В мае-июне 2020 года было выполнено два сверхранних перехода по Северному морскому пути в восточном направлении газовозами «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин». Первый рейс на всём пути сопровождался атомным ледоколом «Ямал», а второй большую часть пути прошёл самостоятельно. На примере пары «Кристоф де Маржери» - «Владимир Воронин», а также пары газовозов «Георгий Брусилов» - «Владимир Русанов», которая вышла спустя месяц по тому же маршруту, в данной работе было проанализировано два типа движения: движение под проводкой ледокола и самостоятельное движение. Анализ движения газовозов не выявил существенного преимущества во времени или скорости при проводке газовозов атомными ледоколами перед самостоятельным плаванием в тех ледовых условиях, которые сложились к началу летнего навигационного периода.
Ключевые слова: газовозы типа Yamalmax, атомные ледоколы, ледовый класс Arc7, Северный морской путь, Арктика, летняя навигация, гидрометеорологическое обеспечение
Начало весенней навигации в 2020 году
Летняя навигация по Северному морскому пути (СМП) в восточном направлении обычно начинается не раньше июля [1], когда во всех российских арктических морях наблюдаются процессы таяния и разрушения ледяного покрова.
31 мая 2020 г. газовоз «Кристоф де Маржери» компании «Совкомфлот» успешно завершил переход по трассе СМП. Впервые в истории крупнотоннажное судно ледового класса Arc7 совершило такой ранний рейс на восток. На переходе по СМП газовоз двигался в сопровождении атомного ледокола «Ямал». Немногим позже, 2 июня 2020 г. завершился второй сверхранний рейс газовоза «Владимир Воронин». Главным отличием этого рейса стало то, что почти 70% пути «Владимир Воронин» прошёл самостоятельно, в том числе самый сложный участок в Восточно-Сибирском море. На всём пути газовоз имел полноценное обеспечение гидрометеорологической информацией. Эти два сверхранних рейса заложили основу для возможного расширения окна навигации по трассе СМП в восточном направлении. Кроме этого, суда класса Yamalmax, такие как «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин», показали высокую ледопроходимость не только в канале за ледоколом, но и при самостоятельном движении.
Более чем 2500 морских миль (далее – миль) газовозы прошли за разное время: «Кристоф де Маржери» за 12.5 суток со средней скоростью 8.2 узлов, «Владимир Воронин» - за 9.4 суток со средней скоростью 11.0 узлов. Таким образом, возможные ожидания более высокой скорости прохождения СМП газовозом «Кристоф де Маржери» в сопровождении ледокола «Ямал» на всём пути по отношению к скорости газовоза «Владимир Воронин», который шёл под проводкой ледокола («50 лет Победы», «Ямал») только часть пути, не оправдались.
В данной работе было проанализировано движение пары газовозов «Кристоф де Маржери» - «Владимир Воронин» с тем, чтобы установить, насколько ледокольная проводка или её отсутствие, при прочих равных условиях (начало движения, маршрут и связанная с ними ледовая обстановка), влияла на скорость и время прохождения СМП газовозами типа Yamalmax с ледовым классом Arc7. Ледовые условия на пути газовозов «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин» не всегда совпадали, поскольку их маршруты на нескольких участках СМП значительно отклонялись друг от друга, по этой причине для сравнения ледокольного и безледокольного движения газовозов была привлечена ещё одна пара, которая вышла на восток через месяц после первых двух сверхранних рейсов: «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов». Эти газовозы вышли с разницей в один день в конце июня (29 и 30 июня 2020 г. соответственно), а маршруты движения на всём пути совпадали.
Газовозы типа Yamalmax
Yamalmax - тип арктических танкеров-газовозов для перевозки сжиженного природного газа (СПГ). Головной газовоз «Кристоф де Маржери» был построен в 2016 г. [2], а в марте 2017 г. принят в эксплуатацию компанией «Совкомфлот» [3] после успешного прохождения ледовых испытаний в Арктике [4]. В последующие три года было построено ещё 14 газовозов для обслуживания проекта «Ямал СПГ», среди них: «Владимир Воронин», «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов».
Газовоз типа Yamalmax с габаритами 299 м в длину и 50 м в ширину, вместимостью более 170 тыс. куб. и водоизмещением более 140 тыс. т, имеет пропульсивный комплекс из трех полноповоротных винторулевых комплексов типа Azipod суммарной мощностью 45 МВ. Имея высокий ледовый класс Arc7, судно способно осуществлять движение в ледовых условиях как передним, так и задним ходом (судно двойного действия). Спецификационная ледопроходимость при движении носом составляет 1.5 м, а кормой вперёд – 2.1 м [2],[5].
В течение двух лет, с осени 2017 года и до зимы 2019 года газовозы типа Yamalmax ходили по трассе СМП самостоятельно. Ледокольное сопровождение осуществлялось только в районе морского канала на севере Обской губы. Все рейсы газовозов проекта «Ямал СПГ» осуществлялись при полноценном гидрометеорологическом обеспечении. При этом уже тогда выполнялись как сверхпоздние (в январе) [6], так и сверхранние (в июне) самостоятельные рейсы [7].
«Кристоф де Маржери» в мае 2020 года превзошёл более чем на месяц рекорд газовозов «Владимир Русанов» и «Эдуард Толль», которые в 2018 году совершили первые сверхранние рейсы на восток, выйдя из порта Сабетта 25 и 27 июня соответственно. «Владимир Русанов» и «Эдуард Толль» самостоятельно преодолели СМП примерно за 9 суток [7].
Впервые самостоятельный переход по СМП в период зимней навигации с востока на запад без ледокольного сопровождения осуществил газовоз «Эдуард Толль». 24 декабря 2017 года «Эдуард Толль» вышел на трассу СМП и после 22 дней транзитного перехода 14 января 2018 г. благополучно прибыл в порт Сабетта [6].
На рубеже 2018-2019 года случилось ещё одно важное событие. Газовоз «Борис Давыдов» осуществил проводку менее мощного танкера «Борис Соколов» (22 МВт) через СМП в западном направлении в зимний сезон. «Борис Соколов» вышел на акваторию СМП 29 декабря 2018 г. и, встретив лёд, сильно замедлил продвижение вперёд. В ночь с 1 на 2 января 2019 г. «Борис Соколов» лёг в дрейф в ожидании подхода газовоза «Борис Давыдов», который 5 января подошел в точку дрейфа танкера и взял его под проводку. 23 января 2020 г., спустя 18 дней, караван прибыл в район Обской губы, откуда «Борис Соколов» продолжил самостоятельное движение в направлении Мурманска [8], [9].
Таким образом, газовозы типа ЯмалМакс с 2017 года демонстрировали возможности не только самостоятельного плавания в сложных ледовых условиях, но и осуществления проводки менее мощного судна.
Ледовые условия, сложившиеся к началу летней навигации
Сложившаяся ледовая обстановка в морях СМП в конце мая благоприятствовала раннему началу навигации.
В предшествующий осенний период 2019 г. ледообразование началось позже средних многолетних сроков (в начале сентября). Позже, в ноябре и декабре, интенсивность ледообразования и увеличение площади льда значительно возросли, тогда как толщина льда нарастала медленнее, по сравнению с нормой.
В январе все арктические моря были покрыты дрейфующими и припайными льдами. Преобладание однолетних льдов средней толщины (70-120 см, согласно Номенклатуре морских льдов [10], [11]) на значительной части акватории наблюдалось только в море Лаптевых и в Восточно-Сибирском море. Однолетний толстый лёд (более 120 см толщиной) отсутствовал. Появление зон с преобладанием однолетних толстых льдов не наблюдалось ни в феврале, ни в марте, что нехарактерно для этих месяцев. Это свидетельствует о медленном нарастании толщины ледяного покрова.
Развитие припая в морях в течение первых зимних месяцев проходило с малой интенсивностью, оно наблюдалось во всех российских арктических морях. Площадь припая во всех морях была ниже средних многолетних значений [12].
В апреле однолетние средние льды начали переходить в градацию однолетних толстых льдов в большинстве арктических морей, за исключением юго-западной части Карского и Чукотского морей, где преобладали однолетние средние и тонкие льды (30-70 см). Процесс нарастания льда в весенний период 2020 г. происходил со значительным запаздыванием по сравнению с нормой.
В мае, в период максимального развития и накопления ледяного покрова, однолетние льды занимали весь российский сектор Арктики и более половины приполюсного района, где они частично вытеснили многолетние льды. Припай в конце этого периода был развит слабо, наиболее обширный – в районе Новосибирских островов. Но площадь припая во всех морях по-прежнему оставалась меньше среднемноголетних значений.
В весенний период интенсивность нарастания толщины льда была несколько выше нормы в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море, что привело к приближению толщины льда к среднемноголетним значениям в этих районах. В морях западного района сектора Арктики отрицательные аномалии толщины сохранились (до 50 см).
В июне началось очень быстрое очищение морей западного района российского сектора Арктики (Баренцева, Карского, Лаптевых), а в юго-западной части Чукотского моря развилось большое разрежение. Ледообразование во всех морях прекратилось [13].
В конце зимнего сезона и в начале летнего (марте-мае) ледовитость в Северном Ледовитом океане (СЛО) была близка к среднемноголетнему значению, а с началом таяния ледовитость в СЛО заметно уменьшились по сравнению со средним многолетним значением (рис. 1). Толщина ледяного покрова была значительно ниже нормы по всему СЛО, что подтверждается модельными расчетами объема накопленного льда в СЛО (рис. 2) [14].
Рисунок 1. Ежедневные оценки сезонного хода ледовитости за период 26.10.1978 – 17.05.2020 для сектора 95°E – 170°W (моря Лаптевых – Чукотское и Берингово, Охотское) [14].
Рисунок 2. Ежедневные оценки сезонного хода объема морского льда СЛО на основе расчетов средневзвешенной толщины льда совместной модели морского льда – океана HYCOM/CICE Датского метеорологического института c 01.01.2004 по 18.05.2020 гг. [15].
Исходные данные и метод анализа
Для анализа движения газовозов использовались следующие исходные данные:
Данные АИС (Автоматическая идентификационная система) для 4х газовозов («Кристоф де Маржери», «Владимир Воронин», «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов») и 2х ледоколов («Ямал», «50 лет Победы»), содержащие информацию о местоположении судов и параметрах их движения (скорость, направление, время) на всём маршруте от начала движения из порта Сабетта и до выхода из СМП.
Диспетчерские сообщения, получаемые от газовозов и ледоколов, с описанием ледовой обстановки на маршруте следования по СМП.
Обзорные ледовые карты ААНИИ по всем морям СМП.
Спутниковые изображения видимого, ИК- и радио- диапазонов.
АИС-данные использовались для построения маршрутов движения (треков) газовозов (рис. 3), каждый из которых разбивался на 5 одинаковых участков: 1 - юго-запад (ЮЗ) Карского моря (район Обской губы, Енисейского и Пясинского заливов), 2 - северо-восток (СВ) Карского моря, 3 - море Лаптевых и Новосибирские острова, 4 - западная и центральная часть Восточно-Сибирского моря (ВСМ), 5 – восточная часть Восточно-Сибирского моря и Чукотское море. Для каждого участка затем рассчитывались следующие показатели: средняя скорость, время прохождения участка и характерные ледовые условия.
Рисунок 3. Треки газовозов «Кристоф де Маржери», «Владимир Воронин», «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов».
Характерные ледовые условия, включающие возраст льда и сплоченность, определялись по ледовым картам. Дополнительные характеристики, такие как торосистость и разрушенность, брались из диспетчерских донесений с судов при их наличии или достаточном количестве для обобщения.
Диспетчерские сообщения с судов и спутниковые изображения привлекались для анализа аномалий скоростей. Для визуальной оценки изменения скорости газовоза или каравана, производилась классификация скорости на 6 градаций: менее 2х узлов, 2-4, 4-8, 8-12, 12-16 и более 16 узлов.
Обсуждение результатов
В результате обработки исходных данных были получены две таблицы (табл. 1 и 2) для пар «Кристоф де Маржери» - «Владимир Воронин» и «Георгий Брусилов» - «Владимир Русанов» с обобщенными характеристиками их движения.
Таблица 1. Показатели движения и обобщенные характеристики ледовой обстановка для газовозов «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин».
1Тип проводки: АЛ – движение под проводкой ледокола; САМ – самостоятельное движение; АЛ/САМ – часть пути пройдена под проводкой атомного ледокола и самостоятельно.
Таблица 2. Показатели движения и обобщенные характеристики ледовой обстановка для газовозов «Георгий Брусилов» и «Владимир Русанов».
Расчеты, представленные в таблицах, показывают, что средняя скорость и время прохода для рейсов газовозов «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин» заметно отличаются. «Кристоф де Маржери», сопровождаемый на всем пути ледоколом, преодолел СМП за 12.5 суток со средней скоростью 8.2 узлов, а «Владимир Воронин», прошедший большую часть пути самостоятельно, – за 9.4 суток со средней скоростью 11.0 узлов. Средние характеристики движения второй пары «Владимир Русанов» - «Георгий Брусилов» отличаются незначительно. «Георгий Брусилов» в сопровождении ледокола прошёл за 6.8 суток со средней скоростью 14.0 морских узлов, тогда как «Владимир Русанов» в преимущественно самостоятельном плавании совершил переход на восток за 7.0 суток со средней скоростью 14.1 узлов.
Рассмотрим более подробно особенности движения каждой пары на отдельных участках СМП.
«Кристоф де Маржери» - «Владимир Воронин»
Газовоз «Кристоф де Маржери» вышел из порта Сабетта 18 мая 2020 г. Встреча с ледоколом «Ямал» и начало проводки состоялись 19 мая 2020 на выходе из Обской губы. «Владимир Воронин» вышел спустя 5.5 суток, 24 мая 2020 г. Встреча с ледоколом «50 лет Победы» и начало проводки состоялись 25 мая 2020 г. на траверзе Пясинского залива (рис. 4). Ледовые условия в морях СМП на момент выхода газовоза «Владимир Воронин» в целом поменялись незначительно.
Рисунок 4. Маршруты газовозов «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин» и ледоколов «Ямал» и «50 лет Победы».
При переходе газовоза «Кристоф де Маржери» было запланировано попутно выполнить испытания в Карском море и море Лаптевых. В масштабах всего рейса испытания не оказали существенного влияния на среднюю скорость газовоза, поэтому этими издержками можно было пренебречь.
Основной вклад в различия средних скоростей внесли выбранные маршруты газовозов, которые на отдельных участках отклонялись друг от друга и, как следствие, характеризовались разными ледовыми условиям (рис. 5 и 6), благодаря чему «Владимир Воронин» в итоге сумел сократить разрыв во времени с газовозом «Кристоф де Маржери» до трёх суток. К этим участкам относятся северо-восток Карского моря, восточная часть Восточно-Сибирского моря и Чукотское море. Рассмотрим подробнее ледовые условия на каждом участке.
Рисунок 5. Ледовая обстановка в морях СМП во время перехода на восток газовоза «Кристоф де Маржери» и трек его движения со скоростями. Трек газовоза «Владимир Воронин» дан полупрозрачным цветом. Цифры 1-5 – номера участков, выделенные для сравнения.
Рисунок 6. Ледовая обстановка в морях СМП во время перехода на восток газовоза «Владимир Воронин» и трек его движения со скоростями. Трек газовоза «Кристоф де Маржери» дан полупрозрачным цветом. Цифры 1-5 – номера участков, выделенные для сравнения.
Первый участок (1 - ЮЗ Карского моря) газовозы частично прошли самостоятельно, а частично – под проводкой ледокола. Ледовые условия на этом участке не представляли препятствий для самостоятельного плавания газовозов. Юго-западная часть Карского моря начала очищаться, маршруты газовозов пересекали участки открытой воды (<1 б.) и редких (1-3 б.) льдов. За островом Свердрупа маршруты газовозов начинают отклоняться.
На втором участке (2 - северо-восток Карского моря), берущем начало на траверзе о-вов Сергея Кирова, маршруты газовозов проходят в разных ледовых условиях. «Кристоф де Маржери» заходит в однолетние толстые и средние льды (рис. 7). Согласно диспетчерским сообщениям, на этом участке газовоз неоднократно был вынужден совершать остановки в ожидании прохождения ледоколом торосистого поля или прокладки канала. В припай в проливе Вилькицкого караван вошёл 21 мая 2020 г. Средняя скорость прокладки канала в припае составила около 4 узлов. На открытую воду в море Лаптевых «Кристоф де Маржери» вышел спустя 17.5 часов.
Рисунок 7. Ледовая карта за 17-18 мая (сверху). Мозаика снимков радиометра MODIS (Terra) и радиолокационного спутника Sentinel-1, 20 мая 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Кристоф де Маржери» (трек газовоза «Владимир Воронин» дан полупрозрачным цветом).
Маршрут газовоза «Владимир Воронин» под проводкой ледокола «50 лет Победы» проходил преимущественно вдоль континентального побережья, пересекая зоны редкого однолетнего льда, а также участки припайного льда (рис. 8). Пролив Вилькицкого караван прошёл по ранее проложенному ледоколом «Ямал» каналу со средней скоростью 10 узлов. Таким образом, «Владимир Воронин» преодолел второй участок со средней скоростью 8.4 узлов, а «Кристоф де Маржери» - 4.6 узлов. Сравнение показывает, что на данном отрезке СМП газовозы находились в неравных условиях. Данный участок не может участвовать в сравнении также и потому, что оба газовоза шли под проводкой ледоколов.
Рисунок 8. Ледовая карта за 21-22 мая и за 26 мая (сверху). Мозаика снимков радиометров MODIS (Terra) и VIIRS (Suomi-NPP), 26 мая 2020 (снизу). Маршрут газовоза «Владимир Воронин» (трек газовоза «Кристоф де Маржери дан полупрозрачным цветом).
Третий, самый длинный, участок (3 - море Лаптевых и Новосибирские острова) «Кристоф де Маржери» и «Владимир Воронин» преодолели со средней скоростью 10.1 и 12.6 узлов соответственно, при этом «Владимир Воронин», выйдя из пролива Вилькицкого, дальнейший путь продолжил самостоятельно. В море Лаптевых сложилась лёгкая ледовая обстановка, поэтому оба газовоза его пересекли без существенных проблем. На рисунках 9 и 10 видно, что на протяжении практически всего участка маршруты газовозов совпадали за исключением отрезка в центральной части моря Лаптевых, где маршрут газовоза «Владимир Воронин» прошёл несколько южнее маршрута газовоза «Кристоф де Маржери», минуя язык однолетнего толстого льда, распространяющегося на акваторию с севера. Согласно экспертным оценкам, на момент прохождения газовозами данного отрезка количество однолетнего толстого льда в нём составляло от 5 до 8 баллов из 10. На отдельных небольших отрезках наблюдались падения скорости. В диспетчерских донесениях газовоз «Кристоф де Маржери» докладывал о торосистости до 3х баллов на этих участках. Обход зоны однолетнего толстого льда с юга увеличил протяженность пути газовоза «Владимир Воронин» на третьем участке почти на 100 миль, но зато позволил ему пройти самостоятельно центральную часть моря Лаптевых почти на 2 узла быстрее, чем «Кристоф де Маржери» под проводкой ледокола «Ямал». Участок открытой воды в западной части моря Лаптевых «Владимир Воронин» также прошёл с большей скоростью (14.5 узлов), чем «Кристоф де Маржери» (11.5 узлов).
Рисунок 9. Ледовая карта за 19-20 мая (сверху). Мозаика снимков радиометра VIIRS (Suomi-NPP), 22-24 мая 2020 г.(снизу). Маршрут газовоза «Кристоф де Маржери» (трек газовоза «Владимир Воронин» дан полупрозрачным цветом).
Рисунок 10. Ледовая карта 25-26 за мая (сверху). Мозаика снимков радиометров MODIS (Terra) и VIIRS (Suomi-NPP), 29 мая 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Владимир Воронин» (трек газовоза «Кристоф де Маржери» дан полупрозрачным цветом).
Четвертый участок (западная и центральная часть ВСМ) встретил газовозы «Кристоф де Марджери» и «Владимир Воронин» наиболее тяжелыми ледовыми условиями. Хотя весь лёд, присутствующий на трассе при прохождении газовозов, был представлен льдом первого года жизни, характеристики этого льда, в частности его толщина, вдоль трассы были неодинаковы. Это связано с тем, что в разных частях моря лёд формировался в разное время и при разных внешних условиях.
В открытом море ледообразование началось в середине октября. На конец октября льдом была покрыта вся центральная часть моря, а также проливы Новосибирских островов, при этом северо-западная и восточная части всё ещё оставались чистыми. Дальнейшее развитие ледовой обстановки в зимний период происходило под воздействием преобладающих ветров, которые в восточной части моря обеспечивали заток тепла и дрейф льда со стороны Чукотского моря в центр Восточно-Сибирского, а на западе вызывали постоянный отжим льда в северном направлении от побережий Новосибирских островов (формировалась стационарная полынья). В последствии все эти факторы способствовали формированию сложных ледовых условий в центральной части моря и более лёгких условий к западу и востоку. На западе и востоке в течение зимнего сезона имело место обновление льда, в то время как в центральной части моря происходило накопление льда, сформированного здесь ещё осенью, а также принесённого из Чукотского моря, что, вероятнее всего, сопровождалось сильными сжатиями и торошением льда.
При прохождении газовозов «Кристоф де Марджери» и «Владимир Воронин» через Восточно-Сибирское море, участок Новосибирского ледяного массива стал лимитирующим. На конец мая 2020 года, согласно экспертным оценкам, в пределах участков преобладал однолетний толстый лёд в количестве 5-8 баллов. Снижение скоростей в первую очередь были обусловлены движением среди торосистых полей однолетнего среднего и толстого льда (рис. 11 и 12). Фактором, усложняющим преодоление этих участков, могло послужить также то, что лёд был сформирован из блинчатого. Оба газовоза преодолели этот участок примерно за одно и то же время и почти с одинаковой средней скоростью («Кристоф де Марджери» - 7.2 узлов, «Владимир Воронин» - 7.0 узлов). Первую часть пути газовоз «Владимир Воронин» шёл со средней скоростью около 5 узлов, а по мере отклонения к юго-востоку по направлению к острову Айон, средняя скорость во второй половине участка возросла до 8.5 узлов. В итоге «Владимир Воронин» вышел в более лёгкие однолетние средние льды, а «Кристоф де Марджери» продолжил своё движение в тяжелых однолетних толстых льдах центральной части моря, взяв направление к северу от острова Врангеля.
Рисунок 11. Ледовая карта за 24-26 мая (сверху). Мозаика снимков радиометра VIIRS (Suomi-NPP) и радиолокационного спутника Sentinel-1, 27 мая 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Кристоф де Маржери» (трек газовоза «Владимир Воронин» дан полупрозрачным цветом).
Рисунок 12. Ледовая карта за 27-28 мая (сверху). Мозаика снимков радиометра VIIRS (Suomi-NPP) за 29 мая и 1 июня 2020 г. и радиолокационного спутника Sentinel-1 за 29 и 30 мая 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Владимира Воронина» (трек газовоза «Кристоф де Маржери» дан полупрозрачным цветом).
Ледовые условия пятого участка (восточная часть Восточно-Сибирского моря и Чукотское море) на маршрутах газовозов кардинально отличались друг от друга, поскольку проходили в совершенно разных районах Восточно-Сибирского и Чукотского морей (рис. 13). «Владимир Воронин», дойдя до континентального побережья, вышел на заприпайную полынью в районе Чаунской губы и практически беспрепятственно завершил проход по СМП. Опережая газовоз «Владимир Воронин» в Восточно-Сибирском море на 4 суток, «Кристоф де Марджери» последовал навигационной рекомендации, взяв курс к северу от острова Врангеля, когда Чукотской полыньи ещё не наблюдалось. Согласно экспертным оценкам, на момент прохождения газовоза пролив Лонга был полностью закрыт очень сплоченным однолетним средним и толстым льдом и имел место риск попадания в зону сильных сжатий. Однако к северо-востоку от острова Врангеля, в Чукотском море, караван всё же начал регулярно застревать в сильно торосистых льдах (3-4 б.) и испытывать регулярные сжатия (1-2 б.) из-за усиления южного ветра, вызвавшего сплочение льда. Этот отрезок пути длиной около 130 миль караван прошёл со средней скоростью 3.5 узла. В результате, было потеряно около полутора суток.
Пятый участок «Кристоф де Марджери» прошёл со средней скоростью 7.1 узлов, а «Владимир Воронин» - 13.3 узлов. Данный участок не может использоваться в сравнении ещё и потому, что «Владимир Воронин» также как «Кристоф де Марджери» прошёл большую часть данного участка под проводкой ледокола «Ямал».
Рисунок 13. Ледовая карта за 26-28 мая 2020 г. (сверху). Мозаика снимков радиометра VIIRS (Suomi-NPP), 27 и 30 мая 2020 г. (в центре). Мозаика снимков радиометра MODIS (Terra) за 01 июня 2020 г. и радиолокационного спутника Sentinel-1 за 2 июня 2020 г. (снизу). Маршруты движения газовозов «Кристоф де Маржери» (огибает о. Врангеля с севера) и «Владимир Воронин» (вдоль материкового побережья).
Анализ движения данной пары газовозов показывает, что сравнивать между собой средние скорости на всем маршруте некорректно, поскольку на некоторых участках ледовые условия могут значительно отличаться. Из пяти участков, на которые были поделены маршруты газовозов, сравнивать между собой возможно только 3-й и 4-й участки. Средняя скорость на этих двух участках составила 8.7 узлов у газовоза «Кристоф де Марджери» и 9.8 узлов - у газовоза «Владимир Воронин».
«Владимир Русанов» - «Георгий Брусилов».
В отличие от первой пары, «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов» вышли с разницей всего в полтора суток. Маршруты почти на всём пути совпадали, за исключением участка в Восточно-Сибирском море (рис. 14). Невынужденная остановка была отмечена только у газовоза «Георгий Брусилов», который около 10 часов лежал в дрейфе в ожидании ледокола. Это время было исключено из анализа.
Рисунок 14. Маршруты газовозов «Георгий Брусилов» и «Владимир Русанов» и ледокола «Ямал».
«Владимир Русанов» вышел из порта Сабетта ранним утром 29 июня 2020 г., а «Георгий Брусилов» выдвинулся на восток вечером следующего дня 30 июня 2020 г. Встреча с ледоколом «Ямал» произошла примерно в одной точке, к северо-востоку от Пясинского залива.
На момент выхода второй пары, ледовая обстановка на всем СМП не представляла для газовозов сложностей, и это подтверждается высокими показателями скорости на всём их пути (рис. 15 и 16). Минимальная средняя скорость на участке составила 11.7 узлов, максимальная – 15.9 узлов. В конце июня во всех морях идёт активное таяние и разрушение ледяного покрова. Северо-восточная часть Карского моря, море Лаптевых и Чукотское море в это время уже были наполовину свободными ото льда.
Совпадение треков газовозов и одинаковые ледовые условия позволяют сравнивать средние скорости газовозов по всему маршруту. Поэтому детального описания ледовой обстановки, как в случае с первой парой, далее не приводится.
Рисунок 15. Ледовая обстановка в морях СМП во время перехода на восток газовоза «Владимир Русанов» и трек его движения со скоростями. Трек газовоза «Георгий Брусилов» дан полупрозрачным цветом. Цифры 1-5 – номера участков, выделенные для сравнения.
Рисунок 16. Ледовая обстановка в морях СМП во время перехода на восток газовоза «Георгий Брусилов» и трек его движения со скоростями. Трек газовоза«Владимир Русанов» дан полупрозрачным цветом. Цифры 1-5 – номера участков, выделенные для сравнения.
Первый участок СМП оба ледокола прошли самостоятельно с высокой скоростью: «Владимир Русанов» - 15.2 узлов, «Георгий Брусилов» - 15.9 узлов.
Второй участок оба газовоза прошли под проводкой ледокола «Ямал». Маршруты газовозов пролегали вдоль континентального побережья, пересекая припай в проливе Матисена. Припай в проливе Вилькицкого на момент прохода газовозов был уже разрушен (рис. 17 и 18). На выходе из пролива Вилькицкого самостоятельное движение продолжил только «Владимир Русанов». Средние скорости на втором участке составили 12.5 и 11.7 узлов для газовозов «Владимир Русанов» и «Георгий Брусилов» соответственно.
Рисунок 17. Ледовая карта за 28-30 июня 2020 г. (сверху). Мозаика снимков радиолокационного спутника Sentinel-1, 30 июня и 1 июля 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Владимир Русанов» (трек газовоза «Георгий Брусилов» дан полупрозрачным цветом).
Рисунок 18. Ледовая карта за 28-30 июня 2020 г. (сверху). Снимок радиометра MODIS (Terra), 3 июля 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Георгий Брусилов» (трек газовоза «Владимир Русанов» дан полупрозрачным цветом).
Большую часть пути на третьем участке в море Лаптевых оба газовоза прошли по чистой воде по одному и тому же маршруту с одинаковой скоростью («Георгий Брусилов» - 15.5 узлов, «Владимир Русанов» - 15.4 узлов). Редкие (1-3 б.), разреженные (4-6 б.) и сплоченные (7-8 б.) льды газовозы встретили в восточной части моря на подходе к Новосибирским островам (рис. 19).
Рисунок 19. Ледовая карта за 2-3 июля 2020 г. (сверху). Снимок радиометра MODIS (Terra), 2 июля 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Владимир Русанов» (трек газовоза «Георгий Брусилов» дан полупрозрачным цветом).
На четвёртом участке, в Восточно-Сибирском море, маршруты газовозов впервые отклоняются. На широте о. Новая Сибирь «Владимир Русанов» поворачивает на юг и движется в этом направлении на протяжении 100 миль, после чего поворачивает на юго-восток в направлении на о. Айон и далее следует вдоль континентального побережья до самого выхода из СМП. Войдя в Восточно-Сибирское море и миновав Новосибирские острова, «Георгий Брусилов» и «Ямал» пошли напрямик через центральную часть акватории моря в юго-восточном направлении. Большую часть пути оба газовоза шли через очень сплоченные льды (9-10 б.), однако, «Владимир Русанов» раньше вышел в сплоченные (7-8 б.) и разреженные льды (4-6 б.) (рис. 20). В итоге, «Владимир Русанов» преодолел 4-й участок со средней скоростью 12.8 узлов, «Георгий Брусилов» - 12.1 узлов.
Рисунок 20. Ледовая карта за 4-6 июля 2020 г. (сверху). Мозаика снимков радиолокационного спутника Sentinel-1, 4 июля 2020 г. (снизу). Маршрут газовоза «Георгий Брусилов» (трек газовоза «Владимир Русанов» дан полупрозрачным цветом).
Последний пятый участок оба газовоза прошли вдоль континентального побережья по полынье. Отдельные небольшие падения скорости (до 8 узлов) у газовоза «Владимир Русанов» случались из-за встреч с обломками торосистого припая. У газовоза «Георгий Брусилов» наблюдались более длинные участки со сниженной скоростью. Караван проходил немного севернее по отношению к маршруту газовоза «Владимир Русанов», пересекая зоны очень сплоченного льда (9-10 б.) (рис. 21). Однако это не сказалось на средней скорости прохождения всего участка, которая составила 14.9 узлов (с учетом отрезка, пройденного газовозом самостоятельно по окончании проводки ледоколом «Ямал»), тогда как средняя скорость газовоза «Владимир Русанов» составила 14.6 узлов.
Рисунок 21. Ледовая карта за 6-7 июля 2020 г. (сверху). Мозаика снимков радиометра MODIS (Terra) и радиолокационного спутника Sentinel-1, 6 июля 2020 г. Маршрут газовоза «Георгий Брусилов» (трек газовоза «Владимир Русанов» дан полупрозрачным цветом).
Средняя скорость прохождения всего СМП газовозом «Владимир Русанов» составила 14.1 узлов, а газовозом «Георгий Брусилов» - 14.0 узлов. Если из рейса газовоза «Владимир Русанов» исключить второй участок, пройденный под проводкой ледокола «Ямал», то его средняя скорость возрастёт до 14.5 узлов. А если из рейса газовоза «Георгий Брусилов» исключить ту небольшую часть его пути, которую он прошёл самостоятельно (1-ый участок и частично 5-ый), то его средняя скорость уменьшится до 13.4 узлов. Таким образом, средняя скорость газовоза «Владимир Русанов» в обоих случаях была выше. Тем не менее, «Георгий Брусилов» прошёл СМП немного быстрее (6.8 суток), чем «Владимир Русанов» (7.0 суток), маршрут которого оказался на 80 миль длиннее.
Заключение
Затраты времени на проводку атомным ледоколом «Ямал» газовоза «Кристоф де Маржери» (18 – 31 мая 2020 г.) составили 12.5 суток, пройдено 2525 миль, со средней скоростью 8.1 узлов (движение только с ледоколом). Затраты времени на рейс газовоза «Владимир Воронин» (24 мая – 2 июня 2020 г.) составили 9.4 суток, пройдено 2572 миль, со средней скоростью 12.2 узла (только самостоятельное движение).
Сравнение самостоятельного движения газовозов и под проводкой ледокола по характеристикам всего маршрута невозможно из-за различий в ледовых условиях на отдельных протяженных участках. По результатам анализа 5 участков, на которые были разбиты маршруты газовозов, только 2 из них пригодны для сравнения: море Лаптевых, включая Новосибирские острова, а также западная и центральная часть Восточно-Сибирского моря. На участке в море Лаптевых сложились лёгкие ледовые условия. «Владимир Воронин» прошёл его на 2.5 узла быстрее (12.6 узлов), чем «Кристоф де Маржери» (10.1 узлов) во многом благодаря отклонению своего маршрута к югу в обход более тяжелых льдов, и увеличению площади открытой воды на западе моря («Владимир Воронин» вышел на 5 суток позже). В Восточно-Сибирском море газовозы встретились с наиболее тяжелыми ледовыми условиями. Оба газовоза прошли этот участок примерно с одинаковой скоростью: «Кристоф де Маржери» - 7.2 узлов, «Владимир Воронин» - 7 узлов. Ледовые условия, несмотря на отклонение маршрута газовоза «Владимир Воронин» к югу, были схожими.
Затраты времени на проводку атомным ледоколом «Ямал» газовоза «Георгий Брусилов» (30 июня – 7 июля 2020 г.) составили 6.8 суток, пройдено 2368 миль, со средней скоростью 13.4 узлов (движение только с ледоколом). Затраты времени на рейс газовоза «Владимир Русанов» (29 июня – 6 июля 2020 г.) составили 7 суток, пройдено 2450 миль, со средней скоростью 14.5 узлов (только самостоятельное движение).
Вторая пара газовозов оказалось более показательной с точки зрения сравнения ледокольного и безледокольного движения. Поскольку рейсы начались почти в одно и то же время, а маршруты практически совпадали на всём пути, 4 из 5 участков подошли для сравнения (на 2-ой участке оба газовоза шли под проводкой ледокола). Средние скорости на всех рассматриваемых участках отличались незначительно, разница не превышала 1 узла: средняя скорость газовоза «Георгий Брусилов» была выше на 1-ом и 3-ем участках, а у газовоза «Владимир Русанов» - на 4-ом и 5-ом участках.
Таким образом, сравнение движения газовозов не показывает существенного преимущества во времени или скорости при сопровождении (проводке) газовозов атомными ледоколами перед самостоятельным плаванием в относительно лёгких ледовых условиях, которые сложились в мае-июне 2020 года. Ледопроходимость газовозов типа Ямалмакс с ледовым классом Arc7 и атомных ледоколов проекта 10520 в описанных выше ледовых условиях показала сопоставимые результаты. Для подтверждения выводов необходимо провести дополнительные исследования, основанные на анализе предстоящих экспериментальных рейсов в 2021 году.
Сверхранний рейс газовоза «Кристоф де Маржери» подтвердил возможность расширения окна навигации, а следующий за ним рейс газовоза «Владимир Воронин» и позже – газовоза «Владимир Русанов», показал, что при полноценном обеспечении гидрометеорологической информацией (спутниковые снимки, ледовые карты, метеорологические и ледовые прогнозы, навигационные рекомендации), в аналогичных (лёгких) ледовых условиях, возможен самостоятельный переход на восток при ледокольной поддержке на отдельных лимитирующих участках СМП. В этом году основной лимитирующий участок отмечался в центральной части Восточно-Сибирского моря. Из года в год количество и расположение лимитирующих участков на трассах СМП может меняться, поэтому для расстановки ледоколов и осуществления эффективного избирательного плавания, необходимо проводить сезонный мониторинг во всех морях СМП для определения и прогнозирования этих участков.
Список литературы
Приказ Министерства транспорта Российской Федерации (Минтранс России) от 17 января 2013 г. N 7 «Об утверждении Правил плавания в акватории Северного морского пути» // Российская газета. 2013. 19 апреля.
Платонов В.В., Тряскин В.В. Архитектурно-конструктивные особенности арктических судов двойного действия // Арктика: экология и экономика. 2019. № 3 (35). C. 84-96. DOI: 10.25283/2223-4594-2019-3-84-96.
Сайт компании «Современный Коммерческий флот (Совкомфлот, СКФ)». URL: http://www.scf-group.ru/press_office/press_releases/item86385.html (дата обращения 24.12.2020).
First icebreaking LNG carrier in ice trials // Arctic Passion News (Aker Arctic Technology Inc Newsletter). 2017. No. 2 (14). P. 9-10. URL: https://akerarctic.fi/app/uploads/2019/05/arctic_passion_news_2_2017_First-icebreaking-LNG-carrier-in-ice-trials.pdf.
Штрек А.А. Современные тенденции и вызовы при проектировании арктических транспортных судов // Российская Арктика. 2019. № 5. С.30-35.
Ольховик Е. О. Анализ скоростных режимов СПГ-танкеров в акватории Северного морского пути в период зимней навигации 2017 – 2018 гг. // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2018. Т. 10. № 2. С. 300-308. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-2-300-308.
Макаров Е.И., Бресткин С.В., Гаврилов Ю.Г., Лямзин М.О., Фоломеев О.В. Первое безледокольное плавание по трассе Северного морского пути танкеров типа Yamalmax в период ранней летней навигации // Российские полярные исследования. 2018. Т. 33. № 3. C. 34-36.
Михайлов А. Лёд тронулся. По Севморпути впервые прошли два танкера без ледоколов // Российская газета. 2019. № 24 (7782). URL: https://rg.ru/2019/02/05/reg-szfo/po-sevmorputi-vpervye-proshli-dva-tankera-bez-ledokolov.html (дата обращения 13.12.2020)
Холопцев А.В., С.А. Подпорин. Перспективы безледокольной навигации судов класса Arc7 в районе Новосибирских островов в зимний период // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2019. Т. 11. № 5. С. 867-879.
Номенклатура морских льдов: условные обозначения для ледовых карт. ‒ Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 75 c.
WMO №259, WMO Sea-Ice Nomenclature. 2014.
Государственный научный центр РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт. Обзор гидрометеорологических процессов в Северном ледовитом океане. I квартал 2020. 2020. 57 с. URL: http://www.aari.ru/resources/m0035/gm_review_2020_1.pdf (дата обращения 13.12.2020).
Государственный научный центр РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт. Обзор гидрометеорологических процессов в Северном ледовитом океане. II квартал 2020. 2020. 63 с. URL: http://www.aari.ru/resources/m0035/gm_review_2020_2.pdf (дата обращения 13.12.2020).
ФГБУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт». Информационные материалы по мониторингу морского ледяного покрова Арктики и Южного Океана на основе данных ледового картирования и пассивного микроволнового зондирования SSMR-SSM/ISSMIS-AMSR2. 11.05.2020 - 19.05.2020. 2020. № 20 (454). 62 c. URL: http://wdc.aari.ru/datasets/d0042/2020/aari_20200511-20200519.pdf (дата обращения 13.12.2020).
Сайт Polar Portal датских научно-исследовательских институтов DMI, DTU и GEUS. URL: http://polarportal.dk/en/sea-ice-and-icebergs/sea-ice-thickness-and-volume/ (дата обращения 13.12.2020).
References
Prikaz Ministerstva transporta Rossijskoj Federacii (Mintrans Rossii) ot 17 yanvarya 2013 g. N 7 «Ob utverzhdenii Pravil plavaniya v akvatorii Severnogo morskogo puti» [Order of the Ministry of Transport of the Russian Federation from January 17, 2013 N 7 «On approval of the Rules for navigation in the waters of the Northern Sea Route»]. Rossijskaya gazeta [Russian Newspaper], 2013, 19 April. (In Russian).
Platonov V.V., Tryaskin V.N. Arhitekturno-konstruktivnye osobennosti arkticheskih sudov dvojnogo dejstviya [Architectural and structural features of Arctic double-acting vessels]. Arktika: ekologiya i ekonomika – Arctic: ecology and economy, 2019, no. 3 (35), pp. 84-96. (In Russian). DOI: 10.25283/2223-4594-2019-3-84-96.
Sajt kompanii «Sovremennyj Kommercheskij flot (Sovkomflot, SKF)» [Site of the company «Sovcomflot (SCF)»]. (In Russian). Available at: http://www.scf-group.ru/press_office/press_releases/item86385.html.
First icebreaking LNG carrier in ice trials. Arctic Passion News (Aker Arctic Technology Inc Newsletter), 2017, no. 2 (14), pp. 9-10. Available at: https://akerarctic.fi/app/uploads/2019/05/arctic_passion_news_2_2017_First-icebreaking-LNG-carrier-in-ice-trials.pdf.
Shtrek A.A. Current trends and challenges for the designing of Arctic cargo vessels. Russian Arctic, 2019, no. 5, pp. 30-35.
Ol’khovik E. O. Analiz skorostnyh rezhimov SPG-tankerov v akvatorii Severnogo morskogo puti v period zimnej navigacii 2017 – 2018 gg [Analysis of speed regime LNG-tankers in the Northern Sea Route in period of winter navigation 2017-18]. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarov– Journal of Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping, 2018, vol. 10, no. 2, pp. 300-308 (In Russian). DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-2-300-308.
Makarov Ye.I, Brestkin S.V., Gavrilov Yu.G., Lyamzin M.O., Folomeev O.V. Pervoe bezledokol'noe plavanie po trasse Severnogo morskogo puti tankerov tipa Yamalmax v period rannej letnej navigacii [The first navigation of LNG-tankers of type Yamalmax without an icebreaker through the Northern Sea Route in the early summer navigation period]. Rossijskie polyarnye issledovaniya – Russian Polar Researches, 2018, vol. 33, no. 3, pp. 34-36 (In Russian).
Mikhailov A. Lyod tronulsya. Po Sevmorputi vpervye proshli dva tankera bez ledokolov [The ice has broken. Two tankers without icebreakers crossed the Northern Sea Route for the first time]. Rossijskaya gazeta – Russian Newspaper, 2019, no. 24 (7782). (In Russian). Available at: https://rg.ru/2019/02/05/reg-szfo/po-sevmorputi-vpervye-proshli-dva-tankera-bez-ledokolov.html (accessed 12.12.2020).
Kholoptsev A.V., Podporin, S.A. Perspektivy bezledokol'noj navigacii sudov klassa Arc7 v rajone Novosibirskih ostrovov v zimnij period [Prospects for unescorted navigation of Arc7 ice-class vessels in the region of the New Siberian Islands during the winter period]. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarov – Journal of Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping, 2019, vol. 11, no. 5, pp. 867-879 (In Russian). DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-5-867-879.
Nomenklatura morskih l'dov, uslovnye oboznacheniya dlya ledovyh kart [Nomenclature of sea ice, symbology for ice charts]. Leningrad, Gidrometeoizdat, 1974, 75 p. (In Russian).
WMO-No.259, WMO Sea-Ice Nomenclature, 2014.
Obzor gidrometeorologicheskih processov v Severnom ledovitom okeane. I kvartal 2020 [Overview of the hydrometeorological processes in the Arctic Ocean. 1st quarter of 2020]. Gosudarstvennyj nauchnyj centr RF Arkticheskij i antarkticheskij nauchno-issledovatel'skij institut – State Research Center of Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute, 2020. (In Russian). Available at: http://www.aari.ru/resources/m0035/gm_review_2020_1.pdf.
Obzor gidrometeorologicheskih processov v Severnom ledovitom okeane. II kvartal 2020 [Overview of the hydrometeorological processes in the Arctic Ocean. 2nd quarter of 2020]. Gosudarstvennyj nauchnyj centr RF Arkticheskij i antarkticheskij nauchno-issledovatel'skij institut – State Scientific Center of Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute, 2020. (In Russian). Available at: http://www.aari.ru/resources/m0035/gm_review_2020_2.pdf.
Informacionnye materialy po monitoringu morskogo ledyanogo pokrova Arktiki i YUzhnogo Okeana na osnove dannyh ledovogo kartirovaniya i passivnogo mikrovolnovogo zondirovaniya SSMR-SSM/ISSMIS-AMSR2. 11.05.2020 - 19.05.2020. [Information on monitoring of sea ice cover in the Arctic and Southern Ocean, based on ice charts and passive microwave data from SSMR-SSM / ISSMIS-AMSR2. 11.05.2020 - 19.05.2020.]. FGBU «Arkticheskij i antarkticheskij nauchno-issledovatel'skij institut» – State Research Center of Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute, 2020. (In Russian). Available at: http://wdc.aari.ru/datasets/d0042/2020/aari_20200511-20200519.pdf.
Polar Portal site of Danish research institutions DMI, DTU and GEUS. Available at: http://polarportal.dk/en/sea-ice-and-icebergs/sea-ice-thickness-and-volume/.
Статья представлена в открытом доступе в полнотекстовом формате по лицензии Creative Commons 4.0
