К. т. н. Баклагин В. Н.

Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН

Моделирование процесса оледенения и оттаивания акватории Онежского озера.

В настоящее время математическое моделирование водных экосистем играет большую роль в изучении водоемов. Особую роль нужно отвести моделированию процесса оледенения и оттаивания озерной поверхности, ведь это служит индикатором для начала и конца навигационного периода.

Исходя из данных [1] появление льда на акватории Онежского озера начинается в среднем со второй декады ноября до середины декабря. Начальная фаза вскрытия озера отмечается в первой декаде мая, позже всего – к середине мая – начинается процесс разрушения ледяного покрова в узких заливах и шхерах.

Моделирование процессов образования и схода ледяного покрова Онежского озера осуществлялось с помощью модели А. Л. Руховца [2]. Модель была адаптирована с учетом особенностей котловины Онежского озера и климатического режима.

Для достижения более точных результатов и оценки динамики площади ледяного покрова Онежского озера за временной шаг моделирования принимался временной шаг, равный одним суткам, а не синоптический интервал (5 суток), как это обычно принято при расчете термогидродинамических полей.

По результатам расчетов период образования ледяного покрова начинается с 30 декабря. Площадь льда резко возрастает вначале ледообразования. Значение площади ледяного покрова увеличивается в среднем по 5-6 % от общей площади озера за сутки. После 18-20-ого января скорость увеличения площади ледяного покрова значительно снижается (1-3 % за сутки). И к 5-ому февраля озеро полностью покрывается льдом.

На рисунке 1 изображен график динамики площади ледяного покрова при замерзании озера.

Рисунок 1 – Динамика процента площади льда от общей площади озера при замерзании Онежского озера

Результаты моделирования показали, что процесс ледообразования происходит от берега к центральной части озера. В первую очередь льдом покрывается акватория Заонежского залива, а также северо-восточная прибрежная зона. На рисунке 2 изображены результаты моделирования ледового покрова Онежского озера на дату 2-ого января.

К пятому января лед встает в губе Великая, Уницкой губе, губе Большая Лижемская. На рисунке 3 приведены результаты моделирования Онежского озера на дату пятого января.

Рисунок 2 – Результаты моделирования ледяного покрова Онежского озера 2-ого января (8 % льда от общей площади озера).

Рисунок 3 – Результаты моделирования ледяного покрова Онежского озера 5-ого января (48 % льда от общей площади озера).

По результатам моделирования процесс оттаивания ледяного покрова Онежского озера начинается 26-ого апреля. Таяние льда в целом происходит быстрее чем его замерзание и оканчивается уже 17 мая. На рисунке 4 приведена динамика процента площади льда от общей площади Онежского озера при таянии озера.

Рисунок 4 – Динамика процента площади льда от общей площади Онежского озера при таянии

Оттаивание начинается с губы Великая. Затем лед дает в акваториях Заонежского залива, а также в губе Большая Лижемская и Уницкой губе, а также в Свирской губе. К 7-8 мая полностью оттаивает акватория Петрозаводской губы. В дальнейшем происходит оттаивание в направлении глубоководных частей Онежского озера.

В результате моделирования ледяного покрова Онежского озера были выявлены начала и конец замерзания и оттаивания акватории озера в целом, а также акваторий его губ и заливов.

Литература:

1. Онежское озеро. Атлас / Отв. Ред. Н. Н. Филатов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 151 с.

2. Астраханцев Г. П., Меншуткин В. В., Петрова Н. А., Руховец Л. А. Моделирование экосистем больших стратифицированных озер. – СПб.: Наука. – 363 с.