Сопоставление наших наблюдений со скудным рядом более ранних наблюдений над прибрежным течением, огибающим юго-западное побережье Шпицбергена, показывает, что это течение из года в год обнаруживает большие колебания. 26 июня 1898 года А. Хамберг сделал станцию Н несколько южнее нашей станции № 54 около Хорнсунна (карта глубин). Его наблюдения, приведенные в таблице 11, показывают наличие водных слоев, сильно отличающихся от найденных нами. Только на одной глубине (20 метров) он нашел температуру ниже нуля, но соленость оказалась здесь сравнительно высокой (34,14 ‰); на 50-метровой глубине температура была +2,5 ℃ и выше, а соленость очень высокая. Очевидно, в том году холодное течение Южного мыса обладало весьма незначительной силой. Последнее обнаруживалось также в водах устья Ис-фьорда. Так как значительная часть этой воды, о чем уже упомянуто выше, приносится во фьорд проходящим в море прибрежным течением, то наблюдения, произведенные в устье фьорда, могут дать весьма надежные указания об одновременном состоянии этого течения и течения Южного мыса.
24 июля 1898 года Хамберг нашел, что температура в устье Ис-фьорда на всех глубинах превышала +2,2 ℃ и что соленость была очень высокая.
26 июля 1901 года доктор Иоган Йорт выполнил на судне «Микаэль Сарс» несколько станций в Ис-фьорде и над отмелью перед устьем и обнаружил холодный промежуточный слой на глубине около 100 метров, причем этот слой обладал меньшей мощностью, чем в 1912 году.
24 и 25 июля 1908 года шведская экспедиция под руководством Г. Де-Геера сделала несколько станций в устье Ис-фьорда. Наблюдения показали наличие на глубинах 60 и 100 метров холодного промежуточного слоя, тоже менее мощного, нежели в 1912 году.
На новой станции, сделанной в устье Ис-фьорда 1 сентября того же 1908 года, холодного промежуточного слоя вовсе не было найдено. Самые низкие температуры были +2,17 ℃ на глубине 125 метров и +2,02 ℃ на глубине 340 метров, то есть они значительно превышали температуры, измеренные 29 августа 1912 года.
В таблице 12 приведены результаты наблюдений, выполненных в Ис-фьорде в 1910 и 1912 годах.
Сравнивая наблюдения на одинаковых глубинах в различные годы, следует иметь в виду, что они не вполне точно выражают действительную разницу. Наши наблюдения 1912 года указывают на большие колебания в слоях за короткие промежутки времени, что, между прочим, явствует из измерений на станциях № 9 и 10, сделанных 18 и 21 июля 1912 года с трехдневным перерывом (три поперечных разреза, взятых в Ис-фьорде).
Наблюдения 1908 и 1912 годов показывают также, что с июля до конца августа характер слоев сильно изменился. В 1908 году температура их в это время на глубине от 20 до 200 метров была на два с лишним градуса выше, соленость убывала до глубины 30 метров, а ниже вновь возрастала. Поразительно, что исчез всякий след холодного промежуточного слоя, если не считать ничтожного минимума на глубине между 100 и 150 метрами. Это явление трудно объяснить, даже если предположить, что сюда во фьорд поступила новая вода с прибрежной отмели.
В 1912 году за период с июля по 29 августа также замечалось незначительное потепление водных масс на глубине от 50 до 200 метров, связанное с одновременным понижением солености.
Таблица 11. Температура и соленость воды в устье Ис-фьорда по данным наблюдений 1898, 1901, 1908 гг.
Но даже если иметь в виду эти изменения, вполне возможные в течение лета, таблицы 11 и 12 создают определенное впечатление, что в этих водных массах, приносимых прибрежным течением с юга в устье Ис-фьорда, происходят в разные годы крупные и весьма заметные изменения.
Это подтверждается нижеследующим сопоставлением имевшихся наблюдений (1898, 1901, 1908 и 1912 годы) над прибрежной отмелью перед устьем Ис-фьорда (табл. 13).
Здесь надо принять во внимание, что станция К Хамберга в 1898 году была сделана над отмелью приблизительно на 14 морских миль[164] мористее, чем станции в 1901 и 1908 годах, и почти вдвое дальше от устья Ис-фьорда. Наша станция № 49 была расположена даже в самом фьорде, в 5 милях от устья. Поэтому станция Хамберга не совсем сравнима с остальными, так как она расположена ближе к теплому течению в открытом море.
Из таблиц мы можем заключить, что водные массы, носимые в июле и августе холодным течением (Южного мыса) вдоль юго-западного побережья Шпицбергена, были в 1901 году довольно холодными, в 1908 году совсем теплыми, особенно в сентябре, в 1910 году совсем холодными, особенно по сравнению с 1908 годом, в 1912 году очень холодными.
Следует полагать, что эти изменения в водных массах прибрежного течения находятся в связи с соответствующими колебаниями интенсивности течения Южного мыса, поскольку увеличение последней вызывает понижение температуры вследствие увеличения объема полярной воды, приносимой к западному побережью.
Но тогда следует также ожидать, что течение принесет туда и большие количества льда. Это и происходит в действительности. Сопоставление имеющихся сведений о состоянии льдов в рассматриваемые годы дает следующую картину.
В 1898 году море к западу и востоку от Шпицбергена было обыкновенно свободно ото льдов. Лето было чрезвычайно благоприятно для плавания вокруг всего Шпицбергенского архипелага.
Таблица 12. Температура и соленость воды в устье Ис-фьорда по данным наблюдений 1910 и 1912 гг.
В 1901 году у юго-западного побережья появлялось немного льда в июле, но не в августе. В течение обоих этих месяцев лед держался у северо-восточной части архипелага.
В 1908 году лед не появлялся у западных берегов ни в июле, ни в августе. В июле лед держался к востоку от острова Эджа, а в августе отступил к юго-восточному побережью Северо-Восточной Земли, где его было, однако, меньше, чем в 1901 году.
В 1910 году в июле лед дрейфовал в большом количестве вокруг Южного мыса и вдоль западного побережья к северу до Земли Принца Карла. В августе также держалось значительное количество льда у западного побережья к северу от Ис-фьорда, но лед здесь исчез к концу этого месяца. К востоку от Шпицбергена и в Баренцевом море в это лето также наблюдалось много льда.
В 1912 году в июле лед держался у Южного мыса и доходил вдоль западного побережья до Белльсунна. В августе появились новые массы льда, дрейфовавшие к северу и заходившие в Ис-фьорд. К востоку от Шпицбергена и в Баренцевом море было также много льда.
Таким образом, как и можно было ожидать, существует известная связь между температурой водных масс течения Южного мыса, а также Ис-фьорда, и появлением льда у юго-западного побережья Шпицбергена. Однако следует заметить, что появление льда у западных берегов Шпицбергена в более мористых районах никоим образом не зависит от южного течения. Особенно в годы, когда наблюдается много льда, лед летом распространяется далеко в открытое море, заходя к западу за пределы прибрежного течения (карты тут, тут и тут). Эти льды частично приносятся из района Медвежьего острова, который льды огибают с юга, дрейфуя затем на запад и доходя до теплого Атлантического течения: последнее и переносит их на север.
Большие колебания в распространении льдов зависят главным образом от распределения атмосферного давления и вызываемых им ветровых условий. По всей вероятности, ветры также являются существенной причиной вышеупомянутых изменений течения Южного мыса.
Таблица 13. Температура и соленость воды прибрежной отмели перед устьем
Ис-фьорда по данным наблюдений 1898, 1901, 1908, 1912 гг.
К сожалению, мы еще не располагаем достаточным материалом наблюдений для изучения распределения атмосферного давления в этих северных областях в разные годы. Единственной постоянной метеорологической станцией, которую мы здесь имеем, является станция в Грён-фьорде, да и та функционирует только с осени 1911 года. Будь у нас такая станция и на Медвежьем острове[165], это принесло бы большую пользу, но постройка таковой началась лишь в прошлом году (1919).
За неимением лучшего я попытался получить хоть некоторое приближенное представление о распределении атмосферного давления начиная с 1912 года, вычислив для каждого месяца среднюю разницу атмосферного давления между норвежской станцией в Вардё и станцией в Грён-фьорде (табл. 14).
Таблица 14. Разница атмосферного давления, мм
(Вардё минус Грён-фьорд)
Если разница между Вардё и Грён-фьордом велика (то есть если давление в Вардё сравнительно высокое, а в Грён-фьорде – низкое), то на участке между этими станциями следует ожидать сравнительно много западных и юго-западных ветров, что обусловливает благоприятный год с малым количеством льда в море около Шпицбергена.
Состояние льдов вокруг Шпицбергена в августе за 1900–1909 гг. По картам, изданным Датским метеорологическим институтом
Если же разница давления, напротив, незначительна (то есть в Вардё давление сравнительно низкое, а в Грён-фьорде – высокое), то это обусловливает большое число восточных ветров и неблагоприятный год, с большим количеством льда в море около Медвежьего острова и Шпицбергена.
В таблице 14 приведены эти разницы атмосферного давления в миллиметрах для весенних и летних месяцев, с марта по август, в те годы, когда производились наблюдения в Грён-фьорде.
В соответствии с поступающими сведениями Датский метеорологический институт в Копенгагене ежегодно выпускает карты распространения льда в полярных морях для четырех месяцев, с мая по август[166]. Такие ежемесячные карты, конечно, не могут считаться вполне надежными, так как составление их обусловливается случайно полученной информацией; кроме того, распространение льда подвержено значительным изменениям даже на протяжении одного месяца. Но все же в общих чертах карты эти представляют ценный материал для суждения о состоянии льдов в летние месяцы разных годов. Я измерил на этих картах планиметром площади распространения льда каждый месяц с 1912 по 1919 год у Медвежьего острова и Шпицбергена, к западу от меридиана 20° в. д. Для некоторых лет я имел возможность пополнить карты более подробными сведениями. Результаты этих измерений приведены в таблице 15. Числа, обозначающие площадь льда, выражены в тысячах квадратных километров (например, 49 означает 49 000 квадратных километров). Минусы перед этими числами обозначают, что граница льдов пролегала к востоку от меридиана 20° в. д., и в этих случаях числа обозначают площади открытой воды, находящиеся к востоку от меридиана 20° в. д. и севернее 75° с. ш.
Состояние льдов вокруг Шпицбергена в августе за 1910–1919 гг. По картам, изданным Датским метеорологическим институтом
Таблица 15. Площадь льдов около Шпицбергена и Медвежьего острова к западу от 20° в. д.
Следует полагать, что распространение льда в определенный месяц зависит не только от распределения атмосферного давления, то есть от ветров в течение того же самого месяца, но и от распределения атмосферного давления в течение предыдущих месяцев, главным образом последнего из них, так как нужно некоторое время, чтобы лед пришел в движение и в особенности продрейфовал на порядочное расстояние вперед или назад.
Поэтому можно считать, что распространение льда определяется в значительной мере суммарным распределением атмосферного давления (то есть действия ветров) – как в текущем, так и в предыдущем месяце.
Исходя из такого предположения, я нанес на миллиметровую бумагу величины разницы атмосферного давления и количества льда, то есть упомянутые площади льда, и провел кривые, как видно из чертежей.
Средние кривые (II) на четырех чертежах выражают распространение льда (в тысячах квадратных километров) согласно таблице 15 для каждого из четырех месяцев с мая по август в 1912–1919 годы.
Верхние кривые (I) выражают разницу атмосферного давления (Вардё – Грён-фьорд, согласно табл. 14) в текущий и предыдущий месяцы, а кроме того, среднюю разницу за оба месяца (жирная прерывистая линия).
Для некоторых месяцев – например, мая – кривая льда лучше всего совпадает с кривой атмосферного давления за предыдущий месяц, в то время как для других месяцев – например, июня – она лучше совпадает с кривой атмосферного давления того же самого месяца.
Но для всех месяцев существует несомненное сходство между кривой льда и кривой средней разницы атмосферного давления за два месяца.
На нижнем пятом чертеже я сопоставил кривую средних разниц атмосферного давления за апрель – август с 1912 по 1919 год (кривая I) с кривой соответствующих средних площадей льда (кривая II). Эти кривые показывают замечательный параллелизм.
Это доказывает правильность нашего предположения, что распространение льда главным образом зависит от распределения атмосферного давления. Так как, о чем уже упомянуто, распределение атмосферного давления в течение одного месяца имеет большое значение для распространения льда в течение следующего месяца, то это дает возможность составить заранее суждение о ледовых условиях в будущем.
Самые нижние кривые (III) на чертежах обозначают температуру воздуха в Грён-фьорде с мая по август. Эти кривые тоже обнаруживают некоторое сходство с кривыми разницы атмосферного давления, но совпадение здесь менее отчетливо. Причина этого, несомненно, в том, что градиент атмосферного давления, от которого главным образом зависят колебания температуры воздуха, имеет другое направление, чем тот, который представляют наши разницы и который преимущественно имеет значение для западных и восточных ветров.
Для навигации в водах Шпицбергена будет иметь большое значение более глубокое изучение всех этих зависимостей, что дает возможность знать заранее, как сложатся ледовые условия у берегов Шпицбергена.
Достигнуть этого вполне возможно. Необходимо прежде всего особенно тщательно изучить связь между распространением и движением льдов, с одной стороны, и распределением атмосферного давления – с другой. Сооружение постоянной метеорологической станции на Медвежьем острове, а быть может, и в других пунктах Шпицбергена, кроме той, которая уже существует в Грён-фьорде, даст нам возможность получать необходимые для нашей цели данные.
Кроме того, важно изучить морские течения у берегов Шпицбергена, в особенности течение Южного мыса, его распространение и изменения, претерпеваемые им в различные месяцы и годы, и зависимость этих изменений, между прочим, и от распределения атмосферного давления. Возможно, что в частности измерения температуры течения Южного мыса, а также вод фьордов дадут ценные указания относительно дрейфа льдов.
Одновременно с этим мы должны изучать положение границы плавучих льдов и ее колебания из недели в неделю, из месяца в месяц, из года в год.
Такое ежегодное, возможно, более продолжительное и беспрерывное изучение, будет иметь огромное значение в смысле обеспечения мореплавания. Всего успешнее можно было бы проводить наблюдения, имея в своем распоряжении специально с этой целью построенное небольшое парусно-моторное судно, а еще лучше – несколько таких. На их обязанности лежало бы постоянное обследование границы плавучих льдов и еженедельное, с ранней весны и до поздней осени, нанесение результатов на карты. Таким образом мы получили бы надежный первоклассный материал для выявления закономерностей в колебаниях состояния льдов.
Сообщая при помощи радио свои наблюдения на главную станцию в Грён-фьорд, эти суда могли бы постоянно информировать мореплавателей о состоянии льдов и положении кромки. Тогда явилась бы возможность знать заранее, как будут складываться условия льда, и сообразоваться с этим.
Ввиду большого значения систематических ледовых исследований для судоходства в водах Шпицбергена, которое до сих пор, особенно в некоторые годы, затруднялось льдами, организация намеченных мною исследований была бы весьма целесообразна. Она могла бы предотвратить массу лишних расходов и разочарований.
I – разница давления воздуха между Вардё и Грён-фьордом; II – плошадь льдов; III – температура в Грён-фьорде. Для каждого месяца с апреля по август и в среднем за эти месяцы за период с 1912 по 1919 г.
Возможно также, что в будущем наблюдения над границей плавучих льдов могли бы с успехом производиться на самолетах.
По накоплении достаточного объема материала мы могли бы также надеяться выявить закономерности в отношении больших колебаний в распределении атмосферного давления на Крайнем Севере. Это позволило бы нам за долгий срок иметь заранее суждение, будет ли данный год благоприятным или неблагоприятным в ледовом отношении.
Карты тут и тут, показывающие распространение льда около Шпицбергена в августе с 1900 по 1919 год, составлены по ледовым картам, ежегодно выпускаемым Датским метеорологическим институтом. Как уже упоминалось, в них имеется много пробелов, так как сведения, доставляемые полярными мореплавателями, далеко не достаточны. Тем не менее они дают картину крупных колебаний количества льда из года в год.
По-видимому, неблагоприятные ледовые годы часто могут следовать один за другим так же, как и годы благоприятные, например, 1918-й, 1919-й и особенно 1920-й, когда льда было мало. Исходя из вышеизложенных соображений, можно с уверенностью утверждать, что эти колебания находятся в тесной связи с колебаниями в распределении атмосферного давления, которые, по-видимому, обнаруживают аналогичные периоды.