Новости
4 марта 2024
Как изменение климата влияет на характеристики морского льда, выясняют карельские ученые

Гидрологи и математики Карельского научного центра РАН разработали численную модель вод, льда и экосистем Белого моря. Она позволяет рассматривать различные сценарии трансформации ледового режима под воздействием изменения климата. Модель воспроизводит физические и биохимические процессы во льду, учитывает их многолетнюю динамику и помогает прогнозировать время образования и разрушения льда. Эта информация важна для судоходства, предотвращения загрязнения моря и повышения эффективности использования водных ресурсов.
В последние десятилетия на Белом море лед образуется на неделю позже, а весной начинает разрушаться на неделю раньше. Такие выводы ученые делают благодаря сравнению современных спутниковых снимков с данными 60-70 годов прошлого века. Между тем, зимний режим Белого моря изучен недостаточно, а его понимание, безусловно, важно для эффективного использования водных ресурсов.

Чтобы оценить, как изменяются свойства морского льда в зависимости от внешних условий среды, ученые Карельского научного центра РАН разработали численную модель вод, льда и экосистем Белого моря. Исследование поддержано грантом РНФ № 22-27-20014 и Фондом венчурных инвестиций Республики Карелия.

Основным исполнителем работы стал Илья Чернов, старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН. Он модифицировал известную физическую модель термодинамики Арктики FEMAO (автор Н.Г. Яковлев, ИВМ РАН, г. Москва) и адаптировал ее под условия Белого моря.

Илья Чернов, старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН
Илья Чернов, старший научный сотрудник лаборатории моделирования природно-технических систем ИПМИ КарНЦ РАН

Для настройки модели использовался широкий спектр данных: содержание биогенных и загрязняющих веществ, одноклеточных водорослей и других организмов во льду. Образцы льда и воды были получены в ходе экспедиций на Беломорской биологической станции ЗИН РАН на мысе Картеш в Кандалакшском заливе и при исследовании устьевой области реки Кемь. Помимо карельских ученых, в работах также принимали участие специалисты Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургского филиала Института океанологии РАН.

В устьевой зоне реки Кемь были собраны пробы трех типов льда — речного, морского и льда из переходной зоны (река-море): они сильно отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам.

— Зона смешения морской и пресной воды называется областью лавинной седиментации. Большая часть осадков твердых веществ в речном потоке оседают на границе реки и моря, часть из них уносится дальше, в том числе и загрязнители: тяжелые металлы и нефтепродукты. Модель позволяет отследить, как эти вещества переносятся с приливо-отливными течениями. Примерно также ведет себя и лед. Он состоит из льдин, которые переносятся течениями. С помощью модели можно оценить так называемый ледовый разнос, — пояснил Алексей Толстиков, руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории географии и гидрологии Института водных проблем Севера КарНЦ РАН.

Участники экспедиции: Алексей Толстиков,Роман Здоровеннов, Егор Благодатских, Алексей Зимин
Участники экспедиции: Алексей Толстиков, Роман Здоровеннов, Егор Благодатских, Алексей Зимин

Ученые проверили, согласуются ли данные моделирования со спутниковыми данными и результатами прямых измерений физических, биологических и химических параметров во льду. Установлено, что модель достаточно точно воспроизводит время образования льда и его разрушения, сплоченность ледяного покрова Белого моря.

Другой рабочий инструмент — одномерная модель столба воды, подходящая для акваторий без сильных течений. Разработано руководство пользователя этой моделью и поэтому ее можно использовать не только для Белого моря, но и для других водоемов, в том числе пресноводных. Настроив параметры, можно рассчитать биогеохимические процессы для конкретного района водного объекта. Таким образом, модели могут стать инструментом для практических и прогностических задач. Например, по заданным показателям можно будет найти участок акватории для разведения марикультуры, — рассказал Алексей Толстиков.

Полученные численные модели воспроизводят физические и биохимические процессы во льду, учитывают их многолетнюю динамику и помогают прогнозировать время образования и разрушения льда. Эта информация важна для судоходства, решения вопросов защиты морских конструкций в зимнее время, предотвращения процессов загрязнения акватории и повышения эффективности использования ресурсов моря.

— Мы получили инструмент для ответа на вопрос: что будет, если усилится поступление определенных веществ в Белое море и как это отразится на ледяном покрове. Что будет происходить, если продолжится потепление климата? Будет ли это критично для конкретного участка акватории или экосистема справится с изменениями, — подытожил исследователь.

Фото: А.Толстиков, А.Зимин, В.Швецова

Смотрите также:

Измерение линейного прироста Sphagnum riparium. В кадре научный сотрудник Института биологии КарНЦ РАН Виктор Миронов
1 октября 2026
Лунные фазы «включают» чувствительность сфагнового мха к геомагнитному полю

Магнитное поле Земли может оказывать влияние на рост растений, однако его воздействие сложно распознать среди более сильных сигналов среды: температуры, света и влажности. Длительный полевой мониторинг, проведённый в Институте биологии КарНЦ РАН, показал, что рост болотного мха Sphagnum riparium становится чувствительным к вариациям геомагнитного поля лишь в короткие периоды вокруг новолуния и полнолуния. Результаты исследования, опубликованные в международном журнале Plant Biology, показывают, что при поиске биологических эффектов геомагнитного поля необходимо учитывать не только силу магнитных возмущений, но и фазу лунного цикла, при которой проводится наблюдение.
Конференция состоялась в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Фото: пресс-служба ДГУ
30 сентября 2026
Карельские ученые представили результаты исследования механизмов управления ростом растений на конференции в Махачкале

Ученые из Института биологии и Института леса КарНЦ РАН Татьяна Шибаева, Наталия Галибина и Ирина Теслюк приняли участие во Всероссийской конференции «Закономерности распространения, воспроизведения и адаптации растений и животных», которая состоялась в Махачкале в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Исследователи представили результаты работ, посвященных изучению механизмов регуляции и управления ростом растений, в том числе сельскохозяйственных культур и древесных пород.
29 сентября 2026
Пять аспирантов КарНЦ РАН получили именные стипендии

Пять аспирантов Карельского научного центра РАН будут в течение года получать именные стипендии. Согласно распоряжению Главы Республики Карелия Артура Парфенчикова это решение принято в соответствии с Законом Республики Карелия «Об именных стипендиях Республики Карелия обучающимся по основным профессиональным образовательным программам» и назначаются студентам, аспирантам, ординаторам и ассистентам-стажерам, обучающимся по образовательным программам высшего образования в КарНЦ РАН, а также ПетрГУ, Петрозаводской государственной консерватории имени А.К.Глазунова и ряде других образовательных учреждений.
Ведущий научный сотрудник Института леса КарНЦ РАН Владимир Ананьев
26 сентября 2026
Наука в лицах
Лесовод Владимир Ананьев: «Лес – это жизнь»

На юге Карелии находится крупнейший в Европе массив коренных таежных лесов. Они охраняются в пределах Национального парка «Водлозерский». Некоторым соснам и елям здесь насчитывается по 350 лет! Эти многовековые зеленые массивы рассказывают нам о том, как растет и развивается лес в естественных условиях. Но услышать этот рассказ может не каждый. Лесовод Владимир Ананьев уже 30 лет изучает леса «Водлозерского»: сотни деревьев он знает «в лицо» и следит за их судьбой. Лес отвечает ему благодарностью. Сегодня заслуженному работнику лесного комплекса Карелии исполняется 80 лет. Поздравляем Владимира Александровича с юбилеем!
24 сентября 2026
Дайверы обследовали Онежские петроглифы под водой

В августе 2026 года дайверы-волонтеры провели обследование петроглифов Онежского озера, которые были обнаружены в 1973 экспедицией знаменитого ученого-археолога, доктора исторических наук Юрия Савватеева. Исследования, проведенные дайверами, помогли определить координаты места расположения наскальных рисунков, оказавшихся под водой вследствие природного воздействия. Находка способствует воссозданию общей картины центральной группы петроглифов на мысе Кладовец Нос.