История наблюдений

(по материалам монографии 
Карсаков А.Л., Трофимов А.Г., Анциферов М.Ю., Ившин В.А., Губанищев М.А.
120 лет океанографических наблюдений на разрезе «Кольский меридиан». – Мурманск: ПИНРО им. Н.М. Книповича, 2022. – 146 с.)

В августе 1895 г. на 6-м Международном географическом конгрессе в Лондоне профессор Отто Петерсен из Швеции выдвинул идею объединить научные силы европейских стран для решения задач в области исследования моря в целях рационального рыболовства (Алексеев и др., 2005). Конгресс поддержал эту идею, и после двух международных учредительных конференций, состоявшихся в 1899 г. в Стокгольме (Швеция) и в 1901 г. в Христиании (ныне Осло, Норвегия), 22 июля 1902 г. в Копенгагене (Дания) при участии Великобритании, Германии, Дании, Нидерландов, Норвегии, России, Финляндии и Швеции был учрежден Международный Совет по исследованию моря (ИКЕС) в целях координации усилий стран-участниц по организации и проведению исследований водных биологических ресурсов и океанографических условий в Атлантическом океане и прилегающих к нему морях и, главным образом, в Северной Атлантике (Конвенция о Международном совете…, 1964).

На учредительной конференции, состоявшейся в 1899 г. в Стокгольме, для обеспечения сравнимости результатов наблюдений и в целях оценки сезонных и межгодовых изменений океанографических параметров было предложено проводить наблюдения на стандартных горизонтах и разрезах. Конкретно в Баренцевом море, помимо еще двух разрезов (так называемый «международный треугольник»), было рекомендовано выполнять разрез вдоль меридиана 33°30’ в.д. от Кольского залива на север до 75° с.ш., который получил название «Кольский меридиан» и впоследствии (1954 г.) был продлен до 77° с.ш. (рис. 1, табл. 1) (Адров, 2001; Алексеев и др., 2005). Этот разрез состоит из 16 станций, а его общая протяженность составляет 450 мор. миль. Располагаясь в южной и центральной частях Баренцева моря, он пересекает прибрежные и атлантические воды, движущиеся с запада, из Норвежского моря, на восток. Глубина на нем изменяется от 140 до 330 м, в среднем составляя 250 м (рис. 2).

В соответствии с решениями Стокгольмской конференции, в мае 1900 г. Россия впервые выполнила океанографические и биологические исследования на разрезе «Кольский меридиан» от Мурманского берега до 73° с.ш. (сделать разрез полностью, до 75° с.ш., не позволили погодные условия и поломка лебедки) (Книпович, 1906). Работы выполнялись на пароходе «Андрей Первозванный» в рамках Мурманской научно-промысловой экспедиции (1898-1908 гг.), организатором и руководителем которой с 1898 по 1901 г. был Н.М. Книпович – выдающийся русский ученый и исследователь (Берг, 1950; Пашкова, 2006; Карсаков, 2009). Пароход «Андрей Первозванный» был первым в мире научно-промысловым судном и первым научно-исследовательским российским судном, которое было построено в 1899 г. в Германии по заказу Российской империи специально для проведения морских научно-промысловых работ и оснащено новейшим для того времени научным оборудованием производства России, Англии, Германии, Норвегии и Швеции для выполнения метеорологических, океанографических, гидрохимических, биологических и промысловых исследований (Брейтфус, 1903).

Рис. 1. Положение станций стандартного океанографического разреза «Кольский меридиан» в Баренцевом море (станции 1-16)

Первоначально температура воды измерялась с помощью термометра Негретти-Замбра с рамой Милля с точностью до 0,1 °С. Пробы воды для определения солености отбирались с глубины батометром Петтерссона, а с поверхности – ведром. Однако, так как батометр часто закрывался не на нужной глубине, значения солености, полученные в экспедициях 1900 г., были забракованы. Но уже в 1901 г. этот прибор был усовершенствован, и с лета 1901 г. начались определения солености по методу М. Кнудсена. С 1901 г. также стал использоваться более чувствительный термометр с точностью до 0,03 °С (Экспедиция для научно-промысловых..., 1902).

Таблица 1

Координаты и глубины станций разреза «Кольский меридиан»

Рис. 2. Топография дна в районе разреза «Кольский меридиан» (наиболее часто выполняемые станции 1-10)

В экспедициях 1900-1901 гг. на пароходе «Андрей Первозванный» была отработана методика выполнения океанографических наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» (Алексеев и др., 2005). Технические возможности судна позволили проводить исследования во все сезоны года и на значительном удалении от берега, а благодаря приему ставить судно носом на волну стало возможным выполнять океанографические работы даже в «свежую» погоду и при значительном волнении.

На основе собранных данных по температуре и солености воды уже осенью 1901 г. Н.М. Книпович составил схему течений и выделил на разрезе «Кольский меридиан» несколько теплых ветвей, указав, что мощное теплое течение «приносит в Баренцево море громадное количество теплоты и в конце года мы наблюдаем на глубинах мощные заносы этой теплоты, в сильнейшей степени смягчающей климат», а также сделал вывод о связи распределения и миграций промысловых рыб в Баренцевом море с теплыми течениями (Экспедиция для научно-промысловых..., 1902).

Однако, в 1901 г. Н.М. Книпович, возглавлявший Мурманскую научно-промысловую экспедицию, покинул пост начальника в результате конфликта своих научных интересов и сугубо практических интересов руководства благотворительного Комитета для помощи поморам Русского Севера, по инициативе и на средства которого была создана эта экспедиция (Пашкова, 2006).

В 1902-1906 гг. исследования на разрезе «Кольский меридиан» на пароходе «Андрей Первозванный» были продолжены под руководством Л.Л. Брейтфуса, возглавившего после ухода Н.М. Книповича Мурманскую научно-промысловую экспедицию (Труды Мурманской…, 1915). Однако успешность работ на разрезе часто зависела от технического состояния судна и оборудования, а также от погодных условий и наличия льда в северной части разреза в холодный период года. Кроме того, все больше экспедиционного времени тратилось на практические задачи, которые Комитет для помощи поморам Русского Севера ставил перед Мурманской научно-промысловой экспедицией (Стрелкова, 2016). В итоге, с 1907 г. океанографические и биологические исследования на разрезе «Кольский меридиан» прекратились полностью, а в 1908 г. была ликвидирована и сама Мурманская научно-промысловая экспедиция (Терещенко, 2002).

Наблюдения на разрезе «Кольский меридиан» не выполнялись вплоть до окончания Иностранной военной интервенции в Россию (1918-1921 гг.), которая последовала за Первой мировой войной (1914-1918 гг.) и Великой Октябрьской социалистической революцией, свершившейся в России 25 октября (7 ноября по новому стилю) 1917 г. Лишь в начале 1921 г. Ученый совет Мурманской биологической станции предложил продолжить наблюдения на разрезе, понимая их важность для решения задач не только океанографии и биологии Баренцева моря, но и общей климатологии всего Севера (Дерюгин, 1924). Не имея достаточных средств для осуществления этого крупного научного проекта, Ученый совет станции обратился к научному руководству Северной научно-промысловой экспедиции, которое весной 1921 г. оказало материальную поддержку особому отряду, сформированному при Мурманской биологической станции. В мае 1921 г. командование Морских сил Северного моря предоставило этому отряду судно «Соколица», на котором после длительного перерыва были выполнены наблюдения на разрезе «Кольский меридиан», но лишь до 72°30’ c.ш. – помешал шторм, а в августе 1921 г. для проведения исследований на разрезе был предоставлен военный тральщик № 21 водоизмещением 500 т, на левом борту которого располагалась лебедка с бронзовым линем для спуска лота Клаусена и батометра Петтерссона-Нансена, а на правом – лебедка для спуска пелагического трала (Алексеев и др., 2005; Стрелкова, 2016).

В 1922-1927 гг. наблюдения на разрезе выполнялись эпизодически Мурманской биологической станцией. Лишь с 1928 г. начались регулярные наблюдения на этом разрезе с использованием судов Плавучего морского научного института (Плавморнина), который был создан 10 марта 1921 г. и реорганизован в 1929 г. в Государственный океанографический институт (ГОИН), а в 1934 г. – в ПИНРО (Гидрометеорология и гидрохимия морей…, 1990). Регулярные океанографические наблюдения, проводившиеся с 1928 по 1941 г. на судах ПИНРО «Николай Книпович», «Персей» и «Исследователь», позволили получить основные представления о сезонном ходе и межгодовых изменениях наиболее важных океанографических параметров на разрезе «Кольский меридиан» (Алексеев и др., 2005).

В 1934 г. Ученым советом ПИНРО была разработана, а в 1935 г. утверждена система из 26 разрезов в Баренцевом и сопредельных морях, на которых рекомендовалось проводить мониторинг океанографических параметров, а также были установлены объемы и методики выполнения океанографических измерений, маршруты ежесезонных океанографических съемок и сроки наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» (Адров, 2001).

Всего за период с 1900 по 1941 г. разрез «Кольский меридиан» был выполнен 147 раз различными российскими мореведческими организациями. Помимо России наблюдения на разрезе также выполняли Германия в 1913, 1926 и 1927 гг. и Норвегия в июле 1927 г. (Алексеев и др., 2005).

31 мая – 1 июня 1941 г. экспедиционное судно Арктического научно-исследовательского института «Академик Шокальский» выполнило разрез «Кольский меридиан» последний раз перед Великой Отечественной войной (1941-1945 гг.), в течение которой наблюдения на нем не проводились.

После окончания военных действий ПИНРО получил моторное судно «Кашалот», на котором уже в мае 1945 г. были продолжены наблюдения на разрезе «Кольский меридиан» (Алексеев и др., 2005). В 1940-1950-е гг. научный флот ПИНРО пополнили такие суда, как «Саратов» (выполняло работы на разрезе в 1946-1948 гг.), переоборудованный трофейный немецкий минный тральщик «Персей-2» (1949-1960 гг.) с пятью лабораториями, названный в честь «Персея», погибшего в военные годы в водах Мотовского залива, а также переоборудованные рыболовные траулеры «Алексей Откупщиков» (1951-1978 гг.), «Топседа» (1956-1973 гг.) и «Тунец» (1958-1979 гг.) (Карсаков, 2009; Стрелкова, 2016).

В 1954 г. на заседании бюро бассейновой секции северных морей океанографической комиссии при Президиуме Академии наук СССР разрез «Кольский меридиан», в числе других 40 разрезов морей Северо-Европейского бассейна, был установлен как стандартный (№ 6) и продлен до 77° с.ш. (Алексеев и др., 2005). С 1955 г. к выполнению океанографических наблюдений на нем активно подключилось Мурманское управление по гидрометеорологической службе (МУГМС) на судах «Полярник» (выполняло работы на разрезе в 1955-1977 гг.) и «Айсберг» (1958-1978 гг.). В 1960 г. приказом Главгидрометслужбы разрез «Кольский меридиан» был включен в число разрезов, закрепленных для наблюдений над вековым ходом элементов океанографического режима, и получил статус «векового», проводить наблюдения на нем было рекомендовано ежемесячно (Карсаков, 2009). В 1976 г. приказом Госкомгидромета № 134 от 29.06.1976 ответственность за выполнение разреза «Кольский меридиан» была возложена на МУГМС (Положение о вековых…, 1976). Многие годы суда МУГМС и ПИНРО (включая суда Севрыбпромразведки) проводили на этом разрезе обширный комплекс наблюдений за температурой и соленостью воды, ее цветом и прозрачностью, содержанием растворенного в ней кислорода, водородным показателем, нитритным, нитратным и аммонийным азотом, минеральным и общим фосфором, кремнием, щелочностью и загрязняющими веществами (нефтепродуктами, хлорорганическими пестицидами, детергентами) (Терещенко, 2002). Работы выполнялись на стандартных горизонтах, пробы воды на содержание загрязняющих веществ отбирались на глубинах 0, 10, 50, 100 м и в придонном слое. Температура воды измерялась с помощью глубоководного опрокидывающегося термометра с точностью до 0,01 °С, а пробы воды для определения солености, содержания загрязняющих веществ и других гидрохимических показателей отбирались с помощью морского батометра БМ-48 (батометр Нансена).

Качественно новым этапом в океанографических исследованиях ПИНРО стало введение в эксплуатацию в конце 1985 г. переоборудованного научно-исследовательского судна «Артемида», а с 1987 г. – научно-исследовательских судов типа «Атлантик-833» (Терещенко, 1999). Эти суда были оснащены зондирующими комплексами (CTD-зондами), которые позволяли получать непрерывную информацию о вертикальном (от поверхности до дна) распределении океанографических параметров.

В период с 1956 по 1990 г. на разрезе «Кольский меридиан» ежегодно выполнялось от 163 до 283 океанографических станций (в среднем 208 станций в год), а их общее количество за этот период составило 59 % от всего объема океанографических наблюдений, которыми располагает ПИНРО по этому разрезу за всю 120-летнюю историю его выполнения, т.е. наиболее активные океанографические исследования на разрезе «Кольский меридиан» проводились именно в указанный 35-летний период (рис. 3).

Рис. 3. Количество станций, выполненных на разрезе «Кольский меридиан» в 1900-2020 гг.

С начала 1990-х гг., в связи с распадом СССР и последовавшей за этим экономической депрессией, началось значительное сокращение объема и состава наблюдений не только на разрезе «Кольский меридиан», но и на других стандартных разрезах, что привело к частичному, а в некоторых случаях и полному прерыванию многолетних рядов. С января 1992 г. суда Севрыбпромразведки прекратили передачу океанографических данных в ПИНРО, а с апреля 1993 г. МУГМС полностью перестало выполнять экспедиционные океанографические работы (Карсаков, 2009). В результате, ответственность за продолжение наблюдений на разрезе «Кольский меридиан», как и в 1930-е гг., снова легла на ПИНРО, несмотря на уменьшение объема собственных морских экспедиций. В 1990-2000-е гг., в условиях спада экспедиционной деятельности, ПИНРО приложил немало усилий для продолжения, хотя и с несколько меньшей частотой, наблюдений на разрезе «Кольский меридиан», а также предпринял неординарные меры по организации океанографических работ на промысловых судах, с помощью которых в начале 2000-х гг. выполнялась почти половина всего годового количества наблюдений на разрезе.

С начала 2010-х гг. наблюдения на промысловых судах прекратились вследствие изменений, произошедших в законодательстве Российской Федерации. С тех пор, по объективным, не зависящим от ПИНРО причинам продолжилась тенденция сокращения наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» (см. рис. 3), и он стал выполняться в основном только до 74° с.ш. (первые десять станций). Тем не менее, учитывая, что с конца 1990-х гг. наблюдения на остальных стандартных разрезах выполняются крайне редко и нерегулярно, разрез «Кольский меридиан» является сейчас единственным российским разрезом в Баренцевом море, по которому поддерживаются репрезентативные ряды океанографических данных для мониторинга и изучения сезонных и межгодовых изменений термохалинного состояния вод Баренцева моря.

В настоящее время для измерения океанографических параметров на разрезе «Кольский меридиан» используются CTD-зонды (профилографы) типа SBE 19plus фирмы Sea-Bird Electronics (США) с датчиками давления, температуры (с точностью до 0,005 °С), электропроводности, кислорода, мутности, флуоресценции и водородного показателя. Отбор проб воды для определения других гидрохимических показателей и загрязняющих веществ выполняется с помощью батометров Нискина и системы «Розетта» типа SBE 32 фирмы Sea-Bird Electronics, объединяющей от 12 до 24 батометров Нискина в единый комплекс, снабженный пусковым устройством, которое обеспечивает срабатывание батометров на заданных глубинах.

На протяжении всего 120-летнего периода наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» количество выполняемых на нем станций в разные годы было различным. Нередко, особенно в первые годы исследований, на разрезе выполнялись лишь две-три станции или просто отдельные станции, расположенные между 69°30’ и 73°00’ с.ш. Иногда, в основном в холодные годы, выполнение северных станций разреза ограничивалось ледовыми условиями. В последние годы разрез все чаще выполняется не полностью в силу экономических причин, обусловивших сокращение числа морских экспедиций, а также в результате изменений в законодательстве Российской Федерации, которые привели к трудностям в выполнении первой станции разреза, находящейся в территориальных водах России.

Как уже упоминалось, в истории разреза «Кольский меридиан» были периоды (1900-1906, 1921-1941 и 1945-2020 гг.), когда наблюдения на нем проводились более или менее регулярно, и периоды (1907-1920 и 1942-1944 гг.), когда они не проводились совсем. В результате, общее количество лет, когда выполнялся разрез «Кольский меридиан», составляет 104. За это время он был выполнен 1263 раза, было сделано 12407 океанографических станций. Распределение всего объема выполненных на разрезе наблюдений по месяцам демонстрирует повышенную экспедиционную активность в теплый период года, когда в Баренцевом море проводились основные ежегодные съемки по оценке запасов промысловых рыб, и когда условия для работ в море наиболее благоприятны. Наибольшее количество станций на разрезе было выполнено в мае (1341), июле (1198), августе (1412) и сентябре (1095), а минимальное – в январе (687) (рис. 4). В остальные месяцы (февраль-апрель, июнь, октябрь-декабрь) разница между количеством выполненных станций была невелика, их число варьировало от 906 до 1010 в месяц (в среднем 953).

Рис. 4. Количество станций, выполненных на разрезе «Кольский меридиан» по месяцам за период 1900-2020 гг.

За всю историю наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» самый больший вклад в общий объем полученных на нем данных внесли ПИНРО и МУГМС, при этом около 99,7 % этого объема приходится на российские организации (Алексеев и др., 2005).