Способ определения времени и координат места образования айсбергов выводных ледников

Способ определения времени и координат места образования айсбергов выводных ледников

Реферат

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для дистанционного определения времени и координат места образования айсбергов при обрушении льда выводных ледников в море с последующей их маркировкой.

Известны способы фиксирования моментов воздействия льда на берега и донный грунт с помощью сейсмометров, установленных на берегу [1, 2]. Таким способом можно определить момент воздействия, но нельзя определить координаты события.

Известна информационно-измерительная система перемещений и деформаций ледника, которая может быть использована для исследований медленного дрейфа и относительно быстрых скачкообразных перемещений ледников [3]. Такой системой невозможно определить время откола части льда и образование айсберга. Кроме того, невозможно фиксировать движение нескольких ледников.

Известен взятый за прототип способ определения движения ледника с последующим падением некоторого объема льда в море и фиксации этого события сейсмометром, установленным на берегу, и волнографом расположенным на припае [4, 5] (ледяной покров, связанный с берегом). Такой способ позволяет определить момент образования айсберга по времени вступления упругой волны, которая распространяется по грунту (микросейсмы) при отрыве айсберга от ледника и его обрушении в море. А по водной (гравитационной) волне, которая образуется в море, с помощью волнографа можно определить сам факт образования айсберга.

Недостатком способа является невозможность определения координат места образования айсбергов и необходимость наличия устойчивого припая в районе их формирования, В зимнее время припай может быть неустойчивым, в летнее время он вообще отсутствует. Поэтому установка волнографа на припае носит сезонный характер, при этом велика вероятность потери прибора при взломе льда в зимнее время.

В основу предлагаемого способа положено решение технической задачи по регистрации времени и координат места образования айсбергов с последующей их маркировкой радиомаяками или спутниковыми устройствами. Технический результат достигается за счет расстановки на берегу в районе выводных ледников трех сейсмометрических станций, установленных по треугольной схеме в вершинах треугольника со сторонами не менее 200 м. При этом станции должны состоять из трех сейсмометров (двух горизонтальных и вертикального). Горизонтальные сейсмометры ориентируются по сторонам света: север - юг и запад - восток. Такая схема позволяет определить координаты места формирования айсберга по вступлению упругой волны, образующейся при отрыве айсберга и распространяющейся по грунту (микросейсмы). Чтобы точнее определить образование айсберга и отличить событие от подвижки ледника по ложу, необходимо на дне в море в районе формирования айсбергов установить донные волнографы, которые будут фиксировать характерные водные (гравитационные) волны, возникающие в момент образования айсбергов при их падении в море. При этом необходимо от волнографа вывести по дну на берег кабель, соединенный с передающей антенной. Данные, получаемые с сейсмометров и волнографов, могут поступать в центр обработки по радио- или спутниковому каналам. После обработки информации на зафиксированном айсберге устанавливается радиомаяк или устройство для передачи координат айсберга на спутник. Сейсмометрические станции могут находиться от выводного ледника на расстоянии до 300 км. Поэтому одна расстановка может фиксировать несколько ледников.

На чертеже представлена схема расположения трех сейсмометрических станций 1 на берегу в вершинах треугольника; донного волнографа 2, соединенного кабелем 3 с передающей береговой антенной 4; условный вид формирования айсберга.

Предлагаемый способ определения времени и места образования айсбергов и их маркировка осуществляются следующим образом. В регионе нахождения выводных ледников (например, северная часть архипелага Новая Земля или архипелаг Земля Франца-Иосифа) на грунте (желательно скальном) по треугольной схеме в вершинах треугольника со сторонами не менее 200 м устанавливаются три сейсмометрических станции 1. В состав каждой станции входят три сейсмометра (два горизонтальных и один вертикальный). Горизонтальные сейсмометры ориентируются по сторонам света: север - юг и запад - восток. В районе выхода ледников в море на донном грунте устанавливаются донные волнографы 2, которые соединяются кабелем 3 (проложенным по дну с выходом на берег) с передающей береговой антенной 4. В момент откола айсберга от выводного ледника в грунте образуются упругие волны (микросейсмы), которые фиксируются сейсмометрами, одновременно с этим отрыв айсберга от ледника и его падение в море вызывает водную (гравитационную) волну. Эта волна регистрируется донным волнографом. Данные передаются по радиоканалу или же по спутниковому каналу в центр сбора и обработки информации. После чего принимается решение о маркировке айсберга и установке на нем радиомаяка или устройства для передачи координат айсберга на спутник. Далее осуществляется слежение за айсбергом по спутниковому каналу или радиоканалу. Такой способ позволяет осуществлять наблюдения сразу за несколькими выводными ледниками. Принципиальная возможность применения способа была опробована в Антарктиде на станции «Мирный», на о.Сахалин и в Байдарацкой губе.

Источники информации

1. Smirnov V.N., Shushlebin A.I., Sheikin I.B., Nikitin V.A. Seismic activity of landfast ice. Proceeding of the Fifth (1995) Int. Offshore and Polar Engineering Conf. The Netherlands, June 11-16, 1995, pp.364-368, v.2.

2. Nikitin V.A., Ozimov A.E., Shushlebin A.I., Sheikin I.B. Impact loads of drifting ice floes on artifical island. Proceeding 12-th Int. Conf. on Port and Ocean Eng. under Arctic Conditions (POAC 93), vol.2, pp.568-577.

3. Балакин Р.А., Гудошников Ю.П. Патент №2362971, 27.07.2009 г.

4. Smirnov V.N., Korostelev V.G., Shushlebin A.I. Monitoring of the dynamics of fast ice and icebergs. Proceedings 17-th Int. Conf. on Port and Ocean Eng. under Arctic Conditions (POAC 03), pp.709-713.

5. Смирнов В.Н. Об изгибно-гравитационных колебаниях ледяного покрова моря Дейвиса. Бюл. Сов. Антарктической эксп. №61, 1967, с.61-65.

1. Способ определения времени и координат места образования айсбергов выводных ледников, заключающийся в одновременном применении сейсмометров и волнографа, отличающийся тем, что три сейсмометрические станции, каждая состоящая из трех сейсмометров - двух горизонтальных и одного вертикального, устанавливаются по треугольной схеме в вершинах треугольника со сторонами не менее 200 м на материковом грунте, при этом горизонтальные сейсмометры ориентируются по сторонам света - север-юг и запад-восток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волнограф размещается на донном грунте в районе формирования айсбергов с возможностью передачи сигнала по кабелю на передающую антенну.