокращенно Т-1 [12,19].
В 1947 г. эти наблюдения были распространены и на другие ледяные острова, в том числе, на обломок шельфового ледника площадью 125 км и толщиной 60 и, обозначенный индексом Т-3. Ледяной остров Т-3 оказался весьма живучим: его дрейф в Арктическом бассейне продолжается и в наши дни [13, 19, 20, 26, 27].
В 1947 г. на мысе Барроу (Аляска) ВМС США создали Арктическую исследовательскую лабораторию (АРЛИС). Первоначально круг проблем, изучаемых лабораторией, ограничивался вопросами акклиматизации, и выживаемости в арктических районах. Затем все большее внимание стали уделять изучению ледовых условий в арктических морях и факторов, их формирующих.
Начатые в 1947 г. совместные американо-канадские исследования Северо-Западного прохода [1, 2, 12, 14] показали, что для разработки долгосрочных гидрометеорологических прогнозов и изучения возможности плавания подводных лодок в арктических морях необходимо регулярно получать информацию из центральной части Северного Ледовитого океана - Арктического бассейна. Выявилась также нужда в накоплении данных для создания климатических характеристик, изучения долговременных климатических изменений. Полеты Б-29 к Северному полюсу не могли обеспечить все эти сведения. Нужны были стационарные базовые станции, на которых можно было бы организовать долговременные, регулярные наблюдения не только атмосферных процессов, но и изучение физических свойств ледяного покрова, режима вод, их температуры, солености, плотности течений и рельефа дна Арктического бассейна.
Наиболее целесообразной была признана организация базовых станций на массивных обломках шельфовых ледников-ледяных островах. Изучение результатов ледовых авианаблюдений показало, что дрейф ледяных островов направлен по одному, и тому же пути. От берегов Канадского арктического архипелага ледяные острова дрейфуют сначала в западном направлении, примерно до 75' с. ш. и 180' з. д. далее в северном направлении до района Географического полюса, а затем к берегам Земли Элсмир или Гренландии [7, 19]. Первая научно-исследовательская дрейфующая станция США была организована в марте 1952 г. на ледяном острове <Т-З>, получившем по имени руководителя экспедиции название ледяной остров Флетчера. Первым руководителем программы научных наблюдений на острове Флетчера был известный полярник доктор А. П. Креди [17].
В мае 1954 г., когда ледяной остров оказался в опасной близости от берегов Канады, персонал станции и наиболее ценное оборудование были вывезены. На весенне-летний период на ледяной остров Флетчера вновь была высажена научная группа для,продолжения геофизических исследований. Затем наблюдения на дрейфующих ледяных островах прервались и были возобновлены только через три года [19, 20 26, 27].
В 1957 г. в связи с проведением Международного геофизического года по американскому плану <Айс Скейт> были созданы станции <Браво> и <Альфа>. Станция <Браво> начала работать 7 марта на ледяном острове Флетчера (82' 46' с. ш. и 99'33' з. д.). С 7 марта 1957 г. по 1 декабря 1959 г. станция <Браво> прошла свыше 800 миль в юго-западном направлении и оказалась в 100 милях к северу от устья р. Маккензи. В течение зимы 1958/59 г. станция дрейфовала приблизительно параллельно изобате 400 м. В августе 1959 г., когда ледяной остров дрейфовал в море Бофорта в 100 милях от берегов Канады и Аляски, было отмечено вращение острова по часовой стрелке на 25' в сутки. На 1 декабря 1959 г. на станции <Браво> находилось 10 научных сотрудников и 15 человек вспомогательного состава. В начале мая 1960 г. от ледяного острова откололся обломок площадью более 14 кв. км. Незадолго до этого глубина моря на 71 50' с. ш. и 159 29' з. д. была 45,3 м, т. е. приблизительно равна осадке острова. По-видимому, остров коснулся дна и раскололся.
16 июля 1960 г. ледяной остров цод действием сильных ветров вновь начал дрейфовать и снова сел на мель недалеко от мыса Барроу. Большинство персонала было эвакуировано, а осенью 1961 г. с неподвижного острова было вывезено основное оборудование. Однако в середине февраля 1962 г. <Т-3> был обнаружен американским самолетом в 100 милях к северо-западу от того места, где он сел на мель. Размеры острова сократились до 7,5 км в длину и 1,8 - 3,7 км в ширину.
Весной 1962 г. деятельность станции, на ледяном острове возобновилась и продолжается до наших дней. Дрейф этого ледяного острова в системе антициклонического круговорота изучается более 26 лет. В течение 10 лет, с 1947 по 1957 г., остров Флетчера совершил 1,25 оборота, а к июлю 1968г. вторично описал полную циркуляцию, на этот раз значительно меньшего размера, и начал третий тур, который замкнулся в марте 1971г. [13 19, 27].
Дрейфующая станция <Альфа> или <Альфа-1> в апреле 1957 г. была высажена с самолетов на ледяное иоле толщиной около 3 м, в 1500 км к северу от берегов Аляски (79' с. ш. и 159' з. д.). Выполнение программы научных работ на станции <Альфа> началось в начале июня под руководством Н. Унтерштейнера. Научный персонал первоначально состоял из 11 человек и сменялся каждые четыре месяца. В связи с разлома ми ледяного поля в апреле - мае 1958 г. лагерь был леребазираван на другое ледяное поле, находившееся в удалении от первого примерно на 2 км. Второй раскол ледяного поля произошел 2 ноября 1958 г., причем ширина разводья быстро достигла 3 км, и 7 ноября станция, находившаяся в 450 км от Северного полюса (86' с. ш.;и 112' ~з. д.), была эвакуирована с помощью самолетов. С июня 1957 по ноябрь 1958 г. станция прошла в извилистом дрейфе свыше 3200 миль со средней скоростью около 3,5 мили в сутки в направлении с юга на север.
Дрейфующая станция <Альфа-2>, впоследствии переименованная в <Чарли>, была создана с помощью авиации 13 апреля 1959 г. в 250 милях к северо-западу от мыса Барроу (74'с. ш. и 160' з. д.). На станции работало 16 научных сотрудников и 13 человек вспомогательного состава - военнослужащих.
Руководитель станции - гляциолог доктор Беннингтон. В отличие от предшествовавших дрейфующих станций генеральный курс был западным и направлен к Новосибирским островам.
Средняя скорость извилистого дрейфа только в летний период была порядка 8 км в сутки. С июня по октябрь 1959 г. станция дрейфовала сначала на север (июнь - июль) - 90 миль по прямой, затем на запад (июль - октябрь) - 170 миль по прямой. В начале января 1960 г., когда станция <Чарли> находилась в районе 77' с. ш. и 167' з. д., ее пришлось эвакуировать вследствие раскола ледяного поля. Личный состав и все научное оборудование станции были вывезены самолетами, на льдине осталось только 2 домика. В апреле 1960 г. остатки лагеря <Чарли> бы,ли обнаружены советскими летчиками в 90 км к западу от лагеря советской дрейфующей станции СП-9 (83' с. ш. и 155' з. д.).
Дрейфующая станция <Арлис-1> была высажена с помощью ледокола <Бартон Айленд> 10 сентября 1960 г. на ледяном по-
ле 4,2 км шириной и 65 км длиной при средней толщине 2, 5 м. Ледяное поле находилось в точке с координатами 75' с. ш. и 136' з. д. в 420 милях к северо-востоку от мыса Барроу (180 миль севернее кромки льдов). При высадке станции ледокол <Бартон Айленд> установил рекорд свободного плавания в высоких широтах в этой части Северного Ледовитого океана.
Научным руководителем станции стал доктор К. Беннингтон. На станции находилось 6 человек научного персонала и 13 человек вспомогательного отряда. Станция оказалась недолговечной (ледяное поле вскоре раскололось). Просуществовав около полугода, 26 марта 1961. г. она была эвакуирована приблизительно из района 74'30' с. ш. и 170' з. д.
Дрейфующая станция <Арлис-2> была создана на дрейфующем ледяном острове длиной около 6,5 км, шириной 3,7 км и ,средней толщиной около 24 м на 73'01' с. ш. и 156'06' з. д. а этом ледяном острове оказалось много скоплений обломков , коренной породы и валунов. Местами высота таких скоплений достигала 15 м, а диаметр некоторых валунов - до 1,8 м.
Этот рекорд был перекрыт 17 октября 1961 г., когда атомный ледокол <Ленин> высадил состав дрейфующей станции СП-10 на ледяное поле на 77' ,с. ш. и 177' в. д. [3, 4, 11]. Своеобразный рекорд был поставлен 11 сентября 1973 г. при высадке на ледяной остров дрейфующей станции СП-22, когда высоких широт (76'22' с. ш. и 169' з. д.) достигли два судна: ледокол <Владивосток> и транспортное судно ледового класса <Капитан Кондратьев>.
Станция создавалась с помощью самолетов в течение 22 суток. За это время на ледяной остров было доставлено 58 т груза и 14 сборных домиков размерами 3,7X4,9 м. Группу из 11 научных сотрудников и четырех человек вспомогательного состава возглавлял Д. Бек. Станция <Арлис-2> - единственная из дрейфующих станций США, которая продрейфовала от моря Бофорта до Гренландского моря. В начале 1965 г. Восточно-Гренландское течение вынесло этот ледяной остров на юг [20] по пути, проделанному зимой 1938 г. советской дрейфующей сТанцией <Северный полюс> [3, 4].
Другим источником, информации о дрейфе ледяных острововв Арктическом бассейне послужили обломки шельфового ледника Уорд-Хант [30]. Зимой 1961/62 г. от шельфового ледника Уорд-Хант (северный берег о-ва Элсмир) откололся ледяной остров площадью 636 км., который впоследствии раскололся на 5 частей. Каждый из образовавшихся ледяных островой был маркирован бочками,из-под горючего и радиолокационными отражателями.
Таким образом, за ледяными островами, получившими обозначения от WH-1 до WH-5, можно было наблюдать с самолетов:или с помощью радиолокаторов. Ледяные острова WH-1-WH-4 дрейфовали в системе антициклонального круговорота Арктического бассейна, а самый крупный,из ледяных островов (20,4X9,3 км) WH-5 был вынесен,из Арктического бассейна в пролив Робсона [30].
Обобщение промеров глубин, выполнявшихся на американских и советских дрейфующих станциях, позволило уточнить карту рельефа дна арктического бассейна. Дно Арктического бассейна рассечено тремя трансокеаническими поднятиями-хребтами Гаккеля, Ломоносова и Менделеева-Альфа [11]. Хребет Ломоносова делит Арктический бассейн на Евразийский и Амеразийский суббассейны, различающиеся по строению земной коры, геоструктуре и неотектонике. Хребет Ломоносова вытянут через район Северного полюса, длина его 1800 км, ширина от 60 до 200 км. Склоны хребта крутые, а вершинная поверхность выровнена. Минимальная измеренная глубина над хребтом 960 м. Относительно ложа Евразийского суббассейна хребет возвышается на 3700 м, а над дном Амеразийского - на 3300 м.
Евразийский суббассейн, протягивающийся от хребта Ломоносова до материкового склона Гренландии, морей Баренцева, Карского и Лаптевых, представляет область почти однотипных г о строению и общим морфоструктурным элементам глубоководных котловин Нансена и Амундсена, разделенных подводным вулканическим хребтом Гаккеля. Котловина Нансена примыкает к североземельскому материковому склону, средняя ее глубина 3450 м. Котловина Амудсена - глубоководная, абиссальная впадина, расположенная между хребтами Гаккеля и Ломоносова. Рельеф дна выровнен, наибольшая измеренная глубина 4500 м [11].
Амеразийский суббассейн располагается от хребта Ломоносова до материковых склонов Канадского Арктического архипелага, 'Аляски, Чукотского и Восточно-Сибирского морей. Эта область развития асейсмичных поднятий складчато-глыбового строения. Хребет Менделеева-Альфа протягивается от о. Врангеля к восточной части Канадского арктического архипелага.
Минимальная, известная глубина над хребтом Менделеева-Альфа 1234 м.
Котловина Макарова - депрессия, располагающаяся в приполюсном районе между хребтами Ломоносова и Менделеева-Альфа, средняя ее глубина 3500 м. Канадская котловина ограничена хребтом Менделеева-Альфа, материковыми склонами Канадского Арктического архипелага, Аляски и шельфом Чукотского моря, максимальнаяизмеренная глубина 3900 м [11].
Анализируя результаты наблюдений за дрейфом ледяных островов <Т-З>, <Арлис-1>, <Арлис-2>, Л. К. Коучмен [18] пришел к заключению, что в Амеразийском суббассейне лед дрейфует в, направлении движения часовой стрелки по замкнутой орбите. Центр этой антициклональной циркуляции находится в точке 80' с. ш. и 140' з. д. Средняя годовая скорость дрейфа льда вдоль побережья островов Канадского арктического архипелага составляет 2,3 км/сутки, а в районе континентального склона морей Чукотского и Восточно-Сибирского - 3,1 км/сутки. Эти выводы хорошо согласуются с моделью циркуляции вод Арктического бассейна, предложенной 3. М. Гудковичем, в результате изучения дрейфа советских дрейфующих станций <Северный полюс> [3, 4, 11, 13].
Во время дрейфа станции <Альфа> с мая по сентябрь 1958 г. проводились наблюдения за течениями в поверхностном слое моря (2 - 18 м). Анализ материалов наблюдений показал, что дрейфовые течения подо льдом хорошо согласуются с теорией Экмана [23]. Подобные, выводы получены также советскими дрейфующими станциями <Северный полюс>, в частности, установлено, что на глубине 5 м скорость течений составляет только 60% от скорости дрейфа льда, вектор течений отклоняется от направления дрейфа вправо, в среднем на угол 35' [13].
При исследовании течений с американской дрейфующей станции <Т-3> в 1965 г. на глубине 150 м было обнаружено возрастание скорости до 58 см/сек. Скорость дрейфа станции в этот период не превышала 4 см/сек. Впервые подобные глубинные течения были зафиксированы в 1937 г. на дрейфующей станции <Северный полюс>. В настоящее время указанные течения изучены более подробно, как показал Л. Н. Беляков [13], эпюры их скорости имеют и параболическую форму, течения эпизодически возникают на различных глубинах - от 50 до 250 м.
В 1967 - 1969 rr. на дрейфующей станции <Т-3> были получены данные о придонных течениях [22]. Оказалось, что скорости их от 3,4 до 5,2 км/сутки (т. е. равны ~или больше скорости дрейфа льдов антициклонального круговорота) и в 2 - 3 раза больше скорости течений, полученных М. М. Никитиным и Н. И. Демьяновым для глубины 750 - 1000 м [13].
Значительное количество данных, со~бранных дрейфующими станциями в районе антициклонального круговорота, позволяет составить представление о вертикальном распределении температуры, солености и сезонных изменениях. Температурно-соленостный анализ показывает, что в толще вод отчетливо выделяются четыре водные массы: поверхностная арктическая, тихоокеанская, атлантическая, и глубинная. Для поверхностной арктической водной массы характерно увеличение солености и температуры с глубиной. Сезонные изменения этих элементов рассматривались по наблюдениям с мая по сентябрь 1960,г., когда станция <Т-3> находилась на мели неподалеку от мыса Барроу [26]. В июле поверхностный слой вод прогрелся до температуры 0,12', а к первой половине декабря охладился до - 1,6. Одновременно с летним нагреванием наблюдалось распреснение:вод за счет таяния снега и льда. В июле соленость понизилась до 0,17%, а в начале сентября возросла до 25~ko. С глубиной амплитуда сезонных колебаний гидрологических элементов убывала. Если на поверхности перепад температур от мая к июлю составлял около 1,7, то уже на глубине 10 м величина перепада не превышала 0,2. Наибольшие колебания солености (порядка 32'4) наблюдались в слое 0 - 4 м, тогда как на глубине 5 м сезонная амплитуда солености не превышала 12'4, а на горизонте 10 м - 2фв.
Верхняя граница термоклина порядка 50 - 55 м. Подповерхностный максимум температуры располагался на глубине 70 - 75 м. Это повышение температуры на глубинах, объясняющееся притоком тихоокеанских вод, поступающих через Берингов пролив, впервые обнаружено советской дрейфующей станцией <Северный полюс-2>.
Ареал распространения ~и описание структуры тихоокеанских вод были впервые даны А. Ф. Трешниковым, позднее отечественные и зарубежные исследователи,,и вчастностиЛ. К. Коучмен, уточнил~и и дополнили данные о генезисе и трансформации тихоокеанских вод [11, 13, 18].
Гидрохикические .исследования,,выполненные на станции <Т-3> в 1968 - 1969 гг. [25], показали наличие максимума биогенных элементов на глубине 160 м и устойчивого минимума кислорода на глубине 230 м. По данным наблюдений дрейфующей станции <Северный полюс-12> в 1963 - 1964 rr., установлено, что максимальная толщина прослойки тихоокеанских вод в мае - июне составляла в среднем 80 м, а, в сентябре - ноябре она уменьшалась до толщины около 40 м при минимуме 33 м [13]. Изменение температуры и мощности прослойки тихоокеанских вод сказывается на интенсивности теплоотдачи океанав атмосферу. В среднем для всего ареала распространения тихоокеанских вод в Арктическом бассейне количество тепла, вносимое вми, составляет около 2 кал/см год [13].
Верхняя граница атлантических вод в районе антициклонального круговорота расположена на глубине 200 - 250 м, а максимальная их температура порядка 0,4 - 0,5' отмечалась на глубине 450 м [26, 27]. Американские исследователи выполнили специальные измерения, направленные на изучение тонкой структуры прослойки атлантических вод в слое 200-500 м [28]. Наблюдения велись высокоточным электронным безинерционным измерителем температуры, глубины и солености.
Было обнаружено, что вся прослойка состоит из чередующихся гомогенных слоев толщиной 3 м и тонких слоев мощностью около 0,1 м, в которых перепады температуры, и солености составляли 0,2' и 0,01'~~о соответственно. В слое 240 - 340 м насчитывалось 160 подобных прослоек. На глубине 800-1000 м атлантические воды подстилаются глубинными водами, характеризующимися отрицательными температурами порядка - 0,3, - 0,4' и соленостью 34,94%о. Измерения температуры придонных:вод в Канадской котловине, выполненные на дрейфующих станциях <Арлис> и <Т-З>, показали некоторое повышение температуры от глубины 2000 м ко дну, что соответствует величине адиабатического нагревания порядка 0,10 - 0,14', характерного для этих глубин. Измерения градиента температуры донных отложений, выполненные на дрейфующей станции Т-З>, показали, что на 50% площади абиссальной равнины (5X10~ км~) с глубинами более 3700 м тепловой поток из недр земли к поверхности дна превышает 1,4К10 - кал/см с.
Вдоль южной окраины поднятия Альфа ари уменьшении глубин тепловой поток на протяжении 25 км сокращался в среднем до 0,8)(10 - ' кал/см ~ с. Таким образом, над Канадской абиссальной равниной в течение года придонные воды получают 44 кал/см, а над поднятием Альфа - только 25 кал/см. Прогрев такой же величины можно предполагать и, над хребтом Менделеева (продолжением которого является поднятие Альфа), и над поднятиями Бофорта и Чукотским. При однообразии солености такая разница в излучении тепла дном котловины и поднятий может повлечь формирование конвективных токов, а следовательно, и водообмена в аридонных слоях, т. е. формирование донных течений.
До 1960 г., за, исключением периодов Междуна родного Геофизического года и Международного года Спокойного Солнца, большинство исследований США в арктических районах финансировалось и осуществлялось министерством обороны [16, 24, 31]. В начале шестидесятых годов, интерес к исследованиям Арктики в США заметно усилился [2, 24, 31, 32]. В марте 1965 г. под эгидой Государственного дейартамента США было проведено специальное- совещание, на котором научная деятельность США в Арктике сопоставлялась с программами исследований других стран [24]. Из участников совещания была создана Межведомственная арктическая рабочая группа, в состав которой вошли представители министерств: сельского хозяйства, торговли, обороны, ВМФ, ВВС, здравоохранения, образования .и благосостояния, внутренних дел. Возглавил эту комиссию Национальный научный фонд (ННФ)- специальная организация, ответственная за развитие исследований, проводимых в США в полярных районах.
Рабочая группа составила доклад, в котором давался обзор американских и зарубежных работ в Арктике и делались следующие основные выводы: а) в исследованиях Арктики желательно международное сотрудничество; б) необходима координация, исследований, осуществляемых в Арктике различными ведомствами; в),необходимо создать, информационный центр, ответственный за, изучение программ, и результатов американ, ских,и зарубежных исследований Арктики.
На основании этого доклада Государственный департамент США предложил ННФ создать Межведомственный комитет по координациями арктических исследований (МККАИ). Его задачи определены следующим образом: а) представлять ежегодно отчеты по результатам исследований федеральных организаций в Арктике; б) способствовать максимальному обеспечению,исследовательских групп ~имеющимися техническими и транспортными средствами; в) быть в курсе всех арктических исследований, осуществляемых другими странами; г) выдвигать, новые научные задачи, определять, какие средства потребуются для,их решения; д) намечать экспериментальные работы, к осуществлению которых желательно привлекать ученых других стран, обмениваться .информацией с зарубежными ученым~1, организовывать проведение совместных теоретических исследований; е) содействовать проведению международных встреч ученых, работа которых связана с .исследованиями Арктики; ж) координировать в Арктике в Антарктике исследования, направленные на изучение важнейших проблем, и определять распределение финансовых и материально-технических ресурсов.
27 марта 1968 г. состоялось организационное совещание МККАИ. Первоначально в его состав входили представители 6 министерств: сельского хозяйства, торговли, обороны, внутренених дел, департамента транспорта, комиссии по атомной энергии, Национального управления по изучению космического простра~нства (НАСА). В ~последующие годы в состав МККАИ были введены представители Корпуса инженеров Армии США (1970 г.),и Управления по охране природы (1971 г.).
В 1968 г. МККАИ составил доклад по основным проблемам изучения морских ресурсов Арктики и связанным с ними техническим,проблемам.
В октябре 1969 г. по рекомендации МККАИ на 1970/71 финансовый год были предусмотрены средства для ускорения исследований по проблемам изучения: а) полярных морских льдов и их влияния на транспорт, погоду, и климат планеты; б) полярного магнитного поля и его влияния на связь; в) геологических структур, подстилающих арктические острова и полярные моря; г) арктических экосистем; д) вечной мерзлоты; е) возможности загрязнения внешней среды, связанной с относительно медленным распадом жидких и твердых промышленных отходов в арктических условиях; особое внимание должно уделяться защите внешней среды от загрязнения нефтью; ж) обеспечения безопасности мореплавания.
МККАИ рекомендовал создать специальную группу для подготовки программы обширных, исследовательских работ по проблеме <Полярные морские льды, и их влияние на транспорт, погоду и климат планеты> [24]. Работа такой группы облегчалась тем, что в Советском Союзе в 1968 г. был опубликован план проведения <Натурного эксперимента по проблемам взаимодействия океана и атмосферы> (НЭВ). В программу НЭВ [,, 10, 33] входило получение характеристик теплового и ди- [5 9 панического взаимодействия между океаном и атмосферой при наличии и отсутствии льда, а также между Северным Ледовитым океаном и прилежащими к нему районами Атлантического и Тихого океанов.
Практическое значение осуществления эксперимента заключалось в расширении возможностей совершенствования методов гидрометеорологических и ледовых прогнозов для Арктики.
Кроме того, полученные данные должны были позволить количественно оценить влияние гидрометеорологических процессов северной полярной области на погоду умеренных широт. Познание физических механизмов взаимодействия океана и атмосферы обеспечивало также получение оценки реальности или несостоятельности грандиозных проектов уничтожения арктических льдов, поворота рек Сибири в южном направлении и 9, 10]. забора их стока на орошение засушливых районов .. [5 Впоследствии при обсуждении международной программы исследований глобальных атмосферных процессов (ПИГАП) академик Е. К. Федоров предложил в рамках этого проекта провести комплекс наблюдений в полярных областях Земли, назвав }программу этих наблюдений Полярным экспериментом Основные особенности ПОЛЭКС заключаются в следующем:
1. Полярный эксперимент проводится при тесном международном сотрудничестве.
2. На первом этапе полярный эксперимент проводится в северном полушарии. Однако предусматривается подготовка проекта программы исследований в Южной полярной области.
3. Районы полярного эксперимента в северном полушарии ограничиваются параллелью 50'. Они включают обширные территории Евразии, Северной Америки, а также акватории Северного Ледовитого, северной части Атлантического и северной части Тихого океанов.
Проведение полярного эксперимента советскими и американскими учеными предусматривает выполнение научно-исследовательских и экспериментальных работ в океанах на исследовательских судах и дрейфующих льдах в Арктическом бассейне [10, 28].
В 1969 г. Унтерштейнером и Ханкинсом была составлена программа объединенного эксперимента по изучению динамики арктических льдов (АЙД5КЕКС). Эта программа получила принципиальное одобрение на заседании экспертов Океанографического управления ВМФ США. К середине.1970 г. Унтерштейнер, Мейкут и Торндайк составили окончательный вариант научной программы этого эксперимента [24, 31, 35]. Программа АИДЖЕКС во многом совпадает с программой полигонных исследований динамики льда, осуществленных советскими учеными в Арктическом бассейне в 1961 - 1965 гг. [9].
Для общего руководства экспериментом при океанографическом отделении Вашингтонского университета создана специальная группа. Теоретический раздел эксперимента возглавил профессор Унтерштейнер, а подготовку, организацию и координацию полевых работ осуществлял известный полярный исследователь Дж. Флетчер. В результате проведения эксперимента предусматривается получить как можно больше данных, необходимых для оценки роли морских льдов в процессе взаимодействия атмосферы и океана, в формировании климата, а также сведения о зависимости между условиями образования зон чистой воды, тепловым балансом и образованием нового льда.
Кроме того, предусматривается провести углубленное изучение структуры морского льда и процессов его формирования; исследовать процессы, важные для понимания условий формирования первичной продуктивности и биологических явлений в Северном Ледовитом океане; оценить возможный вред, причиняемый арктической природной среде всеразрастающим промышленным освоением Арктики, и т. д.
С этой целью в Арктическом бассейне избран ледовый полигон, на. котором предполагалось создать системы станций, в течение длительного времени осуществляющих детальные исследования. В центре полигона расположена базовая станция, а на ее периферии. по углам квадрата со стороны 20 км четыре автоматические станции. Вокруг этого квадрата должны быть созданы еще четыре обитаемые дрейфующие станции, образующие внешний квадрат со стороной,100 км. И наконец, внешний обвод из шести автоматических станций, удаленных в начальный период на. 300 км по диагоналям шестиугольника.
В июне 1971 г. профессор Дж. Флетчер был назначен на должность директора Управления по изучению полярных районов при Национальном научном фонде (США), а координатором АЯДЖЕКСа стал профессор Унтерштейнер.
По рекомендации Канадского комитета по океанографии Канада приняла участие в финансировании эксперимента. На совместных заседаниях МККАИ и Канадского подкомитета по науке и технике обсуждались перспективы осуществления научных программ, планировалось наиболее рациональное использование материально-технической базы, регламентировался обмен научной информацией, рассматривались возможности стандартизации измерений и терминологии, а также перспективы более широкого обсуждения научных проблем, связанных с Арктикой.
К концу 1972 г. совместными усилиями ученых Канады и США в Амеразийском суббассейне по программе АЙДЖЕКС были проведены три подготовительные экспедиции. Первая из них 18 марта - 7 апреля 1970 г. базировалась на канадский лагерь <Кемп-200> (около 74' с. ш. и 135' з. д.), наблюдения выполнялись в 8 км от основной станции [21, 29].
Самописцы течений были установлены на глубинах 5, 7, 11, 19, 32 и 75 м. Основная цель проводимых исследований заключалась в сборе океанографических сведений и проверке методов по оценке роли трения в подледном слое вод океана в процессе обмена движением между водой и льдом.
Задачами более обширных экспедиций 1971 и 1972 гг. было изучение трехмерной структуры скорости течений и плотности вод, отработка методики изучения региональных особенностей тангенциального напряжения. Как и в предшествовавшем году, базой для экспедиции послужил лагерь <Кемп-200>. С 16 марта по 2 апреля 1971 г. наблюдения велись:на базовой станции (74' с. ш. и 131' з. д.) и на выносных станциях к югу от нее (дистанция 139 км) и к востоку (дистанция 312 км).
На всех трех станциях ежедневно в 7, 12, 17 и 22 часа местного времени (Гринвич + 7 часов) IBbIIIoJIHSIJIHCb гидрологические наблюдения. С помощью глубоководных термометров и батометров Нансена измерялись температуры воды и брались пробы для определения солености на горизонтах 30, 60, 90, 120, 150, 180, 220, 260, 350 и 500 м. Пробы воды брались в полиэтиленовые бутылки и замораживались. Для проверки, насколько такой способ хранения влияет на результаты анализа, часть проб дублировалась в стеклянных бутылках и предохранялась от замораживания. Для анализа пробы отправлялись в лабораторию в Сиэтл.
Измерения направления и скорости течения производились на всех трех дрейфующих станциях на горизонтах и на глубинах 150, 300 и 400 м на дополнительной станции (расположенной в 93 км от базового лагеря). Экспедиция 1972 г. работала приблизительно в 300 милях от мыса Барроу (75' с. ш. и 150' з. д.) в районе центра антициклональногокруговорота.вод. Здесь были организованы три дрейфующие станции. На каждой из станций с 7 марта по 25 апреля велись метеорологические и океанографические:наблюдения, измерения направления и скорости течений. Измерения температуры олености проводились 2 раза в сутки (в 8 и 20 часов местного времени) на горизонтах 20, 40, 60, 90, 120, 150, 240, 270, 350; 500, 650, 800 и 1000 м. Определения солености производились портативным солемером.
На весну 1973 г. планировалось проведение четвертой подготовительной экспедиции. Однако исследования 72 г. дали очень большое количество данных, которые необходимо обработать, теоретически осмыслить и интерпретировать для совершенствования и уточнения программ наблюдений. Кроме того, по мере развития эксперимента при его проведении используются все более разнообразные приборы и технические устройства [20]. Помимо установленной на льду автоматической аппаратуры и исследований, выполнявшихся на обитаемых дрейфующих станциях в 1972 г. для визуального и инструментального изучения льдов, широко использовались авиация, искусственные сп тники Земли, подводные лодки и. аквалангисты. Были внедрены в практику наблюдений сканирующая инфракрасная аппаратура, 1. , радиолокаторы бокового обзора, системы пассивной радиолокации, работающие в диапазоне СВЧ, телевизионные системы <Видикон>, лазерная техника. Техническое освоение некоторых систем, использованных для наблюдений в 1972 г., проходило в в большой спешке, что, естественно, отражалось на Поэтом было к ачестве полученных материалов наблюдений.
Поэтому было признано целесообразным осуществление экспедиции, планира в 1973 r, вавшейся на весну 1973 г., перенести на 1974 г., а в ограничиться испытаниями и отработкой аппаратуры. Более бота позволит более полно использовать технику и, возможно, снизить стоимость проводимых исследовании. таким образом, проведение основного эксперимента планируется начать в 1975 г. [15, 21, 29, 31].
Как же указывалось выше, разработанный советскими учеными полярный эксперимент охватывает весь Севернный Ледовитый океан, тогда как проведение Объединенного эксперимента по изучению динамики льдов локализовано в Амеразиском суббассейне. Поэтому признано целесообразным считать АЙДЖЕКС частью программы ПОЛЭКСа. Несомненно, что о дновременное проведение исследований по обоим этим проектам окажет исключительно большое влияние на дальнейшее раз
витие знаний о Земле, о причинах, обусловливающих возникновение тех или иных крупномасштабных аномалий погоды, столь существенно влияющих на благополучие жителей нашей планеты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агранат Г. А. Зарубежный Север, М., 1957.
2. Агранат Г. А. Зарубежный Север. Опыт освоения, М. 1970.
3. Гордиенко П. А. Северный Ледовитый... Л., 1973, стр. 1 - 40.
4. Козлов М. П. Советские дрейфующие научно-исследовательские станции в Северном Ледовитом океане. Л., 1971, стр. 1 - 12.
5. Крутских Б. А. Основные проблемы научно-исследовательских работ ААНИИ в девятой пятилетке.- <Проблемы Арктики и Антарктики>, вып. 39, 1972, стр. 5 - 10.
6. Лактионов А. Ф. Северный полюс. М., 1949.
7. Лаппо С. Д. Зарубежные исследования в Центральной Арктике. <Летопись Севера>, вып. 2, 1957, стр. 239 - 246.
8. Райт Т. Большой гвоздь, 1973, стр. 1 - 285.
9. Трешников А. Ф., Борисенков E. П., Волков Н. А., Никифоров Е. Г. Об американском проекте <Объединенный эксперимент по изучению динамики арктических . льдов>.- гПроблемы Арктики и Антарктики>, вып. 38, 1971, стр. 14 - 20.
10. Трешников А. Ф. Итоги и перспективы полярного эксперимента. Л., 1973, стр. 1 - 43.
11. Трешников А. Ф., Шпайхер А. О. Осуществление ленинских предначертаний в исследованиях Арктики.- <Океанология>, т. 10, .вып. 2, 1970, стр. 198 212.
12. Шпайхер А. О. Современные исследования Северо-Западного прохода.- <Летопись. Севера>, вып. 6, 1972, стр. 224 - 240.
13. Шпайхер А. О., Беляков Л'. Н. Некоторые результаты океанографических исследований американских дрейфующих станций в Амеразийском суббассейне.- Сб. <Проблемы Арктики и Антарктики>, вып. 41, 1973, стр. 91 - 98.
14. Шпайхер А. О. Арктический институт Северной Америки.- Сб. <Проблемы Арктики и Антрактики>, # 29, 1968, стр. 116 - 118.
15. Шпайхер А. О. Арктическая научно-исследовательская лаборатория ВМФ США на Аляске.- Сб. <Проблемы Арктики и Антарктики>, вып. 40, 1972, стр. 131 - 132.
16. Шпайхер А. О., Миневич А. Я. Планы развития океанографических исследований США. Обнинск, 1968, стр. 1 - 21.
17. Crury А.Р. and GoldsteinN. Geogphysical studies in the Arctic oceans 11 18. Coachman L. С. Physical oceanography the Arctic ocean 1968. Arctic 1969, № 22, N 3, р. 214 - 223.
19. Fletcher 1. О. Origin and early utilisation of aircraft supported drifting stations. Arctic drifting stations 1968, р. 185 - 201.
20. Fudgino К. Oceanographic observations on the drifting station ARLIS-2 Contribution Inst. 1.оъ Temp. Sci 1966, зег А, vol. 24, р. 1 - 84.
21. Heiberg А. AIDJEX field operations 1аП 1972 AEDJEX bulletin 1973, vol. 18, р. 1 - 4.
22. Hunkins К., Thorndike Е. М. and МаПйеи G. Nepheloid layers and bottom currents in the Arctic ocean. Journ. of Geophys. res. 1969, vol. 74, 28, р. 6695 - 7008.
23. Lamont measurements of water stress and ocean currents. AIDJEX Bulletin 1971, N 4, р. 44 - 47.
24. Jones Т. О. Coordinating federal Arctic Research. Arctic Bulletin 1973, vol. 1, N 1, р. 3 - 5. 25. Ktnnely Р., Archelger М. Е., Burrell D. С. Chemical characteristics of water masses in the Ameracian Bassin of the Arctic ocean Journal of Geophys Res. 1970, vol. 75, N 21, р. 4097 - 4104.
26. J(usunoki К. Hydrography of Arctic ocean of the Beaufort sea. Contribution Inst. Low. Temp., 1968, ser. А (17), . 1 - 74.
27. Lindsuy D, Seifert W, Andersen N. Ice islands 1967. Arctic 1968, vol. 21 N 2, р. 117 - 124.
28. N h Ь S. Neat V. Т. Denner W. Temperature and conductivity measurements under ice island Т-3. Geophys. Res., 1971, vol,, р. es и а 76 N 33
29. Nenuton J. L and Coachman L. К. 1972 Al DYEX interior flow fie studey рге1пп1паге report and comparisen with previous results. AIDJEX bulletin 1973, vol. 19, р. 19 - 42.
30. Nutt D. С. The drift of the ice island WH-5 Arctic 1966, vol. 19, N 3, р. 244 - 261.
31. Pollak Н. and Andersen Р. 1. United States Policy for the Arctic. Arctic Bulletin 1973, vol. 1, N 1, р. 2.
32. S tt 1. Е. Ronhovde А. G. and Van-А11еп L С. Arctic Environment and Ressources. The Arctic Institute of North America 1971, р. а er . 1 - 309.
33. Weller G. Е., Bi'erly W. The Polar Experiment (POLEX). Bulletin of the Amer. Meteorological Society 1973, vol. 54, N 3, р. 212 - 218.

"Летопись Севера" т.VII