Die Arbeit im Norden kann als eine der gefährlichsten Arten menschlicher Aktivitäten angesehen werden
Was ist die Gefahr?
Fast das ganze Jahr über niedrige Temperaturen,Veränderungen des Meeresspiegels, des Meereises und der Eisberge sowie ziemlich schnelle Klimaveränderungen auf der Welt – das sind die Hauptrisiken, die mit der Entwicklung der Arktis verbunden sind. So forderte 1980 der berühmte Unfall auf der norwegischen SSDR (Halbtauchbohrinsel – Hi-Tech) Alexander Kielland in der Nordsee 123 Menschen das Leben. Und vor relativ kurzer Zeit, im Jahr 2011, starben 53 Menschen auf der russischen schwimmenden Plattform Kola im Ochotskischen Meer. Als Referenz: Der vom Ausmaß her größte Unfall (aber glücklicherweise nicht von der Zahl der Opfer) auf einer Bohrplattform ereignete sich am 20. April 2010 im Golf von Mexiko auf der Deepwater Horizon-Plattform, die sich im Besitz von a befand Tochtergesellschaft des transnationalen Konzerns British Petroleum. 12 Menschen starben, das Gebäude selbst wurde durch einen Brand vollständig zerstört und etwa 15.000 Tonnen Öl gelangten ins Meer. Fast die gesamte südliche Region der Vereinigten Staaten war betroffen; die Küsten von drei Bundesstaaten standen am Rande einer Umweltkatastrophe.
Russland baut sein Entwicklungspotenzial intensiv ausWasserflächen der Binnengewässer und des arktischen Schelfs. Für die Durchführung geotechnischer Arbeiten, die Gewinnung und den Transport von Rohstoffen reicht es nicht aus, nur die genaue Wettervorhersage zu kennen, es ist eine mehrdimensionale hydrometeorologische Überwachung von Wasserflächen erforderlich – meteorologische, ozeanographische, navigationstechnische Maßnahmen. Und wenn diese Analyse nicht flächendeckend, sondern in mehreren unterschiedlichen Systemen erfolgt, steigt das Risiko von Datenverlusten und damit einhergehend Gefahren durch geringe Entscheidungsgeschwindigkeit.
Kolskaya schwimmende Bohranlage. Foto: Andrey Pronin / TASS / Interpress
Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Meere in der Arktisheterogen: Irgendwo ist die Eisdecke dicker und irgendwo dünner, aber dichter, weil das Wasser fast frisch ist. Alle diese Parameter (und es kann Hunderte von ihnen geben) müssen zusammengeführt werden, um Vorhersagen zu treffen und die Situation zu bewerten. Zu diesem Zweck verwenden die Forscher die komplexesten geografischen Informationssysteme. Sie ermöglichen nicht nur das Sammeln und Analysieren riesiger Dateien, sondern auch kurz- und mittelfristige Prognosen. Zum Beispiel, in welche Richtung bewegt sich das nächste Eismassiv, wenn Sie die Arbeit bis zu mehreren Tagen beenden müssen, damit keine Kollision besteht.
Also, JSC "Institute of Environmental Design undUmfragen “(IEPI) im Rahmen der Informations- und Technologieunterstützung für Eisoperationen in den Gewässern der arktischen Zone Russlands führte spezielle Software auf Basis der von Everpoint entwickelten EverGIS-Plattform ein. Mit Hilfe dieser Software werden die Kontrolle der Eissituation und die Suche nach Kohlenwasserstoffbelastung mit anschließender Bestimmung ihrer Quellen durchgeführt.
Analyse der Eisbedingungen und der Wassertemperatur in der Karasee im EverGIS-System
Wie hilft Technologie, Risiken zu kalkulieren?
Arbeiten Sie vor der Implementierung geografischer Informationssysteme anauf dem arktischen Schelf wurden fast per Tastendruck durchgeführt: Alle Aktivitäten waren für drei Monate im Jahr geplant, wenn es im Wassergebiet definitiv kein Eis gibt. Aber oft kann man in der Nebensaison früher mit der Arbeit beginnen und etwas später fertig sein – alles hängt vom Wetter ab. Da es jedoch unmöglich war, dies nachzuverfolgen, wurde viel Zeit verschwendet. Im Frühling und Herbst müssen Forscher besonders vorsichtig sein; zu dieser Zeit tauchen große Eisschollen und andere gefährliche Objekte auf.
Heute, um den Grad der Gefahr zu beurteilen, WissenschaftlerModellieren Sie die Richtung ihrer Drift, Geschwindigkeit, Bedrohungsgrad. Zu diesem Zweck werden Daten aus einer Reihe von Quellen verwendet, darunter Organisationen und wissenschaftliche Einrichtungen, beispielsweise große internationale Unternehmen wie CLS (eine Zweigstelle des französischen Nationalen Zentrums für Weltraumforschung (CNES) und des französischen Forschungsinstituts für die Entwicklung des Meeres IFREMER) und des russischen Forschungsinstituts für Arktis und Antarktis. Nansen Internationales Zentrum für Umwelt und Fernerkundung, Staatliches Ozeanographisches Institut N. N. Zubov, Marl n-Süd „und andere.
Daten, die im System aggregiert werden:
- allgemeine Informationen - der Standort des Objekts, zum Beispiel eine schwebende oder stationäre Plattform, die Grenzen der Sicherheitszone, die Grenzen der Lizenzbereiche;
- Betriebsinformationen - Telemetriedaten von ARGOS-Funkbaken, die sich auf potenziell gefährliche Eisobjekte befinden;
- ozeanografische Informationen – Meeresoberflächentemperatur, Strömungsgeschwindigkeit und -richtung, Windfelder, Wasserfarbe, Bathymetrie, Oberflächenanomalien, Gezeiten, Salzgehalt;
- Navigationsinformationen – anhand von Radarsatellitenbildern und AIS-Daten identifizierte Schiffe;
- Eisbedingungen - die Grenzen und Richtungen der Abweichung von Eisfeldern, die Klassifizierung der Eisarten, der Ort und die geschätzten Richtungen der Abweichung von Eisobjekten;
- ökologische Situation – Konturen und erwartete Driftrichtungen von Kohlenwasserstoffteppichen und Radarsatellitenbilder.
Einige der Daten im System werden täglich automatisch aktualisiert. Für andere Sets, die nicht so häufige Aktualisierungen erfordern, ist das manuelle Laden jederzeit über Importmechanismen akzeptabel.
Auch Kundenunternehmen haben Zugriff auf Betriebsinformationen und liefern darüber hinaus häufig selbst Geodaten an das System.
Zu den Kunden zählen Öl- und Gasunternehmen – KonzernunternehmenGazprom, Rosneft, Gazprom Neft- und deren Subunternehmer, Industriewissenschaftliche und technische Organisationen. Derzeit haben nur Rosneft und Gazprom das Recht, auf dem arktischen Schelf zu arbeiten. Rosneft besitzt 28 Bohrlizenzen und Gazprom – 38. Neue Lizenzen werden derzeit nicht vergeben – Russland hat 2016 ein vorübergehendes Moratorium für die Lizenzierung von Gebieten des arktischen Schelfs eingeführt, damit Unternehmen laut dem ehemaligen Minister für natürliche Ressourcen Sergei Donskoy „ Konzentrieren Sie sich auf bestehende Verpflichtungen und verkürzen Sie den Zeitrahmen für die Erschließung neuer Felder.“ Im September letzten Jahres erwog die Staatsduma jedoch einen Gesetzentwurf zur Wiederaufnahme der Lizenzvergabe – nur wegen eines Standorts im Ochotskischen Meer. Nach Schätzungen von Gazprom könnten sich die geologischen Reserven des Koryakia-1-Feldes auf 420 Millionen Tonnen Öl und 1 Billion Kubikmeter belaufen. m Gas. Beide Ölförderunternehmen haben offensichtlich großes Interesse an seiner Entwicklung.
Nun, da der Forscher alles frisch in der Hand hatDaten, kann es im System einen genauen Aktionsplan bilden, um die Sicherheit des Bohrgerätes und der Arbeit zu gewährleisten. Dazu wird um die interessierenden Objekte (in der Regel eine Bohrinsel) eine Pufferzone festgelegt, in deren Eingang ein Objekt eindeutig berechnet und kontrolliert wird, um die Sicherheit der Bohranlage zu gewährleisten. Beispielsweise werden die Flugbahn und die Bewegungsgeschwindigkeit des Eises berechnet, die relativ nahe an der Bohrplattform liegen. Die Bewegungsrichtung der Schiffe wird überwacht, wie stark die Strömungen und Winde im gewählten Wasserbereich sind und die Anlage nicht beschädigen. Es werden auch mehr "unmerkliche" Parameter erfasst - Druck und Luftfeuchtigkeit, saisonale Klimaveränderungen und vieles mehr.
Dank neuer Technologien sind all diese Daten verfügbarwerden zusammengeführt. Das System berechnet auf wenige Tage genau, wann die Mitarbeiter der Bohrplattform ihre Arbeit beginnen und beenden sollten. Außerdem ist geregelt, welchen Weg Seeschiffe einschlagen müssen, um innerhalb einer bestimmten Zeit ihr Ziel zu erreichen, abhängig von den Eisverhältnissen, der Drift von Eisfeldern, Deformationsfeldern und der Bewegung von Eisbergen. Die Kosten eines Fehlers sind sehr hoch: Wenn die Situation im Wassergebiet falsch eingeschätzt wird und für die Arbeit ein Eisbrecher erforderlich ist, erhöhen sich die Arbeitskosten täglich um mindestens 1 Million Rubel – ab diesem Betrag beginnen die Betriebskosten ein Eisbrecher pro Tag.
Es reicht jedoch nicht aus, Bohrinseln nur davor zu schützenEis, sie müssen richtig gebaut werden. Beispielsweise ereignete sich der Unfall auf der norwegischen Alexander-Kielland-Plattform aufgrund dessen, was Experten als „Metallermüdung“ bezeichnen. Das bedeutet, dass bei der Konstruktion die Eigenschaften von Metallen, deren Verschleiß unter bestimmten Belastungen, Temperaturänderungen, Luftfeuchtigkeit und andere Faktoren bei den Berechnungen nicht berücksichtigt wurden. Ein ähnliches Problem besteht bei der Installation einer schwimmenden Bohrinsel auf dem Boden: Forscher geben zu, dass die Wahrscheinlichkeit von Unfällen sehr hoch ist, wenn nur wenige Daten oder geophysikalische Untersuchungen von schlechter Qualität vorliegen. Beispielsweise wurde die stationäre Ölplattform Prirazlomnaya ohne Berücksichtigung der Empfehlungen des Arktischen und Antarktischen Instituts gebaut, was zu Problemen beim Betrieb eines der Komplexe direkter Ölladegeräte führte. Doch moderne Analysesysteme haben bereits gelernt, große Mengen notwendiger Daten zu sammeln, zu verarbeiten und auf dieser Grundlage zu analysieren, wie geeignet der Zustand der Umgebung für die Installation ist. Die nützlichsten Daten sind Daten zu Strömungen, Wind, Anomalien der Meeresoberflächenhöhe, Temperatur und Salzgehalt. Übrigens wiegen nur Daten zu Geschwindigkeit und Richtung von vier Strömungen in der Karasee 50 GB im System – die Rede ist von 22 Millionen berechneten Werten.
Darstellung auf der Karte der Daten zur Bewegung der Eisberge, zur Geschwindigkeit und Richtung der Strömungen in der Karasee
Lecks von Erdölerzeugnissen oder die verborgene Kapitäne verstecken
Wenn etwas schief geht und ein Leck auftrittBei Erdölprodukten ist es wichtig, sie schnell zu finden und die Quelle und den Grad der Kontamination zu bestimmen. Radar- und optische Daten werden analysiert und eine Satellitenüberwachung durchgeführt. Handelt es sich tatsächlich um Öl und nicht um eine Algenblüte auf dem Wasser, wird mit Hilfe spezieller Ölbaken die Driftrichtung bestimmt und die Verschmutzungsquelle identifiziert. Hier beginnt die schwierigste Phase: Sie können die Wahrscheinlichkeit, dass Ölprodukte von einem bestimmten Schiff entladen werden, formal einschätzen, indem Sie einfach die Daten seiner Navigationsausrüstung analysieren. Aber Kapitäne schalten die Identifizierung oft aus, wenn sie planen, Schadstoffe ins Meer zu entlassen. Dann sind die IEPI-Spezialisten gezwungen, die Routen von Schiffen mit deaktivierter Identifikation vorherzusagen: Eintrittspunkte ins Meer, Zielpunkte, die zuletzt aufgezeichneten Koordinaten des Schiffes und Bilder aus dem Weltraum werden berücksichtigt, und GIS ermöglicht es, alles zusammenzubringen diese Informationen zusammen.
Es ist bemerkenswert, dass Lecks nicht nur sindNotfall, aber auch natürlich, und EverGIS hilft, sie zu unterscheiden. Dies ist wichtig, da Informationen über Leckagen direkt an die Kunden gehen und es wichtig ist, ihnen nur objektive Informationen über die Produktionseffizienz in der Region zur Verfügung zu stellen.
Neben dem aktuellen Zustand des WassergebietsForscher führen Langzeitanalysen durch: Klimawandel und globale Erwärmung machen eine regelmäßige Überwachung des Zustands der Gletscher, der Dynamik der Eisbildung und der Reinigung des Wassergebiets sowie zyklonale Driftmuster erforderlich. In EverGIS können Sie mit dem Chrono-Filter-Tool eine retrospektive Analyse durchführen und die Dynamik von Datenänderungen im Zeitverlauf untersuchen. Eine solche Analyse wird dabei helfen, saisonale Muster, den Zusammenhang zwischen Wetterbedingungen und dem Zustand der Umwelt zu erkennen und kurzfristige und mittelfristige Trends vorherzusagen.
Die Datensysteme werden jedoch weiterhin unterstützt„Physikalische“ Überwachung des Wassergebiets: Forscher sind verpflichtet zu versichern. Auf multifunktionalen Rettungsfahrzeugen der Eisklasse sind Spezialisten im Einsatz, die alle Bewegungen auf der Karte markieren.
Die Arktis bleibt eine der vielversprechendstenRichtungen für die Entwicklung einer Reihe von Branchen. Wir sprechen nicht nur über Bergbau, sondern auch über Fischerei, Meersalzgewinnung und sogar den Bau von Farmen für den Anbau von Heilpflanzen (es gibt Arten, die bereits zur Herstellung von Krebsmedikamenten verwendet werden). Daher ist mit einer raschen Entwicklung der Technologien in diesem Bereich, einschließlich GIS, zu rechnen. Ihre Entwicklung wird in zwei Hauptrichtungen gehen: Gewährleistung der Sicherheit und Schonung der Ressourcen von Bohrinseln und Transportmitteln während der Ölförderung sowie Verringerung der Auswirkungen der industriellen Entwicklung der Arktis auf die Umwelt. Es ist kein Geheimnis, dass das arktische biologische System äußerst fragil ist; selbst der übermäßige Lärmpegel, der durch Bohrinseln verursacht wird, kann seinen Bewohnern schaden. Beispielsweise nutzen Grauwale und Grönlandwale (bereits vom Aussterben bedroht) akustische Schallwellen zur Navigation, Nahrungssuche und Kommunikation, sodass für sie jeglicher Fremdlärm von entscheidender Bedeutung ist.