Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Проблемы и перспективы современной науки» (выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

     России и Казахстану в ближайшее время потребуется обеспечить прием нефти с будущих морских участков нефтедобычи, в связи с чем возникает необходимость увеличения портовых нефтяных мощностей   на Каспии. Для этого необходимо реконструировать имеющиеся порты с целью увеличения их пропускной способности и создание нового морского нефтеналивного комплекса в российской части Северного Каспия. Идея вовлечения в работу Международного транспортного коридора «Север- Юг» по транспортировке углеводородного сырья Каспийского региона через порты Махачкала, Астрахань и Актау в настоящее время активно прорабатывается в Министерстве транспорта Российской Федерации. На базе этих портов формируется новый проект М-2-А (Махачкала - Астрахань — Актау).

     Астраханская область располагает развитой сетью портов и портовых комплексов как речного, так и морского транспорта. Их бесперебойная работа в течение всего года является залогом успешной деятельности всего народно-хозяйственного комплекса юга Российской Федерации в настоящее время и на перспективу. В зимних условиях из-за сложных гидрометеорологических факторов работа портов и портовых комплексов заметно затрудняется и имеет ряд своих специфических особенностей. Это наглядно подтвердила последняя суровая зима 2007/2008 годов.

      Необходимо отметить, что Астраханский транспортный комплекс из-за своего географического расположения ниже Волгоградской ГЭС имеет свои специфические особенности, связанные с режимом попусков. Из-за нехватки воды и последующего обмеления в период зимней межени может быть снижена гарантированная глубина судового хода, что приводит к простоям судов и неоправданным потерям. На гарантированную глубину судового хода может оказывать негативное воздействие работа перегрузочных средств порта, в том числе плавучих, при перегрузке сыпучих грузов, так как их неизбежное попадание в воду приводит к обмелению акватории порта, что требует дноуглубительных работ и дополнительных материальных затрат. Речники ориентируются на сбросы с Волгоградской ГЭС порядка 5600 кубических метров в секунду и прогнозы гидрометеоцентра об ожидаемом состоянии погоды. Для безопасных условий судоходства необходимо, чтобы уровень воды был постоянным, однако на практике уровень воды существенно колеблется, затрудняя судоходство. Такие колебания уровня воды во время весеннего половодья могут возникать из-за ледовых заторов. В данных, поступающих с гидрометеорологических постов, часто отсутствуют сведения о ледовых заторах, так как наблюдения осуществляются лишь в ограниченной видимостью части акватории реки, прилегающей к посту.

     Морская Администрация порта Астрахань располагает двумя речными линейными ледоколами «Капитан Чечкин» и «Капитан Букаев» водоизмещением 2240т,  суммарной мощностью 3-х двигателей 6320 лошадиных сил, построенных на верфи «Вяртсиля»в Хельсинки (Финляндия) в конце 1970-х годов, специально спроектированными для работы в бассейне р. Волги с температурой наружного воздуха до -35,0 ºС, а во время зимнего холодного отстоя судна до -45,0 ºС. В зимних условиях 2007/2008гг. кромка льда доходила до 60 миль. Суда водного транспорта собирались в караваны от 15судов и более для проводки по Волго-Каспийскому каналу. Необходимо отметить крайнюю изношенность технического парка, средний возраст судов превышает 30 лет, то есть подавляющее большинство судов, также как и портовых сооружений, за исключением, пожалуй, лишь порта Оля, были построены ещё в советский период. Каждое судно во время проводки ледокол брал на буксир, а впереди шёл другой ледокол, который, будучи основным в караване, ломал лёд. Учитывая особую суровость условий прошедшей зимы, ледоколы часто менялись местами.  Ледовая проводка осуществлялась по схеме: 2 ледокола (основной - ломающий лёд, и вспомогательный - ведущий на буксире судно) и 2 судна. Нагрузка на ледоколы в этот период усилилась. Многократно возрос расход горюче-смазочных материалов (для ледоколов типа «Капитан Чечкин» - порядка 1т/ч при ледовой работе), изнашивались механизмы, повреждался корпус и элементы винто-рулевого комплекса. Максимальная скорость ледоколов данного типа при проводке составляет 7 узлов, но зачастую скорость была гораздо ниже.

     Помимо ледовой проводки судов ледоколы должны осуществлять также обколку льда на отдельных участках акваторий (в том числе в портах).

     По заявкам местных поселковых советов региона, через Дорстрой в Морскую Администрацию порта Астрахань, ледоколы также направлялись для обколки льда и расчистки фарватера для работы паромных переправ (баркас и площадка) в районы Волго-Каспийского канала (ВКК). Участки п. Маячное, Трудфронт и т.н. «Харбайское колено» (район населённых пунктов Оранжереи-Житное-Мумра) являются одними из самых сложных при работе ледоколов. Ледоколы осуществляли обколку и трамбовку льда под берегом вкруговую ниже переправы с риском повреждения винто-рулевого комплекса, учитывая малую осадку паромного баркаса. Технология обколки льда переправ на ВКК окончательно не разработана до сих пор, не существует оптимальных вариантов ледовой работы, что приводит к повышенному расходу горюче-смазочных материалов, неоправданному износу механизмов. Столь напряжённая работа, выпавшая на два имеющихся ледокола, может  привести к их поломке и внеплановому ремонту в доковых условиях и дополнительным материальным затратам (только 1 подъём ледокола в док без работы по ремонту обходится в 400000 рублей), как и вынужденные простои судов в караванах в ожидании ледоколов. 31марта 2008г., не смотря на раннюю весну, лёд всё ещё стоял выше Волгограда. Он начинал смещаться, образуя заторы на излучинах, крутых поворотах, что приводило к резкому повышению уровня воды выше заторов, тогда как ниже заторов уровень воды понижался. Всё это негативно сказывается на деятельности судоходства.

     Работу грузоподъёмного оборудования в портах также осложняли суровые зимние условия. Сильные морозы вызывали поломки механизмов, обледенение  металлоконструкций многократно увеличивало их вес, что грозило их поломке или (при штормовых порывах ветра) опрокидыванию. Сильные морозы с ветром осложняли деятельность работников по обслуживанию грузоподъёмного оборудования и машин непрерывного транспорта (конвейеров). Аналогичные проблемы возникали и у работников автомобильного и железнодорожного транспорта, обслуживающих портовые комплексы.

           Сгонно-нагонные явления характерны для Северного Каспия, где они достигают значительных величин.  Поскольку глубины в Северном Каспии того же порядка, что и величина колебаний уровня, а уклоны дна и побережий очень малы, при нагонах происходит затопление значительных территорий суши, что оказывает негативное влияние на хозяйственную деятельность в прибрежных районах и представляет опасность для таких отраслей  экономики, как морской транспорт и рыбное хозяйство, гидротехническое строительство и газонефтяная промышленность, сельское хозяйство, животноводство и др. Для судоходства и деятельности портовых комплексов наибольшую опасность представляют значительные сгоны, во время которых затрудняются погрузо-разгрузочные работы в акваториях портов, а также при плавании в районах ВКК и Северного Каспия.

     Влиянию значительных сгонно-нагонных коле­баний уровня подвержено практически все побе­режье Северного Каспия от о. Чечень на западе до полуострова Тюб-Караган на востоке. Наиболее зна­чительные нагоны в северо-западной части Каспия возникают при ветрах восточного и юго-восточного направлений, а в северо-вос­точной части Каспия - западных и северо-­западных, причем, нагонные ветры для северо-западной части являются сгонными для северо-восточной части и наоборот. Особо опасные на­гоны в северо-западной части Каспия с подъемом уровней воды более 1.5 м происходят в среднем 1 раз в 3 года. Менее значительные нагоны в этой части моря происходят значительно чаще. В осенне-зимний и весенний периоды сравнительно небольшие нагоны происходят,  иногда, по 1 - 2 раза в месяц. До настоящего времени гидрометео­рологический режим северо-восточной части  Каспия изучен недо­статочно.   Нагоны в северо-восточной части Каспийского моря происходят под воздейст­вием штормовых ветров юго-западных, западных и северо-западных направлений со скоростями 12 - 15 м/с и более. В большинстве случаев штормовые нагоны наблюдаются осенью и обусловлены очень сильными и устойчивыми ветрами эффективных направлений, каковыми на северном Каспии являются юго-восточные, восточные (для западной части моря) и северо-западные, западные (для восточной части моря).  Штормовые нагоны наблюдаются и в зимние месяцы.  Отличительной чертой зимних нагонов является то, что они происходят при наличии ледяного покрова на Северном Каспии.  Ледяной покров существенным образом уменьшает величину нагонов.  Это особенно относится к неподвижному льду (припаю).  Величина нагона при установлении прочного припая, уменьшается более, чем в три раза и не превышает 1 м.  Плавучий лед, который обычно бывает в мягкие зимы практически не препятствует развитию и распространению нагонной волны.

     Из-за непостоянства среднего уровня моря критерии опасных и особо опасных отметок для пунктов Северного Каспия, входящих в Каталог опасных морских гидрологи­ческих явлений Каспийского моря, часто пересматривались и уточнялись. Основными синоптическими процессами, определяющими погоду в Астрахани и на Северном Каспии,  в холодный период года являются:

Атлантические циклоны:

     Они образуются над Северной Атлантикой и смещающиеся от Балтики до нижнего течения р. Волги. Траектория их движения проходит севернее Астрахани (через Ростов-на-Дону на Волгоград и Саратов). Поэтому на формирование погоды в Астрахани и на Северном Каспии оказывают влияние ложбины этих циклонов. Наблюдаются в течение всего года. В среднем за сезон проходит 15-17 таких циклонов. Они вызывают ухудшение погоды – усиление северо-западного ветра, обложные осадки, метели;

Арктические антициклоны:

     Ядра высокого давления выходят на Астрахань и Северный Каспий обычно в тылу Атлантических циклонов. Наблюдаются в течение всего зимнего сезона. При выходе антициклона из районов Скандинавии на Северный Кавказ  и дальнейшем его “сваливании” вдоль горного массива на Каспий происходит резкое понижение температуры воздуха и усиление северо-западного ветра на побережье до 15-20 м/с, в море до 25-30 м/с.

     В случае смещения антициклона из районов Новой Земли и Таймыра, через Поволжье, на Аральское море постепенно происходит усиление юго-восточного ветра, который может сохраняться в течение нескольких дней (скорость ветра в районе Актау – Шевченко – о. Кулалы достигает 25 м/с). Наиболее значительное усиление юго-восточного ветра происходит в случаях выхода антициклона  между Каспийским и Аральским морями.

Сибирский антициклон:

     Сибирский антициклон оказывает влияние на формирование погоды в течение всего холодного периода. Взаимодействие этого антициклона с Среднеземноморским циклоном, который  формируется зимой  над теплой водной поверхностью Средиземного моря, приводит к установлению юго-восточных ветров “морян”, облачной погоды с моросящими осадками и туманами.

     Юго-западная, западная периферия Сибирского антициклона наблюдается в основном в январе и в феврале.  Приводит к установлению безоблачной погоды и усилению восточного, юго-восточного ветра до 15-20 м/с (в море до 25 м/с), потеплению и возникновению нагонных явлений.

     При выходе в район Астрахани отрога сибирского антициклона устанавливается ясная, холодная погода, которая сохраняется  длительное время (обычно в середине января до конца февраля).  

Южные циклоны:

     К южным циклонам относятся циклоны, образовавшиеся на полярном фронте, южнее 45º с.ш.  К ним относятся Черноморские  и Каспийские. Выход этих циклонов резко ухудшает погодные условия – обильные осадки, метели, усиление юго-восточного ветра в передней части циклона, затем северо-западного – в тылу циклона. При выходе Черноморских циклонов наблюдаются сильные гололед и продолжительные  туманы (полностью прекращается работа авиации).

     По многолетним данным, в среднем за период с ноября по март через Астрахань проходит 23 циклона, из них два Черноморских и четыре Каспийских. За последние 5 лет выходы Каспийских циклонов участились из-за ослабления влияния Сибирского антициклона.

     Глубокие циклоны (с давлением в центре менее 1000 мб) не регулярны. Так, за 10 лет (1993-2003гг.) наблюдалось 10 таких циклонов: в ноябре – 1, в декабре – 1, в январе – 1, в феврале – 4 и в марте – 3.

      В 1973г. начался период ускоренного вращения Земли, который закончится в 2005-10гг. и наступит период замедленного вращения Земли, что приведет к началу новой климатической эпохи, которая продлится около 35 лет (до 2040-45гг.). 

Опасные гидрологические явления на Северном Каспии в ледовый период.

     На многие  морские отрасли народного хозяйства оказывают отрицательное влияние некоторые элементы  гидрологического  режима. Это влияние становится опасным, когда параметры явления достигают определенных значений (критериев опасности). На Северном Каспии к опасным зимним гидрологическим явлениям относятся:

     - штормовые нагоны и сгоны,  вызывающие значительные кратковременные подъемы или понижения уровня  моря, при которых происходит затопление или повреждение населенных пунктов,  производственных и сельскохозяйственных  объектов, гидротехнических сооружений,  дорог и других  коммуникаций на  побережье и островах;  повреждаются и уносятся в море орудия   лова  рыболовецких  хозяйств,  ведущих  рыбный и тюлений промысел на устьевом  взморье Волги и в Северном Каспии;  нарушается или прекращается  судоходство  на  мелководных  участках судоходных каналов;  происходит массовое обсыхание и гибель рыбы на мелководьях;

     - появление льда в море и каналах раньше 15 ноября  (средняя многолетняя дата закрытия летней навигации на Нижней Волге и Северном Каспии),  вследствие чего повреждается мелкий  рыболовный  флот и орудия лова,  срываются с якорей и уносятся в  море навигационные буи;

     - интенсивный дрейф,  подвижки,  заторы  и  торошение  льда, представляющие  опасность для промысловых судов тюленебойных экспедиций,  береговых гидротехнических сооружений. Они снижают  скорость  движения судов и создают угрозу их выжимания за габариты судового хода Волго-Каспийского канала и посадки на мель в период зимних плаваний;

     - суровые зимы,  когда вся акватория Северного Каспия покрывается толстым неподвижным льдом - припаем. При этом затрудняется ледокольное плавание на участке Астрахань - порты  Каспийского  моря,  а также рыбный и тюлений промыслы.  Большой ущерб наносят суровые зимы водоплавающим птицам, остающимся на зимовку на Северном Каспии. На мелководьях происходят заморы рыбы;

      - быстрое обледенение судов, гидротехнических сооружений и навигационных буев в море, каналах и на берегу.

     Особенности  штормовых  нагонов Северного Каспия в  зимний период и влияние ледяного покрова на их величину до недавнего времени не рассматривались.

     Максимальная толщина ровного льда естественного нарастания на Север­ном Каспии наблюдается по многолетним данным в январе — феврале и даже в очень суро­вые зимы, как правило, не превышает 60 см в северо-западной час­ти моря и 90 см в северо-восточной  (табл.1.).                      

Таблица 1.

Абсолютные максимумы толщины льда по пунктам

дельты Волги и Северного Каспия, см

     Ледовые явления. В условиях естественного режима ледовые явления начинались в дельте Волги в конце ноября - начале декабря. Очищение водотоков дельты ото льда отмечалось в конце марта - начале апреля [1].

     Зарегулирование стока привело к более поздним датам появления первых ледяных образований, к заметной задержке сроков начала ледохода и ледостава, к несколько более ранним срокам весеннего ледохода и очищения ото льда. Продолжительность осеннего и весеннего ледохода увеличилась, а продолжительность ледостава и периода с ледовыми явлениями заметно уменьшилась. Зарегулирование стока привело к частым зимним наводнениям и заторно-зажорным явлениям в дельте Волги, которые не наблюдались в период естественного режима.

     Заметных пространственных закономерностей в сроках ледовых явлений в дельте в современных условиях не выявляется. Лишь в вершине дельты (Верхнее Лебяжье) ледяные образования появляются раньше, а очищение ото льда происходит позже, чем в остальной дельте. В результате продолжительность периода с ледовыми явлениями в вершине дельты, как правило, на несколько дней дольше, чем ниже по течению.

     В зимы с ранним ледообразованием (как правило, это суровые и продолжительные зимы) ледоход начинается на 2-3 недели, а ледостав – на месяц раньше средних, многолетних сроков. В годы с поздним ледообразованием (как правило, это теплые и непродолжительные зимы) ледоход и ледостав начинаются на 2-3 недели позднее средних, многолетних  сроков. В необычно мягкую зиму 1965/66гг. ледостава в низовьях Волги не было.

     На взморье ледовые явления осенью начинаются заметно раньше, чем в дельте. Первый взлом льда весной здесь также наблюдается раньше, чем ледоход в дельте. Очищение ото льда на взморье происходит приблизительно в те же сроки, что и в дельте.    

    Первое  появление льда на Северном Каспии,  особенно раннее, - серьезная опасность для  многих  отраслей  народного хозяйства. Дрейфующий лед повреждает орудия лова и рыболовный флот,  срезает навигационное оборудование в судоходных каналах [2].

      Режим  волнения Каспийского моря в ледовый период зависит от ветровых условий конкретной зимы, морфологических особенностей района,  распространения и состояния ледяного покрова.

     Толщина льда. Гидролого-морфологические особенности устьевого взморья обусловливают большое различие в процессах нарастания толщины льда на акватории устьевого взморья. Баровая зона отличается наибольшей контрастностью в толщине льда. На фарватерах устьевого бара, где скорости течения большие, толщина льда наименьшая, часто наблюдаются промоины, а на отмелях бара толщина льда наибольшая.   

      В водотоках дельты толщина льда достигает наибольшей величины обычно к середине февраля. Средняя толщина льда в это время в целом несколько уменьшается от вершины дельты к ее морскому краю. Толщина льда на взморье обычно не превышает 30-50 см и зависит от глубины места. Проявляется четкая закономерность: чем дальше в море, тем тоньше лед. На устьевом взморье Волги толщина льда от морского края дельты к границе припая уменьшается до 15 см. После зарегулирования стока толщина льда в водотоках дельты немного уменьшилась.   

      Динамические процессы в ледяном покрове устьевого взморья Волги.  Под влиянием ветра и течений на устьевом взморье Волги в период ледостава наблюдается дрейф плавучего льда.  В зависимости от результирующего направления движения лед дрейфует:

     - вдоль кромки припая (при этом вдоль кромки образуются пояса, гряды  и барьеры торосов, протяженность которых может достигать нескольких километров, их ширина составляет 10 м и более, а высота до 2м и более. Гряды торосов обычно бывают вытянуты параллельно морскому краю дельты);

     - от кромки припая в сторону открытого моря (в таких случаях между кромкой припая и массивом дрейфующего льда образуется заприпайные полыньи, протяженность которых составляет десятков километров, а их ширина - сотен метров. Длина некоторых гигантских полыней  может достигать более 100 миль, а  ширина - 20 миль. При этом в ледяном массиве происходит общее разряжение и уменьшение сплоченности плавучих льдов);

     - к кромке припая, перпендикулярно ее генеральному простиранию (в этих случаях происходит взлом припая, его интенсивные подвижки, а в зоне морского бара образуются многочисленные стамухи – торосистые образования, сидящие на грунте. Происходит сплочение плавучих льдов, внутри ледяного массива образуются зоны сжатия);

     - хаотический, беспорядочный, дрейф льда, при котором отдельные ледяные поля в массиве движутся  каждое со своей скоростью и по своей траектории (при этом в ледяном массиве происходит интенсивное площадное наслоение и торошение льдов, образуются локальные зоны сжатия и разряжения).

     Подвижки и заторы льда. Деформации ледяного покрова, вызываемые устойчивыми восточными и юго-восточными ветрами, преобладающими на Северном Каспии при всех типах зим, создают  сложную ледовую обстановку в районе Астраханского морского рейда и в морской части Волго-Каспийского канала.  Этому способствует наличие здесь большого числа мелководных банок. Тяжелые ледовые условия возникают не только в суровые и умеренные,  но и  в очень мягкие зимы,  когда толщина льда термического нарастания не превышает 10-15см.  Это объясняется  тем,  что   дрейфующий вдоль границы  припая на запад плавучий морской лед создает препятствие выходу из канала речного льда.  Происходит  образование  заторных перемычек, причем их мощность может достигать 2-3 м, а в некоторых случаях лед набивается до дна.  Образование заторов в морской части  Волго-Каспийского канала обнаруживается по резкому повышению уровня по рейке о.Искусственный на 40-50см.

      В дальнейшем повышение  уровня перед затором прекращается,  т.к.  вода из канала уходит через прораны в забровочные  пространства.  Заторы значительно усложняют  осуществление  зимних  плаваний в этом районе. Подвижки и дрейф льда приводят к тому,  что зимние  навигационные буи часто  оказываются  подо льдом.  Возникают опасные ситуации, приводящие к авариям судов.  Наоборот,  сильные северо-западные и северные  ветры способствуют разрежению льдов в районе Астраханского морского рейда и выносу плавучего речного льда в море [3].

     Ледовые характеристики по акватории порта Астрахань приведены в табл. 2 и 3.

     Типизация зим по степени их суровости. Для низовьев Волги и Северного Каспия разработано несколько вариантов классификации зим по степени их суровости.  Для этого использовались различные характеристики: площадь ледяного покрова; толщина или объем льда; сумма градусо-дней мороза, как по всей акватории, так и по одному пункту, признанному характерным (показательным) для всей акватории [4]. Наиболее объективной и доступной, в плане получения оперативной информации, является характеристика суровости зим по сумме градусо-дней мороза в Астрахани (табл. 4.).

Таблица 2.

Основные ледовые фазы по акватории порта Астрахань

Таблица 3

Абсолютные максимумы толщины ровного льда, см

Таблица 4.

Типизация зим по степени их суровости – сумме градусо дней мороза  за холодный период (∑-tвозд.ср.сут. ºС) по Астрахани.

     Подсчитана повторяемость «очень суровых»  и «суровых» зим за период 1924-2008гг. Было зарегистрировано 8 «очень суровых» зим (10%), 9 «суровых» (11%) и 67 - остальные зимы (79%). Таким образом, повторяемость ОС зим составила за весь период  наблюдений 1 раз в 10 лет, С зим – 1 раз в 5 лет. В последнее время в

 низовьях Волги и на Каспийском море происходит существенная перестройка климатических процессов. Сказалась она и на повторяемости зим. Очень суровая (ОС) зима последний раз наблюдалась в зимний сезон 1968/1969гг. Таким образом, за последние 37 лет «очень суровых», и даже «суровых» зим в низовьях Волги и на Северном Каспии не отмечалось.

      Влияние ледовых явлений на пропускную способность каналов устьевого взморья Волги. Ледовые явления на устьевом взморье оказывают огромное влияние на устьевые гидролого-морфологические процессы. Установление ледяного покрова уменьшает и даже прекращает воздействие на эти процессы сгонов и нагонов, ветрового течения и волнения. Это вносит ряд существенных изменений в гидрологический и гидрохимический режимы взморья, создает своеобразие взаимодействия речных и морских вод. Лед изолирует воды взморья от основного источника энергии, обусловливающего здесь динамические процессы, - от действия ветра, поэтому в этот период резко возрастает относительная роль речного стока в гидрологических процессах на взморье. Особенно значительна роль ледовых явлений (декабрь-март), в пропуске волжских вод по каналам через отмелую зону взморья при низких уровнях моря (ниже минус 28,5 м. БС), когда лед резко сокращает площадь живого сечения отмелой зоны и уменьшает скорость стокового течения на забровочных акваториях. В районах зоны с малыми глубинами лед ложился на грунт, почти полностью перекрывая движение волжских вод, вследствие чего резко увеличивались скорости стокового течения в каналах и бороздинах взморья [5]. В этот период обычно на морских участках каналов происходил размыв грунтов их ложа. После зарегулирования стока Волги (с 1956г.), расходы воды, поступающей в отмелую зону в ледовый период, увеличились почти в 2 раза, что, соответственно, увеличило скорости стокового течения, особенно в каналах и бороздинах этой зоны.   Необходимо создать электронный «Атлас ледовых явлений и образований Северного Каспия и дельты Волги».   Он поможет специалистам  найти  надежные  способы защиты  морских  буровых  платформ,  работающих на шельфе Северного Каспия, способных   противостоять  натиску  дрейфующих  льдов; защитить  от  повреждений морские коммуникации,  проложенные  по  морскому дну; обеспечить бесперебойность и безопасность плавания судов во льдах,  и многое другое. Новый атлас льдов Каспийского моря станет важным и полезным практическим пособием для рыбаков, нефтяников, моряков и работников портовых комплексов при выполнении работ и обеспечении безопасного мореплавания кораблей и судов в зимний период, при наличии ледяного покрова.

      Влияние солнечной активности на климатические характеристики носит региональный характер, усиливая атмосферные процессы в одних регионах и ослабляя в других. Изменение климата по побережью и акватории Северного Каспия имеют однонаправленный характер. Так, температурный режим по пунктам Астрахань, о.Тюлений, о.Кулалы, Ганюшкино, Атырау, Пешной, Форт-Шевченко за 1938-2003 гг. изменяется синхронно и синфазно. Периоды резкого изменения температуры воздуха наступают одновременно и имеют один тренд - повышение или понижение.

     Использование данных многолетних наблюдений за температурой воздуха по Астрахани с 1836 г., позволило выявить особенности температурного режима на протяжении с 8-го по 23-й  одиннадцатилетний цикл солнечной активности и распространить их на весь северо-каспийский регион.   

     В последнее время в низовьях Волги и на Каспийском море происходила существенная перестройка климатических процессов. Сказалась она и на   повторяемости суровых зим. Очень суровая (ОС) зима последний раз наблюдалась   в зимний сезон 1968/69гг. В последующие 37 лет «очень суровых», и даже «суровых» зим в низовьях Волги и на Северном Каспии не наблюдалось.

     В целом, на протяжении «векового» цикла солнечной активности (80-90 лет) температурный режим развивается следующем образом: понижение температуры на протяжении первого и третьего 11-летних циклов ниже нормы (9,6°С), с пятого по восьмой 11-летних циклов повышение температуры выше нормы.

     Новый, 24-ый четный одиннадцатилетний цикл солнечной активности начнется в середине 2007г. и продлится до середины 2017г. (прогноз) [6].

     Общая продолжительность цикла составит 10,8±0,7 лет. Основной максимум солнечной активности первой в половине 2011г. Максимумы 5-6 летних циклов ожидаются на конец 2009 г. - начало 2010г. и конец 2014г. - начало 2015г. Характерное для четных 11-ти летних циклов понижение атмосферного давления в полярных областях в периоды повышения солнечной активности приведет к смещению центра арктического антициклона к северо-востоку. Атлантические циклоны, формирующиеся во влажном морском воздухе, будут проходить севернее обычного, что приведет к уменьшению количества осадков в бассейнах Волги и Камы и уменьшению годового стока реки Волги в Каспийском море.

     В северо-каспийском регионе усиливается антициклоничность климата под влиянием гребня Азорского и Сибирского антициклонов. Погода станет засушливее. Количество осадков уменьшится, особенно в осеннее - зимний период и весной. Континентальная арктическая воздушная масса, в которой формируется Сибирский антициклон, в результате интенсивного радиационного выхолаживания в зимний сезон года определит резкое понижение температуры воздуха.

       Усиление меридиональной формы циркуляции атмосферы в периоды максимумов солнечной активности приведет к еще большему понижении температуры воздуха в осенний зимней сезон за счет вторжения арктического воздуха по нормальной полярной и ультра полярной осям. 

      Средняя годовая температура воздуха в 24-ом цикле составит около 9°С, что на 0,6° ниже многолетней нормы и на1,8°С ниже, чем в 23-ом цикле (1996-2007гг.).

Понижение средне годовой температуры произойдет за счет резкого снижения температуры холодного сезона года (ноябрь-март) до -3,0-3,5°С, что 0,7-1,2°С ниже нормы и на 3,0-3,5°С ниже, 1996-2007гг.      

     Таким образам, в предстоящие 11 лет (2007-2017гг.), по Астраханской области, Северному Прикаспию и акватории Северного Каспия следует ожидать засушливую, с холодными зимами и сильными восточными ветрами, погоду. Общее снижение количества осадков по Волго-Камскому бассейну приведет к уменьшению объемов годового стока реки Волги, к низким весенним полноводьям, уменьшению до критических значений глубин в летнюю и зимнюю межень, снижению уровня Каспийского моря. Увеличится продолжительность ледостава в дельте Волги и на Северном Каспии. Продолжительность зимы, вместо привычных за последние 20 лет 80-100 дней, увеличится до 100-120, а в отдельные годы до 120-140 дней.     Исходя из имеющегося прогноза солнечной активности на 24-ый цикл и особенностей распределения температурного режима четного 11-ти летнего цикла можно предположить, что холоднее нормы будут зимнее сезоны 2008/2009, 2009/2010, 2010/2011, 2012/2013, 2013/2014, 2015/2016 годов. Очень суровыми, продолжительностью 4,5-5,0 месяцев, следует ожидать зимние сезоны 2008/2009, 2012/2013, 2013/2014 и 2015/2016 годов [6].

Выводы

     Столь значительные прогнозируемые изменения климатических и гидрологических условий, безусловно, негативно скажутся на деятельности всех, без исключения, отраслей народного хозяйства не только Астрахани, Астраханской области, но и всего северо-каспийского региона. Это приведет к  значительным дополнительным материальным затратам как в теплые, так и в холодные сезоны рассматриваемого периода. Усиление континентальности климата региона отразится на сельском хозяйстве, водном транспорте, затронет рыбную отрасль. Потребуется выполнение дополнительного объема дноуглубительных, мелиоративных работ, а, возможно, и реконструкции многих существующих прибрежных морских и речных гидротехнических сооружений и объектов. Резко возрастут расходы жилищно-коммунального комплекса на обеспечение водой населения, особенно в периоды летне-осенней межени, и на отопление жилых, служебных и производственных помещений в холодные сезоны. Значительно возрастет потребление электрической и тепловой энергии, различных видов топлива.

    Понижение уровня Каспийского моря в первую очередь скажется на его мелководной, северной части. В летние, жаркие сезоны это приведет к интенсивному прогреву и испарению воды с обширных мелководий Северного Каспия, возрастанию солености морской воды до опасных значений, возникновению обширных зон с гипоксией. В холодные сезоны, в результате пониженной теплоемкости мелководий под воздействием низких температур и интенсивного волнового перемешивания в начальный период ледообразования, на Северном Каспии будет образовываться мощный ледяной покров, толщина которого к середине зимы будет достигать своих максимальных, многолетних значений (табл.4.). В связи с падением уровня Каспия и уменьшением глубин в мелководной северной части моря резко возрастет интенсивность процессов торошения льда. Особую угрозу будут представлять сплоченные плавучие льды, выносимые ветром и течениями в глубоководную, среднюю часть моря и дрейфующие вдоль берегов на юг. Дно моря практически повсеместно на всей акватории Северного Каспия будет подвержено выпахивающему воздействию тяжелых дрейфующих льдов. Возрастет повторяемость и интенсивность опасных сгонов воды, что будет приводить к массовой гибели рыб, особенно в зимние месяцы подо льдом и весной, во время ее концентрации на нерест.

     Анализ имеющихся данных по отраслям экономики показывает, что из общей суммы ущерба, наносимого неблагоприятными погодными условиями, на долю сельского хозяйства приходится 60%, на коммунальное хозяйство и энергетику 8,5%, на строительство 7%, в морской деятельности-38%. Причем предотвратительный ущерб (т.е. тот, который можно предотвратить, используя гидрометеорологическую информацию) по экспертным оценкам отечественных и зарубежных специалистов составляет до 50% от суммы ущерба, а в некоторых отраслях, например строительстве и сельском хозяйстве, гораздо выше. Т.е. эффективность использования гидрометеорологической информации выражается в конкретной экономии материальных средств  в тех областях производства, которые учитывают погодные условия при планировании и организации своей деятельности.

     Результаты хозяйственных, управленческих и других решений, принимаемых на основании гидрометеорологической информации, выражаются не только экономическим, но и социальным, экологическим, организационным, ресурсным, научно-техническим эффектом.

     Социальный эффект проявляется в улучшении условий труда, быта и отдыха работников, сокращении несчастных случаев, травм, заболеваний, гибели членов экипажей судов и работников портовых комплексов.

     Экологический эффект заключается в сохранении чистоты акваторий Волго-Каспийского бассейна, экологического равновесия в приморских и морских районах.

     Организационный эффект состоит в повышении эффективности принятия управленческих решений, улучшении организации труда, структуры и управления судоходством и портовым хозяйством.

               Список литературы

1.                 Бухарицин П.И. «Характеристика гидрометеорологических условий порта Астрахань в зимний период» (статья). Материалы Международной научно-практической конференции «Мелиорация малых водотоков, нерестилищ дельты р. Волги и Волго-Ахтубинской поймы». Астрахань,2007 (второе издание).

2.                 Бухарицин П.И. «Гидрометеорологические факторы, влияющие на навигационную обстановку на акватории Астраханского морского рейда» (статья). Межведомственный сборник «Гидрология южных морей (Каспийское море)». Выпуск 3-4 (под редакцией д.г.н. Бухарицина П.И.), Астрахань, издательство КаспНИРХ, 2007.

3.                 Бухарицин П.И., Мазун А.Л. «Зимние штормовые нагоны на северном Каспии» (статья). Межведомственный сборник «Гидрология южных морей (Каспийское море)». Выпуск 3-4 (под редакцией д.г.н. Бухарицина П.И.), Астрахань, издательство КаспНИРХ, 2007.

4.                 Бухарицин П.И., Шершаков В.М., Камчатов В.Ф., Булгаков В.Г., Косых В.С., Ковалёв А.Ф., Ктиторова Е.Н., Лукьянов Ю.С. «Задачи обеспечения гидрометеорологической безопасности в бассейне Нижней Волги и Северного Каспия (статья)». Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления» (г. Астрахань, 3-5 октября 2007г.). Издательский дом «Астраханский университет», 2007.

5.                 Бухарицин П.И. «Метод краткосрочного прогноза появления льда в Волго-Каспийском и Урало-Каспийском каналах» (статья). Межведомственный сборник «Гидрология южных морей (Каспийское море)». Выпуск 3-4 (под редакцией д.г.н. Бухарицина П.И.), Астрахань, издательство КаспНИРХ, 2007.

6.                 Андреев А.Н., Бухарицин П.И. Ритмы солнечной активности и ожидаемые экстремальные климатические события в Северо-Каспийском регионе на период  2007-2017 гг. // Труды Международной научной конференции «Экстремальные гидрологические события в Арало-Каспийском регионе» (Москва, 19-20 октября 2006 г.). М., 2006. С. 137-143.