С точки зрения метеорологии необходимо изучение процессов формирования и трансформации ледяного покрова под действием термических динамических факторов и обеспечение потребителей ледовыми расчетами. А также исследование состояния льда: рост, таяние и дрейф. Прикладные модели ледяного покрова и разработанные на их основе методы в основном предназначены для обеспечения арктического судоходства прогностической информацией с различной заблаговременностью [45].
При построении таких моделей стремятся учесть только существенные факторы, определяющие изменчивость моделируемого объекта, чтобы не появились трудности в информационном обеспечении расчетов и их практическом проведении.
Потребители хотят иметь фактическую и прогностическую информацию о ледовом покрове в Арктике. Ледяной покров состоит из льдин различных размеров и находится под совокупным воздействием термических и динамических факторов. Внешние силы вызывают движение льда, а также формируют напряженное состояние ледяного покрова.
Неодинаковое воздействие внешних сил на льды различной толщины, формы, торосистости и сплоченности приводит к взаимодействию льдин путем столкновений, трения кромками и т.д. В результате неравномерности скорости дрейфа ледяных полей возникают локальные области сжатий и разряжений.
Главной причиной неравномерности дрейфа льда за небольшие промежутки времени являются большая изменчивость ветра. При увеличении временных интервалов основное влияние оказывает завихренность течений вблизи берегов - тормозящее действие берега.
Реальный ледяной покров представляет собой сложное образование, кинематика деформирования которого содержит черты упругих, вязких и пластических сред.
Климатическая модель, предложенная А.С. Колесовым дает возможность получить поле скоростей дрейфа льда и распределение давления ледяных полей.
За последние годы существенно повысились требования к качеству гидрометеорологической информации в связи с расширением хозяйственной деятельности в советских арктических морях, а также продления навигации по Северному морскому пути до круглогодичной.
Дрейф льдов различных возрастов, форм и размеров, возникающий под действием ветра и течения (основные причины), и многообразие случайных факторов (неравномерность поля скоростей дрейфа, пульсации скорости ветра и течения, различия морфометрических характеристик льдин, физико-географические особенности) являются важнейшей чертой динамики ледяного покрова.
Большое значение в ледоведении уделяют районированию, основная цель которого - это выявление по определенным признакам естественных районов с однородным ледовым режимом, что позволит изучить реальные причины формирования ледовых условий и в дальнейшем использовать их в ледовом прогнозировании.
Одним из параметров, отражающих состояние ледяного покрова, является его толщина. Работы по изучению закономерностей формирования толщины льда условно можно разделить на 2 группы [42].
1. Исследования, в которых анализ формирования толщины льда в зависимости от t воздуха, высоты снежного покрова, и др. факторов проведен по данным замеров в одной точке, без получения пространственных характеристик толщины льда.
2. Исследования, в которых осуществлен анализ пространственной изменчивости толщины льда. В основу этих работ положены материалы специальных измерений толщины льда, выполненных на площадях или профилях с определенным интервалом между замерами.
Знание пространственного распределения толщины льда необходимо для расчетов сопротивления движению судов и его несущей способности [42].
Д.Е. Хейсин в своей статье [4] предлагает оценить масштабы времени и длины, содержащиеся в задаче описания модели дрейфа льда для целей судоходства (такой масштабный подход далее будет использован автором в работе).
При исследовании дрейфа льда для сравнительно небольших интервалов времени можно не учитывать термические явления.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.