Объем данных для проведения ОВОС в замерзающих морях снижается по мере ухудшения ледовых условий

МАТИШОВ Г.Г., ДЖЕНЮК С.Л., ДАЛЕ С.
Мурманский морской биологический институт РАН
АКВАПЛАН-НИВА

Морской лед является важнейшим природным фактором, определяющим экологическую безопасность добычи нефти и газа на арктическом шельфе. Освоение Баренцево-Карской нефтегазоносной провинции требует развития качественно новых подходов к экологическому сопровождению промышленной деятельности и его информационному обеспечению. Ряд аспектов этой проблемы отражен в публикациях ММБИ (Научно-методические подходы.... 1997; Современные технологии..., 1999: Матишов и др., 2001). Однако в настоящее время отсутствует единый набор требований к информации о ледяном покрове и связанных с ним природных явлениях, необходимой для выполнения ОВОС в замерзающих морях.

Для месторождений на морях Западной Арктики характерны следующие разновидности ледовой обстановки:

- ледяной покров отсутствует непосредственно в районе месторождения, но оказывает влияние на поля течений и ветрового волнения, пути миграций рыб, морских птиц и млекопитающих (норвежский шельф, юго-западная часть Баренцева моря):

- возможны эпизодические вторжения дрейфующих льдов или длительное нахождение района работ в прикромочной зоне, что сопровождается значительной изменчивостью большинства экосистемных параметров (центральные и восточные районы Баренцева моря, в том числе Штокмановское месторождение);

- ледяной покров образуется ежегодно и сохраняется от 3-4 до 12 месяцев, всецело определяя океанологическую и экологическую ситуацию в этот период (Печорское и Карское моря).

Объем данных, доступных для проведения ОВОС, снижается по мере ухудшения ледовых условий. Одновременно возрастают операционные и логистические проблемы. Экологические последствия нефтяных разливов и сбросов, обусловленных нефтегазовой деятельностью, должны быть более тяжелыми из-за длительного нахождения в водах, покрытых льдом. Поэтому при развитии нефтегазовой отрасли в ледовитых морях очень важно, во-первых, систематически анализировать потребность в данных и, во-вторых, оценивать их доступность. Анализ должен также учитывать возможности климатических изменений и их влияния на изменения физических и биологических условий.

На незамерзающих акваториях информационное обеспечение остается обычным, но должно быть дополнено данными о крупномасштабной изменчивости деловитости и кромки льда. Эти параметры хорошо изучены в климатическом аспекте и обычно легко доступны по материалам дистанционного зондирования.

Для участков шельфа, на которых лед появляется эпизодически, приоритетными являются вероятностные оценки таких вторжений.

Традиционные подходы, принятые в климатологии морских льдов, в этом случае недостаточны. Так, в нескольких российских изданиях приведены однотипные серии карт ледовых условий Баренцева моря (среднее, максимальное и минимальное положение кромки по месяцам).

Г.К. Зубакиным (1987) получены вероятностные оценки положения кромки льда с использованием теории выбросов случайных процессов. При таком подходе учитывается межгодовая изменчивость ледяного покрова, но не принимаются во внимание флуктуации синоптического масштаба. Более корректным способом получения таких оценок является формирование рядов наблюдений за наличием и сплоченностью льда по спутниковым данным с периодичностью не реже 5 суток. Оптимальная длительность рядов составляет 30 лет, минимально допустимая - порядка 10 лет (это требование распространяется и на другие разновидности данных о ледяном покрове). При наличии такой информации многолетние оценки могут быть получены не только с месячным, но и с декадным разрешением.

На значительной части Баренцева моря замерзание или вторжение дрейфующих льдов наблюдаются не ежегодно. Наиболее актуальным примером является район Штокмановского месторождения, где вероятность появления льда в определенном году составляет около 50 %, причем эти события возможны с декабря по июль (Научно-методические подходы .... 1997). Для таких районов не следует использовать принятые в океанологии стандартные параметры ледовых фаз: продолжительность ледового периода, средние, ранние и поздние сроки образования и исчезновения льда.

Вместо этого описание ледовых условий должно содержать следующие характеристики: вероятность наличия льда на заданную дату или на определенном интервале годового хода (месячном, декадном); наиболее ранние сроки появления льда и наиболее поздние сроки его исчезновения (этим одновременно определяется гарантированная продолжительность безледного периода); вероятностные характеристики сплоченности льда, отнесенные к периодам его присутствия. Необходимы также статистические оценки средней и максимальной скорости перемещения кромки льда. Все эти сведения также могут быть получены по данным дистанционного зондирования с высоким пространственно-временным разрешением.

Следует отметить, что эта группа параметров в наибольшей степени зависит от изменчивости климатического фона. В условиях глобального сокращения арктического ледяного покрова любые оценки, полученные по многолетним данным, могут оказаться несостоятельными. Необходимо непрерывно верифицировать эту информацию по мониторинговым данным и выявлять новейшие тренды на интервалах времени 3-5 лет.

В районах баренцевоморского шельфа с неустойчивым ледовым режимом преобладают глубины 200-300 м. В этом диапазоне глубина моря не оказывает непосредственного влияния на динамику и морфометрические характеристики ледяного покрова, поэтому нет необходимости привязывать соответствующие наблюдения к точкам постановки шельфовых платформ. Такие параметры, как скорость и направление дрейфа льда, толщина, торосистость, средние и максимальные размеры льдин, в открытых районах моря достаточно однородны. Это позволяет привлекать для статистической обработки данные, полученные в разных районах моря. Однако при этом необходима их группировка по отношению к возрастным стадиям льда. Последним свойственна значительная межгодовая изменчивость, поэтому привязка данных к определенным календарным интервалам в данном случае может быть неэффективна.

Наиболее полные данные о динамике и геометрических характеристиках ледяного покрова в открытых районах Баренцева моря представлены в монографии (Гидрометеорология..., 1990). Более поздние исследования проводились преимущественно по заказам нефтегазовых компаний, и их результаты не попадали в открытые публикации. Тем не менее, современный уровень знаний о льдах этих районов, с учетом высказанных соображений можно признать удовлетворительным.

Среди природных факторов, создающих технологические и экологические риски в северных, центральных и восточных районах Баренцева моря, следует отметить айсберги. Они могут распространяться на юг до 72° с.ш. По опубликованным сводным данным (Abramov, 1992) могут быть получены оценки риска встречи с айсбергом для определенных районов и сезонов, однако приоритетной задачей является прослеживание айсбергов в составе спутникового мониторинга ледовой обстановки.

Третий тип ледового режима, характерный для Печорского и Карского морей, требует принципиально иных подходов к сбору и анализу данных. Параметры ледяного покрова здесь существенно зависят от распределения глубин, расстояния от берега и конфигурации береговой линии. Выделяются два состояния ледяного покрова: дрейфующий и неподвижный (припайный) лед. Для них раздельно определяются фазовые характеристики: средние и экстремальные сроки появления и исчезновения, продолжительность ледового периода. Для описания дрейфующих льдов используется тот же набор параметров, что и в глубоководных морских районах, но при сплоченности льда, постоянно близкой к 10 баллам, особо важное значение приобретает торосистость. Для ее детального описания необходима самостоятельная совокупность параметров: балл торосистости, формы, размеры, преобладающая ориентация торосов. На малых глубинах это описание должно дополняться характеристиками подводного рельефа дна, а также оценками вероятности появления стамух и подводных борозд. Припайный лед характеризуется шириной припайной полосы, толщиной, торосистостью, наличием приливных трещин.

Исследования льдов Печорского и Карского морей особенно активизировались за последние 20 лет в связи с проведением геологической разведки и пробного бурения на шельфе. Опубликован обзор этих работ (Миронов и др., 2001). Вместе с тем большой объем материалов по этим районам получен на коммерческой основе и недоступен для использования. Поскольку на мелководном шельфе каждая площадка требует индивидуального исследования и описания, недостаток натурных данных должен восполняться математическим моделированием ледовых процессов, а при отсутствии адекватных моделей или исходных данных для модельных расчетов - разработкой типовых схем эволюции ледяного покрова на основе климатических аналогов. При этом достаточно подбирать аналоги по температуре воздуха и атмосферной циркуляции, так как гидрологические условия на арктическом шельфе в зимний период отличаются стабильностью.

В дополнение к гидрофизическим данным, среди которых ледовые условия могут быть наиболее важными, необходима информация о биоресурсах, экосистемных процессах и функциях, взаимодействии видов и их чувствительности к разным аспектам нефтяной промышленности и другим антропогенным нагрузкам. В этой области существуют большие пробелы в данных. Многое подлежит дальнейшему исследованию. Ведущими экологическими факторами являются изменчивость положения кромки льда в открытом море и фаз ледовых процессов в прибрежных районах. Ледовые условия в большой степени определяют природную изменчивость экосистемных процессов, на фоне которой должны быть выявлены суммарный вклад антропогенных воздействий и его составляющая, связанная с нефтегазовым комплексом.

Другая группа задач ОВОС связана с оценкой воздействий на морскую среду при возникновении аварийных ситуаций, в особенности разливов нефти и газоконденсата. Для этих целей может быть необходима ледовая информация по любым, заранее не определенным, районам морей с высокой степенью компонентного и пространственно-временного разрешения. Это означает, что вся доступная информация по ледяному покрову морей должна усваиваться и сохраняться в базе данных.

Литература
Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 1. Баренцево море. Вып.1. Гидрометеорологические условия / Под ред. Ф.С. Терзиева и др. Л.: Гидрометеоиздат. 1990. 280 с.
Зубакин Г.К. Крупномасштабная изменчивость состояния ледяного покрова морей Северо-европейского бассейна. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. 160 с.
Матишов Г.Г., Денисов В.В., Дженюк С.Л., Зуев А.Н., Сочнее О.Я. Использование современных информационных технологий в экологическом сопровождении проектов морской нефтегазодобычи в Арктике // Тр. РАО-01. 5-я международная конференция РАО-01 «Освоение шельфа арктических морей России». СПб. 2001. С. 315-318.
Миронов Е.У., Лебедев А.А., Спичкин В А., Тюряков А.Б. Изученность ледовых условий шельфа юго-востока Баренцева и юго-запада Карского морей // Тр. ААНИИ. 2001. Т. 444. С. 59-72.
Научно-методические подходы к оценке воздействия газонефтедобычи на экосистемы морей Арктики (на примере Штокмановского проекта) / Под ред. Г.Г. Матишова и Б.А. Никитина. Апатиты: КНЦ РАН. 1997. 394 с.
Современные технологии и прогноз в полярной океанологии и биологии / Под ред. Г.Г. Матишова. Апатиты: КНЦ РАН. 1999. 446 с.
Abramov V.A. Russian iceberg observations in the Barents Sea, 1933-1990 // Polar Research. 1992. V. 11, N2. P. 93-97.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"

Еще статьи на тему "моря":

Изменяющееся Баренцево море: состояние окружающей среды и основные направления развития

Нефтегазовая система триасового комплекса Баренцева моря

Эколого-рыбохозяйственный аннотированный атлас Баренцева моря (электронная версия)

Районы Баренцева моря, свободные от нефти