Determination of the Predominant Orientation of Cracks in Ice Cover of the Laptev Sea from the Ice Drift Data

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Received April 10, 2023; revised May 25, 2023; accepted June 27, 2023

The paper shows that in order to solve the problem of predicting the predominant orientation of cracks in ice covering the Laptev Sea, when the satellite information is absent, the orientation of cracks in ice cover can be calculated using data on the ice drift in the Sea. We have selected 200 satellite images made in both visible and infrared spectral bands allowing to obtain actual data on ice cracks in the Laptev Sea for seasons 2016–2021, and then calculated the predominant orientation of them using data on the OSI SAF ice drift for the date of each image as well as for several previous days. Results obtained were compared with actual modal orientations of the cracks and with characteristics of the atmospheric pressure fields in these days. It was found that selecting of initial ice drift data should be done with regard for the intensity of air flows, the invariability or constancy of the direction of air flows over the sea aquatory during several days, and the presence of a cyclone centered over the sea area. An algorithm has been developed for automatic selection of a date when the ice drift can be most likely accompanied by formation of cracks on the day under consideration, and calculation of predominant orientation of cracks should be made exactly on that day. The selected data on ice drift serve as a basis for calculating. It was revealed also that with the difference in the types of intensity of air flows in the northern and southern parts of the Laptev Sea, the developed algorithm for determining the date of ice drift should be applied to each part of the sea separately. The number of squares of the Laptev Sea grid in which the calculated orientation of cracks corresponded to its actual meaning with an established permissible error of 30° has been determined. The ratio of this number to the total quantity of grid squares (skill score) was equal to 69% on the average. The skill score exceeded 70% in 46 percent of the cases. The skill score falls below 60% in only 16 percent of the cases, with minimum value of 50%.

Sobre autores

L. Dyment

Arctic and Antarctic Research Institute

Autor responsável pela correspondência
Email: ldyment@yandex.ru
Russia, St. Petersburg

A. Ershova

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: ldyment@yandex.ru
Russia, St. Petersburg

V. Porubaev

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: ldyment@yandex.ru
Russia, St. Petersburg

A. Chirkova

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: ldyment@yandex.ru
Russia, St. Petersburg

Bibliografia

  1. Appel I.L., Gudkovich Z.M. Chislennoe modelirovanie i prognoz evolutsii ledyanogo pokrova arkticheskih morey v period tayaniya. Numerical modeling and forecasting of evolution of the Arctic sea ice cover during melting. Saint Petersburg: Hydrometeoizdat, 1992: 144 p. [In Russian].
  2. Gorbunov Yu.A., Dyment L.N., Losev S.M. Srednie mnogoletnie kharakteristiki krupnih narusheniy sploshnosti l’da v Karskom more i v Severo-Vostochnoy chasti Barentseva morya. Average long-term characteristics of large ice discontinuities in the Kara Sea and in the Northeastern part of the Barents Sea. Reference book. Saint Petersburg: AARI, 2014: 36 p. [In Russian].
  3. Gorbunov Yu.A., Dyment L.N., Losev S.M., Frolov S.V. Medium-range forecasts of large ice cover discontinuities for hydrometeorological support of navigation in the Arctic basin. Meteorologiya i gidrologiya. Meteorology, Hydrology. 2008, 9: 78–96 [In Russian].
  4. Gorbunov Yu.A., Karelin I.D., Losev S.M. On the causes of sea ice cover discontinuities in winter season. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 1986, 62: 110–116 [In Russian].
  5. Gorbunov Yu.A., Losev S.M., Dyment L.N. Method of diagnostics and medium-range forecast of leads in the ice cover of the Kara Sea. Trudy AANII. Proc. of the AARI. 2001, V. 443: 94–102 [In Russian].
  6. Gudkovich Z.M., Doronin Yu.P. Dreif morskih l’dov. Drift of sea ice. Saint Petersburg: Hydrometeoizdat, 2001: 111 p. [In Russian].
  7. Dobrovol’skij A.D., Zalogin B.S. Morya SSSR. Seas of the USSR. Moscow: Moscow University Press, 1982: 192 p. [In Russian].
  8. Doronin Yu.P., Heisin D.E. Morskoy led. Sea ice. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1975: 318 p. [In Russian].
  9. Klyachkin S.V., Guzenko R.B., May R.I. Numerical model of the Arctic sea ice cover evolution for operational forecasting. Led i Sneg. Ice and Snow. 2015, 55 (3): 83–96 [In Russian].
  10. Legenkov A.P. Podvizhki I prilivnie deformacii drejfuyuschego lda. Movement and tidaldeformation of drift ice. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1988: 104 p. [In Russian].
  11. Losev S.M., Gorbunov Yu.A. Diagnostics and medium-range forecast of sea ice cover discontinuities. Trudy AANII. Proc. of the AARI. 1998, 438: 13–25 [In Russian].
  12. Morya Rossiyskoy Arktiki v sovremennih usloviyah. Seas of the Russian Arctic in modern conditions. Saint Petersburg: AARI, 2021: 360 p. [In Russian].
  13. Nazirov M. L’dy i vzvesi kak gidrotermodinamicheskie trassery po dannym kosmicheskih mnogozonalnyh s’yomok. Ice and suspensions as hydrotermodynamic tracers according to multi-zonal space-based surveys. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1982: 161 p. [In Russian].
  14. Nastavlenie po sluzhbe prognozov. Razdel 3. Chast III. Manual on forecast service. Section 3. Part III. Moscow: TRIADA LTD, 2011: 102 p. [In Russian].
  15. Sea Ice Nomenclature: Snapshot of the WMO Sea Ice Nomenclature WMO No. 259, 2014: http://wdc.aari.ru/wmo/nomen/volume1.html (Last access: 30 March 2023).
  16. Porubaev V.S., Dyment L.N. Types of atmospheric pressure fields in the Laptev and East Siberian seas. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2021, 67 (4): 394–405 [In Russian].
  17. Prik Z.M. Climatic zoning of the Arctic. Trudy AANII. Proc. of the AARI. 1971, 304: 72–84 [In Russian].
  18. Smirnov V.N. Dinamicheskie processy v morskih l’dah. Dynamic processes in sea ice. Saint Petersburg: Hydrometeoizdat, 1996: 162 p. [In Russian].
  19. Frolov S.V. Main regularities of the distribution of sea ice cover characteristics and their impact on movement of icebreaker in the Arctic basin in summer period (according to the data of high-latitude voyages). Trudy AANII. Proc. of the AARI. 1997, 437: 83–98 [In Russian].
  20. Frolov S.V., Klyachkin S.V. Accounting for the impact of orientation of leads in sea ice cover on the speed of ship movement in ice. Trudy AANII. Proc. of the AARI. 2001, 443: 103–111 [In Russian].
  21. Hibler W.D., Weeks W.E., Ackley S., Kovacs A., Campbell W.J. Mesoscale strain measurements on the Beaufort sea pack ice (AIDJEX 1971). Journ. of Glaciology. 1973, 12 (65): 187–206. https://doi 10.3189/S0022143000032032
  22. Low Resolution Sea Ice Drift Product of the EUMETSAT OSI SAF. Retrieved from: https://osi-saf.eumetsat.int/products/osi-405-c (Last access: 30 March 2023).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (810KB)
3.

Baixar (630KB)
4.

Baixar (691KB)

Declaração de direitos autorais © Л.Н. Дымент, А.А. Ершова, В.С. Порубаев, А.А. Чиркова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».