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

Учебно-методическое пособие содержит основные сведения о двух важных направлениях прикладной геоэкологии: геоэкологии в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве и горно-промышленной геоэкологии. Освещены вопросы инженерных изысканий, обеспечивающих базис для геоэкологических исследований. Даны рекомендации по использованию результатов геоэкологических исследований в строительной и горнопромышленной деятельности. Рассмотрены правовые и нормативно-технические аспекты прикладной геоэкологии и инженерных изысканий.

Исследование проведено участником 60-й Российской антарктической экспедиции на круглогодичной станции-обсерватории «Мирный». Целью исследования стало изучение влияния интенсивности контактов с внешней средой на уровень адаптационных возможностей организма полярников. Для оценки уровня адаптационных возможностей использовался метод сердечно-дыхательного синхронизма с оценкой индекса регуляторно-адаптивного статуса (ИРАС), разработанный на кафедре нормальной физиологии Кубанского государственного медицинского университета под руководством профессора В.М. Покровского. В основе метода – регистрация параметров синхронизации управляемого ритма высокочастотного дыхания и ритма сердцебиения. Проводилось сравнение динамики ИРАС в течение одного года зимовки у двух аэрологов. Обследуемые имели сопоставимые антропометрические данные, состояние здоровья, условия выполнения профессиональных обязанностей на станции, одинаковый стаж антарктических зимовок (6 лет), относились к одной и той же возрастной группе. Интенсивность контактов с внешней средой предопределялась различным временем нахождения обследуемых вне помещений станции, что зависело в основном от взаимного расположения зданий, в которых находились жилые помещения и комплекс бытовых помещений (столовая, досуговая зона, медицинский блок, спортзал). Это время составляло от 2 до 7 ч в сутки. Отрицательная динамика ИРАС, являющегося маркером адаптационных возможностей человека, для полярника, подвергавшегося более сильному воздействию внешней среды, позволила выявить зависимость между интенсивностью влияния внешней среды и уровнем адаптационных способностей организма. Авторы делают вывод, что организация внерабочего времени, направленная на уменьшение интенсивности влияния внешней среды, будет способствовать улучшению состояния здоровья полярников и оптимизации условий жизни на полярной станции.

Рассматривается влияние режима сна (продолжительности непрерывного сна и ритма периодов сна) на состояние адаптационных ресурсов организма во время пребывания в условиях круглогодичной антарктической полярной станции. Сравниваются два случая, совпадающие по большинству параметров повседневной жизнедеятельности (бытовые условия проживания, влияние факторов внешней среды, уровень социальных контактов, антропометрические данные, состояние здоровья), но различающиеся по режиму дня в связи с особенностями трудовой деятельности. Для оценки уровня адаптационных возможностей организма использовался индекс регуляторно-адаптивного статуса, рассчитываемый по параметрам, полученным методом сердечно-дыхательного синхронизма. У первого испытуемого (радиста) обнаружена динамика индекса регуляторно-адаптивного статуса, синхронная с ухудшением и улучшением условий внешней среды (продолжительность светового дня, погодные условия), влияющих на персонал антарктической станции, что является прогнозируемым результатом. Второй испытуемый (метеоролог) демонстрировал принципиально иную динамику адаптационных возможностей организма: во время ухудшения условий внешней среды происходило повышение адаптационных ресурсов организма из-за вынужденного снижения интенсивности рабочей нагрузки и, как следствие, значительного улучшения режима сна. Динамика индекса регуляторно-адаптивного статуса показала, что количество и качество сна более значимо влияет на состояние здоровья человека, чем неблагоприятные погодные условия (шторм). Это открывает широкие возможности для компенсации неустранимых неблагоприятных условий внешней среды во время полярной зимовки организационными методами для максимального сохранения работоспособности полярников зимовочного состава, поскольку внезапная декомпенсация может вызвать срыв выполняемых программ на полярной станции

В работе изучено влияние климатических факторов на биологическую активность почв юга России. Рассчитаны климатические индексы и коэффициенты для разных регионов исследуемой территории. Определены наиболее зависимые от гидротермических условий показатели биологической активности и степень их зависимости от климата. Спрогнозировано состояние биологической активности почв при изменении климата.

Приведены данные обширного эксперимента по регистрации поверхностного волнения на шельфе о. Сахалин в районе м. Острый. Описаны проблемы регистрации аномально больших волн с помощью датчиков придонного давления и способы решения этих проблем. Проведен общий анализ записей на встречаемость аномально больших волн

На основе предложенного ранее варианта концепции тепловых мантийных плюмов рассматривается гипотетическое объяснение возникновения островных дуг, их последующее погружение и образование расширяющихся со временем двух смежных с ними линейных впадин. В этой модели расположенный под корой вертикальный плюм, имеющий высоту порядка размера верхней мантии, в среднем плотнее (тяжелее) среды при умеренном перегреве относительно нее (в теплом состоянии). Его поведение нормализуется с увеличением средней температуры – сильноперегретый (горячий) плюм легче среды. Теми же свойствами плавучести, что и плюм, обладают вертикальные колонки перегретой среды верхней мантии. Немонотонное поведение средней плотности колонок плюма и среды при увеличении их средней температуры аналогично поведению плотности воды, которая в интервале ≈273–281 К больше, чем при 273 К, и меньше последней при перегреве >281 К. При интерпретации возникновения островной дуги как следствия всплытия до уровня коры горячего плюма в форме вертикальной пластины, названная аномалия плотности приводит к тому, что при передаче тепла от плюма среде в двух плоских тепловых волнах, реализующихся на двух границах плюма-пластины со средой верхней мантии, он постепенно остывает и уплотняется (начиная с границ со средой), среда, нагреваясь до теплого состояния, также уплотняется. Подобное уплотнение может являться причиной погружения островов и образования и расширения со временем двух пограничных линейных впадин (впадин стыка), имеющих горизонтальный размер Δx~(χt)0,5 (~ 10(t)0,5, Δx – км, t – время после всплытия плюма в млн. лет, χ ≈ 0,01 см2/с). На больших промежутках времени образуется общая впадина, отвечающая переходу вещества плюма и нагретой от него среды в теплое плотное состояние. Выполнено упрощенное моделирование этих процессов при решении одномерной задачи о горизонтальном остывании вертикальной пластины воды с начальной температурой >281 К, помещенной в водную среду при 273 К. Решение подтвердило ожидаемый рельеф поверхности в районе всплытия плюма-пластины. Рассмотренные модельные варианты показали возможность реализации различных режимов движения (центробежный, центростремительный, с нулевой скоростью) границы поверхностного поднятия со впадиной стыка и максимума впадины стыка (аналог оси глубоководного желоба) по отношению к центральной плоскости пластины в зависимости от исходных параметров задачи. При моделировании выявлено, что при общем опускании поверхности ее ограниченный участок, примыкающий к максимуму впадины стыка, после погружения до максимальной глубины может испытывать относительный подъем. Сделана попытка приложения полученных модельных результатов к интерпретации Курильской островодужной системы.

Представлены результаты исследования взаимосвязи между изменением климата в среднем и позднем голоцене и развитием ельника сфагново-черничного (Piceetum myrtilloso-sphagnosum) – типичной геосистемы для подзоны южной тайги на Восточно-Европейской равнине. На основе данных спорово-пыльцевого анализа и радиоуглеродного датирования торфяных отложений восстановлена история смен лесообразующих пород деревьев на ключевом участке и оценена интенсивность процессов заболачивания Исследования показали, что в среднем и позднем голоцене на месте современного ельника сфагново-черничного произрастал елово-широколиственный лес (7000–2900 кален. л. н.), а затем широколиственно-еловый (2900–800 кален. л. н.). Несмотря на значительные колебания температуры и количества осадков во вторую половину голоцена, эти сообщества долгое время сохранялись на изучаемой территории. Процесс заболачивания лесного массива и начало формирования сфагнового ельника относится к рубежу ~800 кален. л. н. и, возможно, связан с увлажнением и похолоданием климата в течение Малого ледникового периода. Скорость накопления торфа в небольшой депрессии рельефа на ключевом участке в ельнике сфагново-черничном изменялась в пределах 0,08– 0,14 мм/год в течение среднего и позднего голоцена. Резкое увеличение скорости вертикального роста торфа установлено для последних 500 лет, когда скорость торфонакопления возросла в 5 раз и составила 0,44 мм/год. Это можно объяснить климатическими причинами, и ожидаемые изменения климата текущего столетия, возможно, будут способствовать дальнейшему развитию процесса болотообразования.

установлено, что закономерности поставки обломочного материала из локальных источников в грабены авлакогена определялись положением сместителей неопротерозойских сбросов относительно палеопротерозойских бластомилонитовых пластов

В журнале публикуются статьи, содержащие результаты теоретических и экспериментальных работ по следующим вопросам: современная наземная и подводная вулканическая деятельность, продукты вулканических извержений, строение вулканов и их корней. Журнал «Вулканология и сейсмология» освещает темы: неоген-четвертичный вулканизм, эволюция вулканизма в истории Земли; петрология изверженных пород, происхождение магм; геохимия вулканических, поствулканических процессов и связанное с ними минерало- и рудообразование; геотермия и гидротермальные системы вулканических областей; сейсмологические наблюдения, сейсмичность, физика землетрясений, современные движения, сейсмический прогноз. Публикуются также обзорные статьи, сообщения, рецензии, хроника событий. Журнал «Вулканология и сейсмология» рассчитан на вулканологов, сейсмологов, геологов, геофизиков, геохимиков и читателей прочих специальностей, интересующихся проблемами вулканизма и сейсмичности.

Морские льды играют важную роль в динамике рельефа прибрежно-шельфовой зоны. Оценка интенсивности воздействий ледяных образований на берега и дно замерзающих морей — важное звено в обеспечении геоэкологической и геотехнической безопасности гидротехнических сооружений. Освоение нефтегазовых богатств Северного Каспия диктует необходимость тщательно исследовать ледовые воздействия. Рассмотрены особенности динамики ледяного покрова Северного Каспия и его воздействие на дно, отличающиеся большой межгодовой и вековой изменчивостью. Температурный режим холодного периода года определяет состояние и торосистость ледяного покрова и соответственно влияет на интенсивность воздействий ледяных торосистых образований на берега и дно. При прочих равных термических условиях ледообразования важный фактор, определяющий интенсивность ледово-экзарационного процесса, — текущее положение уровня моря. Колебания уровня Каспия, достигающие за расчетный период эксплуатации гидротехнических сооружений нескольких метров, способны приводить к существенному перераспределению глубин и перестройке рельефа дна и соответственно менять условия формирования ледяных торосистых образований и экзарации ими дна и берегов.

Рассматривается региональный индекс антициклонической циркуляции IpH, учитывающий долю площади, занятой значительными положительными аномалиями геопотенциала изобарической поверхности 500 гПа, для основных сельскохозяйственных районов России. Анализируется изменение индекса в 20 и 21 вв. с использованием данных реанализа NCEP/NCAR и результатов модельных экспериментов с климатической моделью ECHAM5 (Германия).

Рассмотрены многолетние изменения числа и площади лесных пожаров в Забайкальском крае. Показано, что они существенно зависят от метеорологических условий. Основным фактором, определяющим потенциальную пожарную опасность лесов, являются атмосферные осадки. При уменьшении атмосферных осадков увеличивается число лесных пожаров.

Исследована пространственно-временная изменчивость скорости потребления кислорода донными отложениями Можайского водохранилища. Показано, что в летний период эта величина зависит как от характеристик грунта, так и от биологических и метеорологических факторов. Установлено, что наибольшее влияние на интенсивность потребления О[2] илами при прочих равных условиях оказывает количество легкоусвояемого органического вещества.

На материалах 15-летних измерений характеристик атмосферного аэрозоля в городе Долгопрудный проведен анализ влияния зимних и летних осадков на средние (полугодовые, сезонные, месячные) концентрации аэрозольных частиц разного размера в приземном слое атмосферы. Показано, что статистически значимая отрицательная корреляция концентрации частиц аэрозоля с осадками наблюдается только для среднемесячных значений и отсутствует для средних полугодовых и сезонных.

Разработан новый механизм фотохимических реакций, учитывающий дипольное взаимодействие молекул с "острыми" неоднородностями наэлектризованных ледяных кристаллов полярных стратосферных облаков. Этот механизм позволяет объяснить образование озоновой депрессии в зимне-весенний период в полярной стратосфере.

23 июля 2011 г. исполнилось 60 лет кандидату физико-математических наук, первому заместителю генерального директора НПО "Тайфун" по научной работе - директору Института экспериментальной метеорологии Владимиру Николаевичу Иванову.

Анализируется влияние изменения гравитационного поля Земли на воспроизведение моделью сроков начала муссонной циркуляции в Азии. Рассматриваются результаты численных экспериментов за десять лет (1979-1988 гг. ). Предложены четыре разных критерия начала муссона - возникновение отрицательной дивергенции в исследуемой области, начало выпадения обильных осадков, заметное увеличение кинетической энергии в нижней тропосфере, возникновение антициклонической завихренности.

На базе непрерывных наблюдений за 50 лет систематизированы и обобщены данные о радиационном балансе подстилающей поверхности. Получены климатические нормы и оценены пределы изменчивости (суточной, годовой, межгодовой) радиационного баланса, получены корреляционные зависимости между главными его составляющими и факторами, определяющими их изменчивость, определена вероятность появления той или иной суточной суммы B в течение года.

20 мая 2011 г. исполнилось 75 лет известному ученому в области оптики и спектроскопии атмосферы, доктору физико-математических наук, профессору, заслуженному деятелю науки Российской Федерации Владимиру Николаевичу Арефьеву.

Целью работы является сезонное обобщение статистических взаимосвязей аномалий суточных сумм осадков над Евразией с интегральными характеристиками атмосферной циркуляции Северного полушария и термического состояния поверхностных вод Северной Атлантики. Формулируются некоторые выводы о прогностической ценности полученных взаимосвязей в практике сезонных прогнозов.

Изучены характеристики теплых облачных сред (спектры размеров, концентрация и др. ), сформированных в облачной камере объемом 3200 м {3} при адиабатическом расширении влажного воздуха и изменении концентрации ядер конденсации в пределах 50-500 раз от начальной. Для удаления ядер использовалась объемная электростатическая технология, не требующая вентиляторов.

26 февраля 2011 г. исполнилось 75 лет известному гляциологу, доктору географических наук Василию Даниловичу Панову. В настоящее время научная деятельность В. Д. Панова направлена на изучение гидрометеорологического режима юга России. Под его руководством и при непосредственном участии подготовлены и изданы монографии по климату Северной Осетии-Алании, Карачаево-Черкесии, Ростовской области.

Рассмотрена эволюция аномального тропического шторма, развившегося над Бенгальским заливом 29 апреля-4 мая 2008 г. После зарождения он распространился на восток через Андаманское море и достиг побережья Мьянмы. Анализ возникновения и развития тропического шторма показал, что давление на уровне моря в центре этого шторма было относительно высоким. Тем не менее в Мьянме выпало катастрофически большое количество осадков.

В октябре 2011 г. исполнилось 80 лет со дня основания Владивостокского гидрометеорологического техникума (ВГМТ). Уникальность ВГМТ состоит в том, что это одно из шести образовательных учреждений такого профиля в России и единственное в Дальневосточном регионе. Здесь готовят специалистов среднего звена для наблюдательной сети Росгидромета.

На географическую карту, на которой анализируются поля суточных сумм осадков, спроектированы условные средние значения главных компонентов изменчивости дивергенции потока Элиассена-Пальма. Условия расчета средних определены датами суток, классифицированных по трем равновероятным градациям сумм осадков. Классификация и расчеты характеристик произведены для летнего и зимнего сезонов.

Рассмотрена возможность измерения озона в верхней атмосфере Земли с помощью метода затменного зондирования без использования механического сканирования солнечного диска. Приведены оценки погрешности и вертикального разрешения профиля функции пропускания атмосферы, восстановленного из измерений солнечного излучения прибором с полем зрения больше 0. 5{0}.

Исследуется качество прогнозов осадков по ансамблевой системе кратко- и среднесрочного прогноза погоды Гидрометцентра России. Проанализированы оценки вероятностных и детерминированных прогнозов, рассчитанные с помощью специально разработанной системы верификации. Обсуждаются вопросы успешности прогнозирования осадков.

На основании расчетов численной мезомасштабной модели ЕТА показано, что одной из причин положительной аномалии температуры воздуха в Европе осенью 2008 г. являлся тропический циклон Омар. Проведен подробный анализ результатов расчетов перемещения и эволюции тропического циклона Омар и окружавших его атмосферных структур.

Рассматривается изменение альбедо и поглощательной способности снежного покрова, обусловленное наличием шероховатостей снега в виде заструг. Численное моделирование выполнено в рамках статистического подхода, основанного на аналитическом усреднении уравнения переноса излучения и статистически однородной модели на основе пуассоновых потоков точек на прямых.

По данным ряда европейских станций проведена комплексная оценка влияния направлений переноса воздушных масс на средний многолетний сезонный ход концентраций малых газовых составляющих (МГС: озон, NO [2]) атмосферы. Распределение концентраций диоксида азота и монооксида углерода по направлениям переноса близки между собой и существенно отличны от распределения концентраций озона.

3 июня 2010 г. исполнилось 75 лет бывшему руководителю Верхне-Волжского УГМС, заслуженному метеорологу Российской Федерации, кандидату географических наук Виктору Сергеевичу Рязанову.

Приводятся расчеты полей распределения концентраций NO [x] в районе Ахангаранской долины. Показано, что феновые процессы оказывают значительное влияние на уровень загрязнения атмосферы в условиях горных стран. Их учет при региональных исследованиях загрязнения атмосферы позволит существенно повысить точность экологических оценок состояния природной среды.

Представлены результаты экспериментов, выполненные в Саудовской Аравии, которые были направлены на увеличение осадков. Статистический анализ данных измерений, полученных с помощью радиолокатора, показал, что вследствие воздействий на облака наблюдались значительные изменения в характеристиках облаков и увеличение осадков.

С помощью метода двумерного спектрального анализа исследуются конвективные экваториальные волны по данным реанализа NCEP/NCAR и атмосферной модели промежуточной степени сложности QTCM. Проанализировано распределение спектральной энергии в частотно-волновом пространстве для следующих метеорологических полей: уходящая длинноволновая радиация, осадки, напряжение трения и поток тепла в почву.

На основе анализа данных, полученных в рейсе НИС "Мирай" в августе 2004 г., рассмотрены гидрологические и гидрохимические условия в Камчатском проливе, проведен расчет геострофических течений и сделаны оценки водообмена между Беринговым морем и Тихим океаном через этот пролив. По результатам расчетов объемный перенос из Берингова моря в Тихий океан составил 10, 2 Св, перенос массы 10, 4-10 {9} кг/с, перенос соли - 0, 35-10 {6} кг/с.

На материале 14-летних систематических измерений аэрозоля в Подмосковье исследована зависимость концентраций аэрозольных частиц в приземном воздухе от отдельных, очевидных по своему влиянию, метеорологических параметров. Предпринята попытка найти характерные значения концентраций частиц разных размеров в зависимости от наиболее доступного комплекса параметров - давления, скорости ветра и количества осадков.

Заслуженному метеорологу гидрометслужбы, кандидату географических наук Василию Васильевичу Лапикову 7 ноября 2010 г. исполнилось 70 лет. Башкирское УГМС под руководством В. В. Лапикова всегда являлось одним из лидеров среди организаций Росгидромета по производственным показателям.

19 сентября 2010 г. исполнилось 80 лет одному из ведущих ученых-гидрологов Казахстана и стран СНГ, ведущему научному сотруднику РГП "Казгидромет", кандидату географических наук Всеволоду Викторовичу Голубцову.

Получены однородные временные ряды атмосферных осадков с исключенными систематическими погрешностями их измерения для 100 станций на территории России. Рассмотрено комплексное влияние всех систематических погрешностей стандартных сетевых осадкомерных приборов на измеряемые суммы осадков. Проведен сравнительный анализ соотношения измеренных и исправленных средних многолетних характеристик количества осадков.

В регионе с 1976 по 2006 г. наблюдается увеличение прозрачности атмосферы. Получены количественные оценки изменений среднего многолетнего годового хода Т[2] и аэрозольной оптической толщины атмосферы (АОТ) при разных периодах осреднения за разные периоды времени.

С 19 по 29 мая в Казанском университете проведена Всероссийская научная конференция "Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследования". На пленарном заседании был заслушан ряд докладов по современным глобальным и региональным проблемам состояния окружающей природной среды и др.

Анализируется влияние температуры воздуха зимой и толщины льда на зимний сток рек бассейна реки Алдан. Установлено, что уменьшение толщины речного льда вследствие более теплых зим ведет к увеличению пропускной способности речных русел, в результате чего увеличивается зимний сток рек.

На основе нелинейной двухмерной стационарной модели обтекания гор рассчитаны основные характеристики возмущений атмосферы над горами в зависимости от свойств невозмущенного натекающего потока. Определение пространственного распределения влажности над горами основано на предположении о переносе водяного пара воздушным потоком как пассивной примеси.

Представлены результаты численных экспериментов по моделированию обтекания изолированной горы. Обсуждается влияние размеров препятствия и скорости потока на характеристики волновых колебаний. Все расчеты проведены с помощью разработанной авторами двухмерной версии негидростатического динамического блока, в котором уравнения сухой квазинесжимаемой атмосферы решаются полулагранжевым полунеявным методом.

Владимир Иосифович Кондратюк, кандидат географических наук, известный метеоролог-методист, исследователь метеорологического режима Камчатки, педагог, заведующий отделом Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, родился 9 мая 1939 г. в селе Ивановка Житомирской области. С 1984 г. Владимир Иосифович работает в Главной геофизической обсерватории.

Современная трехмерная химическо-транспортная модель адаптирована для расчетов загрязнения воздуха фотооксидантами в регионе Московского мегаполиса и в нескольких соседних областях. Модель охватывает по вертикали всю тропосферу и имеет двухмасштабную горизонтальную структуру, при которой разрешение "вложенного" домена составляет около 13 км.

Владимир Александрович Анцыпович руководит Главным вычислительным центром Росгидромета. Он осуществляет эффективную координацию работ вычислительных центров оперативной обработки гидрометеорологической информации Росгидромета и национальных гидрометеорологических служб стран СНГ.

В системе Гидрометслужбы России Виктор Георгиевич Блинов работает с 1977 г., имеет более 20 научных публикаций. Он уделяет много внимания вопросам климатической проблематики как на межведомственном, так и на международном уровнях.

13 февраля 2009 г. исполнилось 70 лет ведущему российскому специалисту в области спутниковой гидрометеорологии, заведующему отделом ГУ "НИЦ "Планета", кандидату технических наук, заслуженному метеорологу Российской Федерации, академику Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского Валерию Ивановичу Соловьеву.

На основании анализа вариаций атмосферного шумового электромагнитного поля на частоте первого шумановского резонанса (ШР-1), измеренных в течение 2007 г. в центральной части Кольского полуострова, показано, что изменения мощности ШР-1 отражают основные пространственно-временные закономерности глобальной молниевой активности. На протяжении 2007 г. значительно менялись энергетические соотношения между максимумами мощности ШР-1, обусловленными влиянием африканского, азиатского и американского грозовых центров.