Печорский плюм: российские учёные раскрыли механизмы его внесезонного расширения

Крупнейшие сибирские реки — Енисей, Лена и Обь — формируют гигантские опреснённые области в Арктических морях, существенно влияя на циркуляцию вод и образование морского льда. На их долю приходится более 10% общего речного стока в Мировой океан, хотя площадь Арктики составляет лишь 4% его площади. Однако влияние рек среднего размера, таких как Печора (среднегодовой сток около 4000 кубометров в секунду, что примерно в пять раз меньше, чем у Оби), долгое время оставалось малоизученным.

Новый взгляд на Печорский плюм

Долгое время считалось, что Печорский плюм — явление сугубо сезонное, достигающее максимума лишь в июне-июле, сразу после пика половодья. Однако эта точка зрения основывалась на отрывочных наблюдениях. Группа океанологов изучила ежедневное движение плюма в течение безледного сезона (с июня по октябрь) за десятилетие — с 2015 по 2024 год — и пришла к новым выводам. Работа опубликована в журнале Frontiers in Marine Science и выполнена при поддержке гранта РНФ (проект №25-27-00335).

«Мы сосредоточились на сравнительно малоизученной юго-восточной части Баренцева моря — Печорском море, куда поступает более половины речного стока всего Баренцева моря. Эта относительно небольшая и мелководная акватория имеет большое хозяйственное и экологическое значение. Здесь расположена единственная в российской Арктике морская ледостойкая стационарная платформа «Приразломная», предназначенная для добычи нефти, а также находятся места обитания атлантического моржа — редкого вида, занесённого в Красную книгу России», — рассказал первый автор Владимир Рогожин, младший научный сотрудник Института океанологии РАН.

Учёный подчеркнул, что распространение плюма напрямую влияет на все процессы в этих важных пунктах. Опреснённые воды воздействуют на сообщества фитопланктона, зоопланктона и макрозообентоса. Понимание гидрологических условий позволяет оценить, как речной плюм влияет на атлантических моржей. Кроме того, лёд, формирующийся в опреснённых водах, отличается по свойствам от льда в более солёной морской воде, поэтому знания о распространении плюма помогают прогнозировать ледообразование и повышать безопасность судоходства.

Технологические инновации и ключевые результаты

Для получения данных учёные использовали инновационный подход: данные американского спутника SMAP пересчитывались с помощью нейросетевого алгоритма, обученного на массиве натурных измерений температуры и солёности в арктических морях. Это позволило получить карты поверхностной солёности с разрешением 25 километров каждые три дня. Результаты сверяли с реальными измерениями с борта научно-исследовательского судна «Профессор Молчанов» в июле 2022 и 2024 годов — границы плюма совпали с точками, где приборы фиксировали резкий скачок солёности с 34 до 24 промилле на глубине 3–7 метров.

Многолетний анализ показал, что максимальное состояние плюма (когда он выходит далеко в открытое море, пересекая линию от мыса Русский Заворот до острова Вайгач) не привязано строго к весеннему половодью. В разные годы это состояние наблюдалось не только в июне-июле, но и в августе. Продолжительность «режима максимальной экспансии» варьировалась от 9 до 50 дней за сезон, в среднем составляя 23 дня (17% безледного периода). Площадь плюма в эти моменты в среднем равнялась 31 тысяче квадратных километров, а в 2024 году достигла 55 тысяч квадратных километров в конце июля — что превзошло все предыдущие оценки.

«Раньше считалось, что плюм Печоры достигает максимальной площади только во время весеннего половодья, а после быстро сокращается. Мы показали, что при благоприятных ветрах он может оставаться большим на протяжении всего лета», — отметил соавтор работы Александр Осадчиев, заместитель директора Института океанологии РАН, заведующий лабораторией арктической океанологии МФТИ.

Главным фактором оказался ветер. С помощью данных атмосферного реанализа ERA5 учёные рассчитали экмановский перенос — перемещение верхнего слоя воды под действием ветра с учётом вращения Земли. Восточные и северо-восточные ветры скоростью более 7–8 м/с заставляют плюм отрываться от берега и двигаться на север и северо-запад, к Новой Земле. Напротив, западные и северо-западные ветры прижимают опреснённые воды к побережью. Исключением стал 2021 год, когда плюм не смог выйти в открытое море из-за устойчивых северо-западных ветров, доминировавших весь сезон. Учёные также установили, что важную роль играет время наступления половодья: при поздней весне речная вода поступает в уже освободившееся ото льда море и растекается тонким стабильным слоем.