Общая геология. Метеорология. Климатология. Историческая геология. Стратиграфия. Палеогеография

Вторая книга эколого-публицистических очерков председателя Северо-Западного Зеленого Креста посвящена будущему России и сопредельных стран. В ней рассказывается об истоках современного всеобщего кризиса, о том, что в основе любых изменений в экономике и социуме лежат перемены в состоянии окружающей среды, а также о том, что люди могут сделать для минимизации изменений климата. В книге даются обоснованные предложения по формированию внешней и внутренней политики России исходя из прогноза климатических изменений, и рассказывается, как знание экологии может повлиять на систему ценностей элит. Не являясь энциклопедией экологического кризиса, книга тем не менее дает представление о наиболее угрожающих России тенденциях изменения окружающей среды и связанных с ними внешних и внутренних политических вызовах.

На примере потомства сосны обыкновенной, произрастающей в географических культурах подзоны средней тайги (Архангельская область), смоделирована реакция породы на различные сценарии изменения климата. Подобраны климатипы с различным местоположением исходных насаждений, отличающимся в широтном градиенте на 2...3º с. ш. Пинежский климатип (Архангельская область, подзона северной тайги) при выращивании в подзоне средней тайги имитирует потепление климата, тотемский климатип (Вологодская область, подзона южной тайги) – похолодание. Плесецкий климатип (Архангельская область, средняя подзона тайги) – местный для пункта испытания, является сравнительным эталоном сохранения адаптационных признаков в постоянстве климата. Изучены выживаемость (сохранность), рост и продуктивность культур. У тотемского климатипа заметное снижение сохранности происходит в первые годы после посадки, у плесецкого и пинежского климатипов процесс снижения сохранности, а следом и дифференциации насаждения растянуты, сдвинуты на более поздние сроки. К концу 2-го класса возраста происходит нивелирование ростовых процессов, связанное с изменением климатических характеристик места произрастания. Пинежский климатип сохраняет наследственно обусловленное отставание по радиальному и линейному росту от местной популяции одновозрастной сосны в пункте испытания соответственно на 13 и 8 %, тотемский климатип близок по диаметру к плесецкому, но опережает его по высоте на 10 %. Распределение диаметров ствола северотаежного потомства сосны значительно отличается от средне- и южно-таежного климатипов. Используя широтные коэффициенты роста, предложенные И.В. Волосевичем (1984 г.), для культур того же возраста рассчитаны соответствующие показатели в местах произрастания исходных насаждений, что позволило определить отклонения в показателях при имитации потепления или похолодания. Установлено, что при потеплении климата в бореальном поясе с повышением суммы температур воздуха более 10 ºС на каждые 100 ºС суммы эффективных температур можно ожидать увеличения показателей по росту и продуктивности сосны обыкновенной на 2...5 %. При похолодании климата (снижение суммы эффективных температур на каждые 100 ºС) изменение ростовых показателей (диаметр, высота, объем ствола) будет аналогично случаю повышения температуры – они уменьшаться на 2...5 %. Однако пониженная приживаемость южнотаежного потомства при выращивании в более суровых климатических условиях (снижение сохранности в первые годы после посадки) может привести к значительной потере продуктивности – до 15 % на каждые 100 ºС снижения суммы температур более 10 ºС. Сгладить эффект от реакции можно за счет повышения качества лесокультурного производства.

С помощью стронциевой изотопной стратиграфии по данным для биогенного апатита определен возраст пелагических осадков Бразильской котловины (станция 1541), содержащих железомарганцевые микроконкреции, конкреции и пленки на выветрелых вулканитах. Для горизонта 0–5 см возраст осадков составил 24.1 ± 0.2 млн лет, а для горизонта 86–90 см − 24.8 ± 0.2 млн лет. Средняя скорость осадконакопления в позднем олигоцене была близка к 13 мм за 1000 лет. Седиментационная Fe-Mn конкреция на поверхности осадка с величиной Mn/Fe 1.05–1.95 формировалась со скоростью 1.2–2.4 мм за млн лет, что в 1000 раз ниже скорости роста погребенной конкреции (Mn/Fe = 0.4) на горизонте 83 см. В процессе диагенеза изменился минеральный состав погребенной конкреции (асболан-бузерит частично замещен гетитом), была потеряна часть Mn, Ni, Li, Tl, но сохранились микроэлементы, связанные с оксигидроксидами железа (Ce, Th, Be, As, V). Состав марганцевых микроконкреций на двух исследованных горизонтах формировался в процессе двух фаз рудообразования: окислительного и субокислительного диагенеза. Изотопный состав стронция в марганцевых микроконкрециях обоих горизонтов не отличается от состава стронция океанской воды. Величина 143Nd/144Nd различается в марганцевых микроконкрециях разных горизонтов, отражая изотопный состав неодима в палеокеане на момент формирования микроконкреций, но постоянна в разных размерных фракциях.

Рассматриваются вопросы механического перераспределения элементов, в частности золота, при экзогенных процессах. На основании полевых наблюдений обосновывается влияние тех или иных процессов экзогеодинамического ряда на поведение золота различной крупности в поверхностных условиях

Обсуждается опыт создания геолого-геомеханической модели Юрубчено-Тохомского месторождения, расположенного в Красноярском крае. Производится сопоставление критериев напряженно-деформированного состояния продуктивного объекта с фильтрационными характеристиками коллектора трещинного типа. На основании полученных зависимостей, опираясь на 3D сейсмику, находится куб проницаемости.

Представлена методика для реконструкции облесенности территории в голоцене с использованием результатов спорово-пыльцевого анализа и спутниковых данных MODIS, а также аналогового метода палеогеографических реконструкций. Полученные результаты для территории Центрально-лесного заповедника показали, что предложенная методика эффективна для реконструкции изменений лесной растительности в различных регионах Восточно-Европейской равнины и может быть использована не только для восстановления естественных процессов, но и для изучения антропогенных нарушений растительного покрова.

Представлены результаты радиолокационных исследований слияния облаков в их естественном цикле развития и при активных воздействиях. Наблюдения выполнялись в 2008 г. на юго-западе Королевства Саудовская Аравия. Установлено, что процессы слияния отмечались в условиях очень неустойчивой атмосферы, когда запас энергии неустойчивости превышал 3000 Дж/кг. Слияние облаков оказывает значительное влияние на их развитие.

Проанализировано явление замерзающего дождя, наблюдавшееся в Пермском крае 14 декабря 2010 г., когда приземная температура была –10, 9°C. На основе данных радиозондирования атмосферы численно смоделирован процесс охлаждения падающих капель и рассчитана их температура. Показано, что капли крупного размера не успевают достичь состояния переохлаждения и при падении на землю имеют положительную температуру.

Предложен метод региональной коррекции (даунскейлинга) глобальных ансамблевых сезонных прогнозов температуры воздуха, рассчитываемых по модели ПЛАВ Гидрометцентра России. Метод основан на регрессии и предусматривает вероятностную интерпретацию прогнозов на основе оценки неопределенности, связанной с регрессией и разбросом ансамбля модельных прогнозов.

На основе моделирования мезомасштабной атмосферной циркуляции исследовано развитие морского бриза в Крыму в течение суток. Обнаружено, что в случаях слабой атмосферной циркуляции наблюдается образование гравитационных течений, направленных с берегов к центру полуострова.

Рассмотрено физическое обоснование нового количественного индекса рассеяния морского льда (индекса Бухарова), рассчитываемого по всепогодным измерениям спутникового радиометра AMSU. На конкретных примерах показана большая чувствительность индекса рассеяния к возрасту, толщине и торошению льдов в районах их сжатия.

Проведен анализ распределения барических образований в Северном полушарии в широтном диапазоне 40-60{0} по данным трех наборов реанализа. Показано, что среднее широтное значение геопотенциала изобарической поверхности 500 гПа за последние десятилетия имеет тенденцию к увеличению.

Рассматривается возможность использования наблюдений за общим содержанием озона (ОСО) в атмосфере в конце полярных зим в качестве индикатора накопления холода в тропосфере и характера ее циркуляции. Сделан вывод о влиянии ОСО над полярными районами в конце зимы на наступление ранних или поздних весенних перестроек циркуляции в стратосфере и последующий характер погоды в весенне-летний сезон.

Изобретателем первого в мире гребенчатого радиозонда и метода его использования является выдающийся советский ученый-аэролог Павел Александрович Молчанов. В настоящее время радиозонды являются основным средством получения информации о состоянии тропосферы и нижней стратосферы.

Исследованы пространственно-временное изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России и реакция границ зон увлажнения на изменения климата в целом за период 1936-2006 гг. и за отдельные его интервалы. Определены районы с однородным изменением увлажнения и нелинейные тренды увлажнения в каждом районе.

Сравнения, проводимые для трех типов профилей, а именно: адиабатического, приземной и приподнятой инверсии, показали, что прибор МТП-5 надежно регистрирует тип профиля температуры. Наилучшее совпадение профилей наблюдается в нижнем 200-метровом слое.

Приведены результаты комплексных исследований облаков при проведении работ с целью предотвращения осадков. Для оценки эффекта воздействия предложена новая методика, основывающаяся на сравнении результатов измерений ИК-радиометром со спутника "Meteosat" радиационной температуры облаков после воздействий и облаков, находящихся в естественном цикле развития.

Выбран и обоснован набор интегральных характеристик и метеорологических полей, которые позволяют обнаружить и проследить эволюцию крупномасштабной спирально-вихревой неустойчивости, связанной с особыми свойствами спиральной конвективной турбулентности в условиях тропического циклогенеза. Проведены расчеты вертикального потока спиральности по методу Курганского для двух тропических циклонов - Ман-Йи и Вилма.

Изменчивость содержания 137Cs в наиболее распространенных в Полесье почвах - подзолах - рассмотрена на примере площадок "Святск" и "Деменка". Показано, что 137Cs прочно фиксируется на поверхности, в верхних горизонтах почвы, что объясняется высокой сорбционной емкостью почв. Показано, что загрязнение полесских боров сохраняет более высокие уровни плотности загрязнения по сравнению с близлежащими населенными пунктами, пашнями и луговыми угодьями в поймах рек.

Исследуются особенности пространственно-временной изменчивости индексов циркуляции Уоллеса и Гатцлера, рассчитанных в суточной дискретности. Экстремальные значения индексов циркуляции интерпретируются как режимы погоды, чередование которых связано с низкочастотной изменчивостью атмосферы.

Предложено выражение для задания поля давления в идеализированном движущемся циклоне с учетом наличия холодного фронта, стадий углубления и заполнения циклона. Определены входящие в это выражение параметры, соответствующие наиболее интенсивному для акватории Балтийского моря циклону.

Расчет скорости ветра по пункту реализован как интерпретация результатов гидродинамического моделирования методом множественной регрессии. Априорные параметры модели: барический и термический градиенты, оператор Лапласа на стандартных изобарических поверхностях нижней и средней тропосферы и др., рассчитанные по данным реанализа.

Роману Менделевичу Вильфанду, директору Государственного научного центра Российской Федерации Государственного учреждения "Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации", доктору технических наук, 13 июня 2008 г. исполнилось 60 лет.

Рассматриваются вопросы моделирования регионального переноса взвешенных частиц, или аэрозолей, в атмосфере с учетом их физических и химических трансформаций. В модели учтены все основные процессы выбросов, формирования, трансформации аэрозольных частиц, их рассеивания и выведения из атмосферы.

Анализируются метеорологические условия, способствующие регулярному вскрытию заприпайной полыньи в районе Северной Земли, и сопоставляются с данными ледовых наблюдений, в результате которых устанавливается факт существования полыньи.

На основе ежедекадных данных о площадях заприпайных полыней рассмотрены механизмы влияния заприпайных полыней морей Сибирского шельфа на формирование ледовых условий в летний период. Представлены результаты прогноза ледовитости морей Сибирского шельфа.

Обсуждаются результаты валидации модели регионального климата ГГО (МРК) с разрешением 50 км. Для задания боковых граничных условий использованы данные реанализа. Показано, что модель удовлетворительно воспроизводит поля давления на уровне моря и температуры для всех сезонов и в целом за год.

Рассчитаны эмпирические распределения осадки ровного льда разного возраста для начала осеннего сезона. Эмпирические распределения аппроксимированы аналитическими выражениями. Получены средние значения осадки ровного двухлетнего и многолетнего льда.

Представлен материал по важнейшему вопросу регулирования климата с помощью стратосферных аэрозолей. Для сохранения климата в ближайшее время потребуется экранирование солнечного излучения слоем стратосферного аэрозоля на 1-2%.

Для более эффективной реализации технологии искусственного рассеяния переохлажденных туманов разрабатывается автоматизированная система управления процессом воздействия. В качестве средств воздействия используются стационарные азотные генераторы с дистанционным управлением.

Рассматриваются физические механизмы режеляции водно-шуговой смеси, формирующейся как под полями сморози однолетнего льда в наиболее динамичных районах ледяного покрова, так и между ледяными блоками в торосистых образованиях.

Рассматриваются изменения характеристик тумана при воздействии на него коронным разрядом. Представлены экспериментальные данные, полученные при испытаниях, проведенных в натурных условиях.

Рассмотрены возможности радиолокационного обнаружения электроактивных зон в облаке, вовлекаемых в грозовой разряд. Приведена методика сопоставления радиолокационных наблюдений молний на длинах волн 10 и 200 см.

Рейнгольд Яковлевич Гесс является крупным организатором, инициативным работником и руководителем крупномасштабных начинаний в гидрометслужбе.

22 января 2005 г. заслуженному метеорологу Российской Федерации, ветерану Гидрометслужбы Татарстана Розе Бадретдиновне Шафиковой исполнилось 60 лет.

Приводятся варианты схем размещения жидко-азотных генераторов при различных метеоусловиях, полученные с ипользованием трехмерной нестационарной численной модели.

Описана усовершенствованная версия модели минимальной сложности, позволяющая рассчитывать изменения концентрации CO[2] в атмосфере при заданном сценарии изменения глобальной антропогенной эмиссии диоксида углерода.

Рассмотрены характеристики фонового излучения в ультрафиолетовой области спектра. Описаны оптические характеристики земной атмосферы. Приведены модели яркости безоблачного дневного неба в ультрафиолетовой области спектра.

Корабль можно спрятать от шторма под шапкой-невидимкой.

Представлен анализ основных климатических характеристик рефракции радиоволн в приводном слое атмосферы над акваторией Северной Атлантики. Изложены основы рефрактометрии применительно к исследованию рефракции радиоволн в приводном слое океана. Предложен метод оценки вертикального градиента индекса рефракции над морской поверхностью по значениям метеопараметров, измеренным в соответствующих точках океана. Рассмотрены климатические характеристики океанографических и метеорологических параметров Северной Атлантики.

Системно и всесторонне представлена роль геоморфологических условий в постановке и решении задач и проблем природопользования и экологии. Рассмотрено значение элементов, форм и типов рельефа как индикаторов возможного размещения полезных ископаемых, как факторов образования земельных, биологических и водных ресурсов и систем их использования, а также как ресурсов площадей при различных видах освоения. Дается оценка рельефа как компонента экологической системы и условия формирования экологической обстановки.

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований дано обоснование параметров дискового режущего инструмента, применение которого в сменных рабочих органах спецмашин обеспечит минимизацию энергетических затрат при разрушении прочных снежно-ледяных и гололедных образований резанием. Предложена конструкция отвального рабочего органа, оснащенного дисковым режущим инструментом, обоснована возможность разрушения прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом с минимальной энергоемкостью процесса.