Ученые из ВМС добились успехов в деле применения в Арктике автономного необитаемого подводного аппарата Seaglider. Этот подводный робот весом 50 килограммов и длиной 2,8 метра способен погружаться вместе со своими акустическими датчиками на глубину тысяча метров. Seaglider, разработанный и созданный в научно-исследовательском управлении ВМС для сбора данных в океане, можно также использовать для сбора информации под толщей льда.
К концу 2014 года команда ученых развернула более 100 роботизированных платформ в океане, в том числе в ледовых широтах.
Seaglider запрограммировали на прием акустических сигналов от подводных источников, которые опускали на тросах с буев, установленных во льду в определенных местах. Они давали подводным дронам точную информацию о своей широте и долготе.
Источник посылал акустический сигнал, помогающий определить, где в толще воды под ледовой поверхностью находится Seaglider. Благодаря этому ученые точно знали, в каком именно месте дрон делает замеры температуры и солености воды. Постепенно они измеряли температуру и соленость во всей толще воды от поверхности до глубины тысяча метров.
Военно-морские силы анализируют данные исследований, в ходе которых ученые запускали автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) под лед в Северном Ледовитом океане, чтобы оценить скорость таяния ледового покрова и понять, как скоро США и Россия вступят в соперничество за новые судоходные пути в этом регионе.
Аппараты измеряли температуру и соленость воды, что помогло ученым составить более точные компьютерные модели для прогнозирования темпов таяния льда в будущем. Об этом в прошлом году в интервью Scout Warrior рассказал советник научно-исследовательского управления ВМС Мартин Джефрис (Martin Jeffries).
ВМС обнародовали «обновленную дорожную карту Арктики», которая показывает, что из-за роста температур и уменьшения ледовой поверхности США в предстоящие 20 лет придется увеличивать количество боевых кораблей в этом регионе, рассказал Джефрис.
По мере таяния арктического льда становится все больше открытой воды, и в этих широтах появляются новые водные пути и судоходные маршруты. Чем больше их станет, тем активнее будут осуществляться морские перевозки, и тем сильнее будет соперничество за полезные ископаемые, такие как нефть и газ.
По этой причине ученые из ВМС при помощи автономных необитаемых подводных аппаратов, или дронов, изучают так называемую граничную зону льда, то есть, ту полосу, где сплошной океанский лед встречается с открытой водой, рассказал Джефрис.
Кроме исследований с применением дронов, ученые из научно-исследовательского управления ВМС изучают воздействие волн на ледяной покров, на температуру воды и на окружающую атмосферу.
«Волны могут оказать губительное воздействие на ледяной покров, когда они бьются об лед. Это ускоряет таяние», — сказал Джефрис.
Задача исследователей состоит в том, чтобы изучить темпы изменений в окружающей среде Арктики и точнее прогнозировать скорость таяния льдов. Чем быстрее тает лед, тем больше открывается новых стратегических морских путей, проходов в океане, и тем активнее начинают действовать страны этого региона.
«Мы наблюдаем, как морской лед отступает, как от него очищается все больше океанской поверхности. Она вступает в контакт с атмосферой, и поверхностные воды становятся теплее, потому что поглощают солнечное излучение», — рассказал Джефрис в интервью Scout Warrior.
Он объяснил научные основы этого явления, рассказав о механизме альбедо, как называют отражательную способность ледовой поверхности. У льда на поверхности коэффициент отражения намного выше, что позволяет ему отражать солнечный свет и солнечную радиацию, направляя ее обратно в атмосферу.
Джефрис рассказал, что вода гораздо темнее, и альбедо у нее — ниже. Она поглощает гораздо больше солнечной радиации, которая нагревает воду. А потепление воды в свою очередь вызывает более активное таяние льда.
Подводные дроны становятся подледными
Ученые из ВМС добились успехов в деле применения в Арктике автономного необитаемого подводного аппарата Seaglider. Этот подводный робот весом 50 килограммов и длиной 2,8 метра способен может погружаться вместе со своими акустическими датчиками на глубину тысяча метров. Seaglider, разработанный и созданный в научно-исследовательском управлении ВМС для сбора данных в океане, можно также использовать для сбора информации под толщей льда, объяснил Джефрис.
К концу 2014 года команда ученых развернула более 100 роботизированных платформ в океане, в том числе, в ледовых широтах, рассказал ученый.
По словам Джефриса, Seaglider запрограммировали на прием акустических сигналов от подводных источников, которые опускали на тросах с буев, установленных во льду в определенных местах. Они давали подводным дронам точную информацию о своей широте и долготе.
Источник посылал акустический сигнал, помогающий определить, где в толще воды под ледовой поверхностью находится Seaglider. Благодаря этому ученые точно знали, в каком именно месте дрон делает замеры температуры и солености воды. Постепенно они измеряли температуру и соленость во всей толще воды от поверхности до глубины тысяча метров, объяснил Джефрис.
Поскольку в летнее время льда становится меньше, арктические воды в большей степени подвергаются воздействию ветра и солнечного света. Эти факторы еще больше ускоряют таяние льдов, рассказал исследователь.
Измеряя температуру воды подо льдом, ученые лучше понимают, как воздействие ветра и солнечного света влияет на толщу воды в океане и на увеличение ее температуры.
Узнавая точную температуру воды под поверхностью льда и на глубине, исследователи получают ценную информацию о том, как из-за ветра и солнечного света смешивается вода в водяной толще, которая обычно четко разделена на слои разной температуры, и как слой более теплой воды поднимается наверх.
В настоящее время в район Северного Ледовитого океана идут водные течения из Тихого и Атлантического океана. Теплые воды Тихого океана текут на глубине 50 метров под поверхностью, а еще более теплые воды Атлантического океана перемещаются на глубине 200-250 метров, рассказал Джефрис.
Ветер нарушает эту стратификацию воды, и теплые воды поднимаются из глубины ближе к поверхности. Это вызывает еще более активное таяние льда.
По словам Джефриса, ветер повышает турбулентность в толще воды, что приводит к перемешиванию слоев и уменьшает стабильность. Из-за этого теплая вода из глубины перемещается на поверхность.
Напряженность в отношениях с Россией
Агрессивные действия российского президента Владимира Путина на Украине повышают актуальность данных исследований, поскольку российский военно-морской флот также намерен наращивать свое присутствие в Арктике. Появление новых судоходных путей в Северном Ледовитом океане ведет к тому, что российские корабли смогут разными маршрутами и намного быстрее доходить до Северной Америки.
Самый большой судоходный маршрут в Арктике называется Северный морской путь, и проходит он по океану в основном параллельно российской границе. В последнее время судов на этом пути становится все больше.
У русских есть множество крупных ледоколов, которые сопровождают торговые суда, прокладывая им путь во льдах. Русские взимают плату за проводку ледоколами судов по Северному морскому пути.
В подготовленной ВМС «дорожной карте Арктики» отмечены эти угрозы, а также говорится о том, что в связи с таянием льдов США потребуется больше кораблей в арктическом регионе. Обладая данными прогнозов о темпах таяния льдов, командование ВМС сможет строить планы по количеству необходимых кораблей, сказал Джефрис.
ВМС внесли изменения в свою «дорожную карту Арктики» от 2009 года, включив туда анализ задач и подробности о «готовности флота» к действиям в арктических условиях, в том числе, о поисково-спасательных операциях, о безопасности на море, об управлении, контроле, связи, сборе и компьютерной обработке информации, о наблюдении и разведке, о взаимодействии с береговой охраной США, о стратегических морских перевозках, о стратегическом сдерживании и так далее.
«Арктика теплеет в два раза быстрее других районов земного шара. В прогнозах о темпах таяния арктических льдов есть много неясностей, но научное сообщество единодушно указывает на то, что в 2030-х годах в летнее время лед в Арктике будет исчезать почти полностью», — говорится в «дорожной карте» от 2009 года.
Рабочая группа ВМС по климатическим изменениям провела собственную оценку и сделала вывод о том, что с момента публикации этого документа темпы таяния льдов увеличились. Поэтому в обновленной дорожной карте излагаются самые последние научные прогнозы по изменениям ледовых и водных условий в Арктике.
Американские подводники еще в 1990-х годах сообщали об уменьшении толщины ледового покрова в Северном Ледовитом океане, но с тех пор в Арктике произошли существенные изменения, заявил в прошлом году офицер по связям с общественностью океанографической службы ВМС Роберт Фриман (Robert Freeman).
Научно-исследовательское управление ВМС также разрабатывает новую технику и технологии, которые позволят флоту эффективнее действовать в водах Северного Ледовитого океана в условиях низких температур, снега, льда и тумана.
Среди новых разработок есть технологии, обеспечивающие более эффективную работу оружия и приборов обнаружения в арктической обстановке, а также специальное оборудование, позволяющее сбивать лед с надпалубных сооружений надводных кораблей. Кроме того, ведется работа по созданию нагревательных элементов, которые будут встраиваться в эти сооружения, отмечают представители ВМС.
