Как российские ученые обезопасили нефтедобычу и судоходство в Арктике

Российские ученые из МФТИ разработали инновационный метод моделирования ледовых торосов и других арктических ледяных образований, который значительно улучшает возможности оценки их воздействия на инженерные сооружения. Исследование, опубликованное в журнале «Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии», описывает методику численного моделирования с использованием ультразвуковых технологий для анализа структуры ледяных масс.

Основной задачей исследователей стало детальное моделирование изогнутых полостей торосов и айсбергов, которые представляют собой структуры с внутренними пространствами, заполненными воздухом и водой. Этот подход позволил описать не только поверхностные, но и подводные особенности ледовых образований, что критически важно для точной оценки ледовых нагрузок. Проведенное моделирование основывается на сеточно-характеристическом методе, что дает высокую точность в расчетах и позволяет учитывать такие параметры среды, как соленость и температура.

Одной из ключевых целей работы стало изучение взаимодействия ультразвуковых волн с ледяными образованиями. Этот процесс сложен из-за многократных переотражений ультразвукового сигнала внутри ледяных полостей, что требует особых методов анализа. С помощью гидролокации и радиолокационных подходов ученые исследовали участки в Баренцевом и Бофортовом морях, собирая обширные данные о глубине и форме киля (подводной части тороса), что позволяет составить полную картину морфометрических характеристик торосов.

Метод, разработанный учеными, открывает новые возможности для безопасного судоходства и нефтедобычи в арктических регионах. Система позволяет прогнозировать возможные ледовые нагрузки и глубину осадки ледяных структур, что снижает риск аварий и повышает безопасность эксплуатации инженерных сооружений. Исследования подчеркивают важность точного понимания ледовой динамики, а также дают возможность оценивать ледовые условия для строительства новых объектов и использования Северного морского пути.

«В наши дни ведется активное исследование арктического региона с целью добычи различных полезных ископаемых и использования Северного морского пути для доставки товаров. Поэтому изучение воздействия ледовых образований на оффшорные конструкции продолжает оставаться актуальной тематикой. В нашей научной группе есть цикл статей на эту тему. В частности, недавние исследования сосредоточились на торосах — ледяных гребнях, формирующихся в результате сжатия ледяного покрова. Многометровые торосы могут представлять серьезную угрозу, поэтому понимание их морфометрии и нагрузки на инженерные конструкции необходимо для предотвращения аварий и недоразумений в условиях жесткого арктического климата», — отмечает Алена Фаворская, ведущий научный сотрудник лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ.

Источник: Ученые из МФТИ повысили безопасность нефтедобычи и судоходства в Арктике — За науку