авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Научные основы картографирования рельефа дна арктического бассейна для определения границы национальной юрисдикции россии в арктике

-- [ Страница 2 ] --

Практическое значение диссертационной работы определяется тем, что Россия получает возможность обоснованно определить положение внешней границы юридического континентального шельфа в Арктике.

Создание базы батиметрических данных Арктического бассейна по результатам высокоточных систематических гидрографических исследований России позволяет использовать методы математического моделирования для решения многоцелевых фундаментальных научных и практических исследований и реализации требований Конвенции ООН по морскому праву по определению внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике.

Реализация результатов диссертационной работы осуществлена, прежде всего, в изданной батиметрической карте “Центральный Арктический бассейн”, в масштабе 1:2 500 000, на 4-х листах, и согласовании рельефа с международной батиметрической картой IBCAO, в результате чего получена точная батиметрическая основа Арктического бассейна, необходимая для обеспечения отечественных и зарубежных научных программ.

Результаты исследования базы батиметрических данных России являются основой для документального обоснования внешней границы юридического континентального шельфа России в Комиссии ООН по морскому праву.

Апробация результатов исследования. Результаты исследования докладывались автором и обсуждались на различных отечественных и международных совещаниях:

— Морской Коллегии России (Москва, 2000—2007);

— междуведомственных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа России в Арктике (Санкт-Петербург,1994—2001 гг.);

— международных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа в Арктике (Санкт-Петербург, 1996, 2000 гг.);

— международной выставке ЭКСПО-98 (Лиссабон, 1998);

— -й международной конференции по континентальным арктическим окраинам (Ганновер, 1998);

— международной конференции по техническим аспектам определения морских границ и разграничению (Монако, 1999);

— 3-й международной научно-практической конференции “Геопространственные технологии и сферы их применения” (Москва, 2007);

— конференции Государственного Научно-Исследовательского Института Навигации и Гидрографии (Санкт-Петербург, 2007).

Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 26 работах, в том числе, трёх монографиях, шести картах, атласе и семи статьях, в рекомендованных журналах ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов общим объёмом 234 стр., включая 71 иллюстрацию, 8 таблиц и библ. 87 наименований.

Благодарности. Прежде всего автор хотел бы поблагодарить отечественных гидрографов, многолетним титаническим трудом которых исследован практически весь Арктический бассейн. Реализация методических разработок была бы невозможна без постоянной помощи начальника ГНИНГИ контр-адмирала С.П. Алексеева, заместителя начальника ГНИНГИ А.Н. Добротворского и сотрудника института А.В. Каврайского.

Реализация картографических проектов и создание базы батиметрических данных осуществлена при постоянном сотрудничестве с руководством 280 ЦКП ВМФ — В.Д. Фомченко, В.М. Фоминым, И.И. Бонаковым и другими сотрудниками, за что им автор признателен.

Автор благодарит также сотрудников кафедры картографии и геоинформатики и кафедры геоморфологии Московского Государственного университета им. М.В. Ломоносова, сотрудников Института географии РАН за их внимание к проблеме исследования в ходе обсуждения данной работы.

Глава 1

Гидрографические исследования и картографирование рельефа дна Арктического бассейна

История исследования Северного Ледовитого океана достаточно подробно рассмотренная отечественными и зарубежными работами показала, что существовавшие с конца 19-го столетия гипотетические представления об Арктическом бассейне оказали существенное влияние на формирование взглядов о происхождении бассейна, развитие рельефа, что и отражено на опубликованных впоследствии батиметрические карты, вплоть до середины 20-го столетия [Гаккель, 1957, 1960; Ostenso, 1962; Weber, 1983; Киселёв, 1986; Нарышкин, 1987].

Открытие Арктического глубоководного бассейна принадлежит Ф. Нансену, который во время дрейфа на шхуне “Фрам” от Новосибирских островов к архипелагу Шпицберген в период с 1893—1896 гг. измерил 11 глубин в диапазоне от 3400 м до 4000 м и сделал вывод о том, что большая часть полярного моря представляет глубоководный бассейн [Гаккель, 1957; Ostenso, 1962]. В 1938 г. во время дрейфа ледокольного парохода “Г. Седов”, путь которого проходил севернее дрейфа “Фрама” были измерены глубины более 5200 м [Гаккель, 1957]. Результаты этих экспедиций и отдельные эпизодические измерения глубин оказали существенное влияние на формирование взглядов поколений учёных на рельеф дна Арктического бассейна, как единой однородной котловины.

1.1. Гидрографические исследования бассейна во второй половине
ХХ столетия

Начиная с 50-х годов прошлого столетия для измерения глубин используются эхолоты, что значительно увеличило объём батиметрической информации и повысило её качество. С этого момента интенсивность исследования бассейна значительно возросла и батиметрические карты позволяют проследить последовательную смену представлений о рельефе дна Арктического бассейна за этот короткий 50-летний период.

С 1948 по 1956 годы Россия проводит Высокоширотные воздушные экспедиции на хребте Ломоносова с многочисленными посадками на дрейфующий лёд [Гаккель, 1957]. За этот период с учётом дрейфующих станций было измерено более 400 глубин, наименьшая из которых, измеренная в 1949 году составила 1005 м. По результатам отечественных экспедиций Я.Я. Гаккелем в 1948, 1949, 1954 и 1955 гг. опубликованы батиметрические карты. На батиметрических картах 1948 и 1949 годов впервые показаны контуры трансарктического хребта Ломоносова [Гаккель, 1957]. На картах 1954 и 1955 годов кроме хребта Ломоносова в Евразийском суббассейне просматривается ещё одна горная система, которую можно считать первым наброском Срединно-Арктического хребта (хребта Гаккеля) [Гаккель, 1957]. Последующие работы российских полярников направлены на более детальные исследования хребта Ломоносова, а также всего Евразийского суббассейна и в 1960 году Я.Я. Гаккелем опубликована новая батиметрическая карта Арктического бассейна [Гаккель, 1960].

Из зарубежных работ этого периода следует отметить исследования на американских дрейфующих станциях “Т-3” и “Альфа” с 1952 по 1954 и в 1957, 1958 гг., соответственно, результаты которых привели к открытию отрога Марвина и хребта Альфа [Ostenso, 1962; Weber, 1983]. Достаточно подробная съёмка рельефа дна в районе Чукотского поднятия выполнена экспедицией на американской станции “Чарли” в 1959 году [Ostenso, 1962].

С 1958 по 1960 гг. американскими атомными подводными лодками выполнен маршрутный промер в Амеразийском суббассейне Северного Ледовитого океана, результаты которого установили интенсивно расчленённый рельеф дна в районе от пролива Фрам до 86° северной широты [Diets, and Shumway, 1961; Ostenso, 1962; Weber, 1983].

К 1960 г. отечественными и зарубежными экспедициями по разным оценкам измерено от 7000 до 20 000 глубин, расположенных крайне неравномерно по всему Арктическому бассейну [Гаккель,1960; Ostenso, 962]. Этот достаточно большой объём батиметрических данных позволил определить основные формы рельефа, их границы, наиболее общие черты морфологии и некоторые морфометрические характеристики форм. Было установлено, что Арктический бассейн разделён хребтом Ломоносова на Евразийский и Амеразийский суббассейны. Срединно-Арктический хребет, в свою очередь, делит Евразийский суббассейн на абиссальные котловины Нансена и Амундсена. В рельефе этот хребет прослеживается от Лаптевоморской континентальной окраины в направлении пролива Фрам, где и соединяется с системой срединно-океанических хребтов Норвежско-Гренландского бассейна. Результаты исследований реализованы на батиметрических картах, наибольший интерес, из которых представляют физиографическая (1971) и батиметрическая (1975) карты Арктического бассейна, составленные Б. Хейзеном, и М. Тарп [Heezen, Tharp, 1971; Heezen, Tharp, Pinther, 1975]. Из наиболее значимых зарубежных работ того времени необходимо отметить масштабные комплексные экспедиции на хребтах Ломоносова — Lorex-79 и Альфа — Cesar-83, которые значительно увеличили базу батиметрических данных Арктического бассейна [Weber, 1979, Weber, 1982, Weber, …, 1985]. Итогом зарубежных исследований Северного Ледовитого океана второй половины столетия стало издание международной батиметрической карты ГЕБКО, лист 5—17, масштаб 1:6 000 000, 1979 год [GEBCO,1979]. Эта карта до конца столетия оставалась единственным официальным источником сведений о рельефе дна Северного Ледовитого океана.

1.2. Гидрографические исследования России в Арктике

Широкомасштабные гидрографические исследования России в Арктике начиная с 1961 года продолжались более 35 лет. Съёмка рельефа дна проводилась авиадесантным способом с дрейфующих льдов, подводных и надводных судов. К концу ХХ столетия практически вся акватория Арктического бассейна (более 80 % площади) обследована высокоточным систематическим промером. Эхолотом со льда измерено 21 120 глубин, сейсмозондированием со льда — 17 426 глубин, а промер с подводных лодок составил более 92 000 линейных километров [Российские сейсмические…, 1997; Объяснительная записка…, 1999; Геоморфологические аспекты…, 2005; Фридман…, 2007]. Сейсмические исследования бассейна выполнены в высокоширотных экспедициях “Север” на площади более 4 млн. км2.

Для картографирования и решения прикладных задач важное значение имеет подробность промера. В соответствии с существующими правилами гидрографии систематический промер проводится при взаимном перекрытии смежных площадей (до 30 %), что значительно повышает результирующую подробность измерений. Анализ результатов гидрографической изученности России показал, что подробность промера дифференцирована как по простиранию форм, так и по их батиметрическому положению. Средние значения подробности измерений для всей акватории бассейна составили 2—5 км на хребтах, поднятиях, а также в зонах их торцевого сопряжения с континентальными окраинами; на склонах хребтов и поднятий 7—10 км, а в районах абиссальных и батиальных равнин 15—25 км [Фридман, 2007].

К настоящему времени база батиметрических данных России представляет достаточно большой объём достоверных измерений глубин, необходимых для многоцелевых исследований и составления разномасштабных карт практически на все районы Арктического бассейна.

Результаты гидрографических исследований России в Арктике отражены в известных многочисленных изданиях, в том числе и Национальном атласе России [Фридман, 1999; Фридман, 2002; Комарицын, Фридман, 2002; Национальный атлас…, 2004]. В 1995 году опубликована орографическая карта Арктического бассейна масштаба 1:5 000 000, на которой впервые подробно и в полном объёме представлена морфология разнопорядковых форм рельефа [Орографическая карта…, 1995]. Карта составлена по результатам морфологического анализа батиметрических данных, в основу которого положены методические разработки В.В. Ермолова, реализованные отечественной гидрографией и получившие дальнейшее развитие в работах Ю.Г. Симонова [Ермолов, 1958; Основы изображения…, 1973; Симонов, 2002, 2005]. Орографическая карта стала надёжной основой морфологического анализа батиметрических данных при составлении карты Северного Ледовитого океана, опубликованной в 1998 году в масштабе 1:5 000 000 в стереографической проекции, с изобатами через 200 м на глубоководную часть бассейна [Рельеф дна…, 1998; Объяснительная записка…, 1999; Геоморфологические аспекты…, 2005; Фридман…, 2007]. В 2002 году по результатам промера откорректирован рельеф дна некоторых районов бассейна и издана батиметрическая карта “Центральный Арктический бассейн”, масштаба 1:2 500 000, на 4-х листах, адмиралтейский № 91115 [Центральный Арктический…, 2002].

Несмотря на большой опыт картографирования отечественной гидрографии, Арктический бассейн является сложным районом для составления разномасштабных батиметрических карт и реализации прикладных программ, что объясняется необходимостью выбора проекции, позволяющей свести к минимуму возможность искажений рельефа изобатами, проведёнными через 200 м, методики отображения рельефа с учётом интенсивной расчленённости и последующих расчётах при определении положения базовых параметров Конвенции. Для оптимального решения методических вопросов по проектированию, составлению батиметрических карт и последующей реализации проблемы внешней границы континентального шельфа, использованы известные теоретические разработки отечественной картографии, которые не только соответствуют известным правилам гидрографии по мелкомасштабному батиметрическому картографированию, но и значительно их дополняют [Заруцкая, Скорнякова, 1972; Заруцкая, Сваткова, 1982; Заруцкая, Красильникова, 1988; Серапинас, 2005; Симонов, Прохорова, Серапинас, 2006 и др.].

Батиметрические карты России предназначены для развития многоцелевых фундаментальных исследований и определения внешней границы юридического континентального шельфа в Арктике. Для решения последней задачи необходима детализация рельефа континентальной окраины, включая шельф, склон и подножие. Известными работами Г.А. Сафьянова показано, что при интенсивной расчленённости континентальных окраин, ведущая роль в формировании и динамике аккумулятивных форм на границе континентального склона и подножия принадлежит каньонам [Сафьянов, 1996; Сафьянов,…, 2001]. Для подробного отображения разнопорядковых форм континентальной окраины отечественные батиметрические данные использованы в полном объёме и рельеф дна составлен в традиционном “ручном варианте”, по планшетам систематического промера масштаба 1:500 000, с использованием в ряде случаев эхограмм судового промера.

Глубоководная часть бассейна характеризуется интенсивным расчленением рельефа и наличием сопряжённых разнопорядковых форм при их торцевом сопряжении с континентальными окраинами. Учитывая исключительно сложный рельеф и достаточную (сопоставимую с размерами форм) плотность промера, рельеф глубоководного бассейна составлен по планшетам промера в масштабе 1:500 000 и эхограммам судового промера с использованием морфологической основы и традиционных методов геоморфологической интерполяции, разработанных Г.Б. Удинцевым [Удинцев, 1972; 1987].

Анализ батиметрических данных и картографирование показали, что результаты гидрографических исследований России позволяют решать многоцелевые фундаментальные и прикладные задачи к которым относятся:

1. Комплексный (морфологический и морфометрический) анализ бати-
метрических данных для определения состава и структуры поверхности дна.

2. Разномасштабное морфологическое и батиметрическое картографирование с подробным отображением форм рельефа разного порядка и их границ.

3. Анализ рельефа дна с позиции геоморфологических представлений о строении континентальной окраины и определение положения континентальной окраины бассейна.

4. Создание базы батиметрических данных для определения положения подножия континентального склона в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву.

Решение первых трёх задач необходимо для геоморфологического обоснования границ континентальной окраины и особенно в зонах сопряжения с противолежащими континентами, а для документального определения положения требуемых Конвенцией параметров ВГКШ необходима база батиметрических данных.

Глава 2

Результаты гидрографических исследований России для создания международной батиметрической карты Северного Ледовитого океана (IBCAO)

Орографическая и батиметрические карты России впервые подробно отобразили рельеф дна Арктического бассейна. Подобных картографических аналогов на этот район Мирового океана в конце 20 столетия не существовало. Однако, для устранения противоречий между специалистами по рельефу дна бассейна необходимо было создание международной базы батиметрических данных, позволяющей избежать разночтения рельефа.

Решение о создании такой базы батиметрических данных и батиметрической карты было принято редколлегией International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) в 1997 году. К настоящему времени база батиметрических данных представлена регулярной сетью цифровых данных (ячейки 2,5 км  2,5 км) и составлена батиметрическая карта.

Россия представила в международную базу батиметрических данных морские навигационные карты и батиметрическую карту “Рельеф дна Северного Ледовитого океана” масштаба 1:5 000 000, рельеф дна которой использован для составления карты IBCAO. В последующем, в редколлегию IBCAO представлена и цифровая версия батиметрической карты “Центральный Арктический бассейн”, масштаба 1:2 500 000 [Геоморфо-
логические аспекты…, 2005; Фридман…, 2007].

Доступная зарубежная гидрографическая информация показала, что значительная часть акватории бассейна обеспечена редкими галсами маршрутного промера, за исключением некоторых значимых работ за пределами Российского сектора Арктики. Особого внимания заслуживают результаты тринадцатилетних исследований на ледоколе Поларштерн в районе Шпицбергенской зоны разломов; хребтах Ломоносова, Альфа и съёмка рельефа дна рифтовой зоны хребта Гаккеля в 2001 году [Michael,…, 2003].

Учитывая важное значение международной (согласованной на уровне специалистов) батиметрической карты и согласованной базы батиметрических данных, как документальной основы для реализации Конвенции ООН по делимитации Арктического бассейна, нами совместно с редколлегией IBCAO выполнен сравнительный анализ рельефа по основным геоморфологическим провинциям — континентальной окраине, абиссальным равнинам, хребтам и поднятиям [Фридман…, 2007]. Экспертная оценка результатов сравнения карт основана на параметрах гидрографической изученности, а анализ рельефа выполнен с использованием материалов промера.

По результатам анализа батиметрических данных установлено, что разнопорядковые формы рельефа и положение изобат на обеих картах совпадают на 80 %. Хорошая сходимость рельефа установлена на континентальной окраине Евразии в пределах Российского сектора Арктики, а также в зонах сопряжения хребтов Альфа, Ломоносова и поднятий Менделеева, Чукотского и Нортуинд с континентальными окраинами Евразии, о. Элсмир и Канадского Арктического архипелага, что очень важно для определения положения континентальной окраины при реализации требований Конвенции.

Вместе с тем, более детальный анализ рельефа (на уровне форм) обнаружил 31 район рассогласования рельефа на картах, большинство из которых не имеют принципиального значения для многоцелевых исследований и устранены в процессе редактирования батиметрических данных.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.