Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 23, № 4 (2023)

Статьи

CONSISTENCY OF INTRA-CENTENNIAL OSCILLATIONS IN LENGTH OF DAY AND OCEANIC CHARACTERISTICS

Безверхний В.А., Груздев А.Н.

Аннотация

The paper presents analysis of intra-centennial (inter-decadal and multidecadal) variations of the length of day (LOD) and some oceanic parameters such as sea surface temperature (SST) and sea level (SL). Methods of multivariate regression analysis and correlation analysis are used. Results of the regression analysis show a spatially coherent response of SST to LOD variations on the multidecadal time scale. The earlier response is peculiar to the north and tropical Atlantic where the multidecadal SST variations are approximately opposite to the LOD variations. In the most remaining parts of the oceans, except especially in the Nino 3.4 region of the equatorial east Pacific, the multidecadal SST variations are generally lagged relative to the antiphase variations of the LOD. Smoothing of SST averaged over different areas and of the global mean SL shows that the intra-annual variations include inter-decadal, 20–30-year, multidecadal, 60–70-year, components that correspond to similar oscillation components in the LOD. The most striking correspondence of the two components is observed between the LOD and SST averaged over the Nino 3.4 region. Generally, there are significant correlations of the intra-centennial variations on the averaged and smoothed SST series and global mean SL with the LOD variations. We propose that angular momentum exchange processes involving oceanic circulation and interactions between the Earth’s core and the mantle play probably a part in the observed relationships of intra-centennial variations in oceanic parameters with variations in the LOD.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4001
pages ES4001 views

АККУМУЛЯЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ МОХООБРАЗНЫХ НАРУШЕННЫХ ТОРФЯНИКОВ (НА ПРИМЕРЕ КАРБОНОВОГО ПОЛИГОНА В КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ)

Баймуратов Р.А., Напреенко М.Г., Королева Ю.В.

Аннотация

В работе представлены результаты изучения аккумуляционных способностей мохообразных сильно нарушенного торфяника Виттгирренского, являющегося испытательной площадкой карбонового полигона «Росянка» в Калининградской области. Проведено сравнение накопительных способностей 13 видов мохообразных, типичных для торфяно-болотных местообитаний и отобранных на 7 репрезентативных площадках (Aulacomnium palustre, Campylopus introflexus, Polytrichum commune, P. strictum, Sphagnum capillifolium, S. centrale, S. cuspidatum, S. fuscum, S. magellanicum, S. riparium, S. squarrosum, S. teres) с эталонным видом Pleurozium schreberi. Методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии идентифицировано содержание во мхах макро- и микроэлементов: Ca, Mn, Fe, Ni, Zn, Br, Rb и Sr. Показано, что средние концентрации данных элементов в экосистеме Виттгирренского торфяника ниже регионального фонового уровня. Сравнение полученных результатов с данными по менее антропогенно изменённым болотным экосистемам показало значимую разницу между накоплением Mn, Ni, Br, Rb и Sr. Выявлены сопоставимые концентрации во мхах Fe и Zn, но уровень Mn в несколько раз ниже, чем на неразработанных под торфодобычу болотах. Для оценки состояния и степени загрязнения болотных экосистем предлагается использовать Aulacomnium palustre и Polytrichum commune как наиболее схожие по аккумулирующей способности с эталонным видом-индикатором загрязнения атмосферного воздуха Pleurozium schreberi.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4002
pages ES4002 views

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ДВУМЕРНОЙ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН В НЕОДНОРОДНЫХ CРЕДАХ С ПАМЯТЬЮ

Томаев М.Р., Тотиева Ж.Д.

Аннотация

Представлен численный метод решения двумерной обратной динамической задачи сейсмики для вязкоупругой изотропной среды. В качестве математической модели рассматривается система дифференциальных уравнений упругости для изотропных сред с памятью. Искомыми величинами являются смещение точек поверхности, функция памяти среды (ядро интегрального члена) и скорость распространения упругих поперечных волн в слабо горизонтально-неоднородной среде при воздействии на границу полупространства направленной мгновенной силы. Дополнительной информацией для решения обратной задачи является отклик смещения, измеренный на дневной поверхности. Метод основан на сведении обратной задачи к системе интегральных уравнений типа Вольтерра и их последовательной численной реализации. Приводится анализ результатов исследования и сравнение с аналитическим решением. Показано, что результаты находятся в удовлетворительном соответствии.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4003
pages ES4003 views

LINEAR PERTURBATIONS OF THE BLOCH TYPE OF SPACE-PERIODIC MAGNETOHYDRODYNAMIC STEADY STATES. II. NUMERICAL RESULTS

Чертовских Р.А., Желиговский В.А.

Аннотация

We consider Bloch eigenmodes of three linear stability problems: the kinematic dynamo problem, the hydrodynamic and MHD stability problem for steady space-periodic flows and MHD states comprised of randomly generated Fourier coefficients and having energy spectra of three types: exponentially decaying, Kolmogorov with a cut off, or involving a small number of harmonics (“big eddies”). A Bloch mode is a product of a field of the same periodicity as the perturbed state and a planar harmonic wave, exp(iq · x). Such a mode is characterized by the ratio of spatial scales which, for simplicity, we identify with the length |q| < 1 of the Bloch wave vector q. Computations have revealed that the Bloch modes, whose growth rates are maximum over q, feature the scale ratio that decreases on increasing the nondimensionalized molecular diffusivity and/or viscosity from 0.03 to 0.3, and the scale separation is high (i.e., |q| is small) only for large molecular diffusivities. Largely this conclusion holds for all the three stability problems and all the three energy spectra types under consideration. Thus, in a natural MHD system not affected by strong diffusion, a given scale range gives rise to perturbations involving only moderately larger spatial scales (i.e., |q| only moderately small), and the MHD evolution consists of a cascade of processes, each generating a slightly larger spatial scale; flows or magnetic fields characterized by a high scale separation are not produced. This cascade is unlikely to be amenable to a linear description. Consequently, our results question the allegedly high role of the α-effect and eddy diffusivity that are based on spatial scale separation, as the primary instability or magnetic field generating mechanisms in astrophysical applications. The Braginskii magnetic α-effect in a weakly non-axisymmetric flow, often used for explanation of the solar and geodynamo, is advantageous not being upset by a similar deficiency.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4004
pages ES4004 views

АСИМПТОТИКИ ДАЛЬНИХ ПОЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ВНУТРЕННИХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН ОТ ЛОКАЛЬНЫХ И НЕЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОЗМУЩЕНИЙ

Владимиров И.Ю.

Аннотация

Исследованы дальние поля внутренних гравитационных волн от радиально-симметричного начального возмущения линий равной плотности в слое стратифицированной среды конечной толщины, а также дальние поля поверхностных волн от импульсного источника в однородной жидкости конечной глубины. Получены интегральные представления волновых возмущений. Построены равномерные и неравномерные асимптотические решения, позволяющие описывать амплитудно-фазовую структуру дальних полей поверхностных и внутренних волн. Установлено, что равномерные асимптотики позволяют эффективно рассчитывать дальние волновые поля как вблизи, так и вдали от волнового фронта.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4005
pages ES4005 views

SPREADING OF THE AMAZON RIVER PLUME

Морозов Е.Г., Завьялов П.О., Замшин В.В., Моллер О.О., Фрей Д.И., Зуев О.А., Селиверстова А.М., Буланов А.В., Липинская Н.А., Салюк П.А., Чверткова О.И., Немировская И.А., Кречик В.А., Чульцова А.Л.

Аннотация

Results of a joint Russian-Brazilian expedition to study the dynamics of continental river runoff in the ocean associated with the Amazon plume are presented. The stations of the study region covered the seaward part of the Amazon plume. The work was carried out in the dry season (November). The data of in situ measurements and satellite data show that the most desalinated and rich in suspended particulate matter and chlorophyll-a waters were localized on the shallow inner shelf. The horizontal and vertical structure of the thermohaline fields indicates the presence of a well-pronounced river plume about 15 m thick. The decrease in salinity in the plume relative to the background values exceeded 6 PSU even at 300–400 km from the river mouth. The plume waters were characterized by increased concentrations of suspended matter. The best approximation to the in situ measurements is provided by the SMOS satellite salinity data and reanalysis GLORYS12. Chemical determinations in the surface layer in the area of the plume reveal elevated concentrations of silicates, phosphates, and nitrites compared to the seaward part.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4006
pages ES4006 views

MODELING OF STRONG GROUND MOTION WITHIN THE BAIKAL RIFT ZONE: THE IRKUTSK CASE

Скоркина А.А.

Аннотация

The Baikal Rift Zone is seismically active and each well recorded strong earthquake (for example, as the Kultukskoe earthquake (South of Baikal), on August 27, 2008, with Mw = 6.3) is the reason to refine existing models for seismic hazard estimates. There are several approaches to study strong ground motion, and one of them is to model synthetic accelerograms to reconstruct the rupture process. In this paper we are mostly interested in calculating accelerograms for the city of Irkutsk, considering source spectra with two corner frequencies, primarily, to reconstruct impact from the Kultukskoe earthquake.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4007
pages ES4007 views

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLES AND TERRESTRIAL LASER SCANNING APPLICATION FOR COASTAL ZONE MONITORING

Данченков А.Р., Белов Н.С.

Аннотация

The shallow sandy shores of the tideless sea are regularly affected by storm activity. Foredune ridge is a natural and anthropogenic object, a natural protective barrier that protects ecosystems and populated areas from the effects of dangerous hydrometeorological phenomena such as storm surges and wind-sand flux. In the course of impact of dangerous hydrometeorological phenomena, the foredune ridge integrity is disturbed, the composing material is washed away thus forming breakthroughs. Monitoring of the foredune state is an important stage in maintaining its condition and also provides an empirical basis for predicting the impact of hazardous events. The use of ground-based laser scanning technology as well as digital photogrammetry for the study of sensitive coastal zones is justified for these purposes. In this article, we compare the results of calculating the dynamics of the beach sand material and advance them according to the results of ground-based laser scanning and digital photogrammetry. Comparability is provided by high-density clouds of ground-scan points and digital photogrammetry in a single coordinate reference. Two sections of the sensitive coastal zone of the Curonian Spit (Russian sector of the South-Eastern Baltic) have been explored in advance. A comparison of the applicability of means for obtaining digital elevation models to evaluate the dynamics of sand material has been made. In comparison with TLS, the use of UAV with the SfM algorithm is limited to post-storm surveys, since the final accuracy does not provide for reliable lithodynamic studies due to the small scale of processes comparable to measurement errors.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4008
pages ES4008 views

ПОЗДРАВЛЕНИЕ АЛЕКСЕЯ ДЖЕРМЕНОВИЧА ГВИШИАНИ С 75-ЛЕТНИМ ЮБИЛЕЕМ

Кедров Э.О.

Аннотация

В настоящей статье рассматриваются научные достижения главного редактора журнала «Russian Journal of Earth Sciences» академика Российской академии наук (РАН) Алексея Джерменовича Гвишиани и его научный вклад в области геофизики и системного анализа. Алексей Джерменович является видным представителем академического сообщества, показана его роль в работе Российской академии наук. Его научные труды и лидерские качества внесли значительный вклад в развитие геофизики, за что он был удостоен множества наград и званий. Его вклад в науку получил широкое признание со стороны международного академического сообщества. Статья освещает также деятельность А. Д. Гвишиани как выдающегося организатора науки, которая осуществлялась на протяжении практически всей работы в Российской академии наук.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4009
pages ES4009 views

ТВЕРДЫЙ СТОК РЕКИ ДОН И ПОСТУПЛЕНИЕ ВЗВЕСИ В ДЕЛЬТУ ПРИ НАГОНАХ: СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СОПОСТАВЛЕНИЕ В ПЕРИОД МАЛОВОДЬЯ

Лихтанская Н.В., Бердников С.В., Клещенков А.В.

Аннотация

Выполнено статистическое моделирование твердого стока р. Дон на основе данных измерений расхода и мутности воды, полученных на гидрологическом посту в станице Раздорской за двенадцатилетний период 2009-2020 гг., с применением методов WRTDS (Weighted Regressions on Time, Discharge, and Season – Взвешенные регрессии по времени, расходу и сезону) и WRTDSKalman (WRTDS с фильтрацией Калмана). Разработанная статистическая модель нацелена на решение проблемы несоответствия регулярности сбора данных о расходе воды и данных о концентрации взвешенного вещества путем «восстановления» значений концентрации в дни без измерений на основе данных о наиболее «похожих» с точки зрения времени, расхода воды и сезона днях с измерениями. Осуществлена проверка качества разработанной статистической модели и ее модификации. Среднесуточные значения концентрации взвеси и расхода наносов сопоставлены с оценками объемов взвешенного материала, оседающего в периоды повторяющихся сильных нагонных явлений. Выполнена сравнительная оценка вкладов морского и речного факторов в перенос и седиментацию взвешенного материала в дельте Дона.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4010
pages ES4010 views

GEOELECTRIC MONITORING OF EARTHEN HYDRAULIC STRUCTURE STATE BY RESISTIVITY AND INDUCED POLARIZATION METHODS: MINE WATER SETTLING POND DAM CASE STUDY

Федорова О.И., Горшков В.Ю.

Аннотация

In earth dams, a permanent filtration of water leads to washing out of sand-clay fraction and to a formation of soil decompression sites, which pose a danger to embankment integrity. Condition monitoring of earth hydraulic structures can be executed by geophysical methods. The article presents the results of geoelectric monitoring conducted on the dam of settling pond of mine water with high metal content. The investigations were carried out by vertical electrical soundings, including electrotomography, and by methods of induced polarization in time and frequency domains. According to the results of the electrical soundings, places of reduced soil resistivity in the dam were identified, associated with infiltration of precipitations and of water from the pond. Geoelectric monitoring showed changes of the soils resistivity in different years, depending on hydrological conditions. Induced polarization methods are sensitive to material composition of soils, such as clayiness and presence of electronically conductive minerals. It is determined that the highest content of clay is in the upper and middle parts of the embankment. In eastern part of the dam, intensive polarizability of the medium was detected. It can be caused by filtration of water, contaminated with metals, through the embankment and sedimentary rocks. Thus, by resistivity measurements, it is possible to identify areas of intensive filtration in the dam body, and induced polarization measurements make it possible to determine clay content in the soil and possible pathways of contamination through the dam, which is of great importance for studying the environmental situation of region.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4011
pages ES4011 views

МОНИТОРИНГОВЫЕ ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОНЫ ИССЫК-АТИНСКОГО РАЗЛОМА (СЕВЕРНЫЙ ТЯНЬ-ШАНЬ)

Рыбин А.К., Баталева Е.А., Забинякова О.Б., Непеина К.С.

Аннотация

В 2023 году выполнены мониторинговые геофизические исследования методом электротомографии (ЭТ) вдоль трёх профилей, секущих в поперечном направлении зону простирания Иссык-Атинского разлома. Проведено детальное изучение наблюденных вариаций кажущегося электросопротивления, которые характеризуют изменение электрических свойств верхней части разреза земной коры с 40-минутной дискретизацией во времени. С помощью анализа разностных псевдоразрезов кажущегося сопротивления, построенных по результатам ЭТ-мониторинга, для всех трех профилей мониторинга определен наиболее информативный интервал кажущихся глубин с точки зрения геоэлектрической активности. Соответственно, для кажущейся глубины 24 м на каждом профиле мониторинга сделана оценка геодинамической активности этих участков Иссык-Атинского разлома на основе анализа величины двух параметров: амплитуды вариаций кажущегося сопротивления и коэффициента корреляции вариаций электросопротивления с лунно-солнечными твердыми приливами. Высокие значения этих параметров, по нашему мнению, определяют местоположение современных активных зон разлома.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4012
pages ES4012 views

EVALUATION OF DISPLACEMENTS CAUSED BY STRIKE-SLIP DEFORMATIONS USING CORRELATION CHARACTERISTICS BASED ON POTENTIAL FIELD DATA

Сенчина Н.П., Асосков А.Е., Горелик Г.Д.

Аннотация

The identification of faults is a common objective in geophysical potential field methods. Vertical discontinuities such as reverse faults, also known as tectonic faults, can easily be distinguished through their effect on gravity and magnetic fields, appearing as gradient zones or areas of change in the field. However, identifying strike-slip faults is one of the biggest challenges for potential field methods as they are characterized by a complex series of anomalies with varying signs in the fault zone, as well as displacement of anomaly axes between the strike-slipped blocks. The goal of this study is to suggest a transformation that would aid in the identification of shear zones through the calculation of the displacement along the discontinuity. The proposed approach involves calculating the correlation coefficient between parallel profiles using moving windows. The position of the window with the highest calculated correlation coefficient allows estimating of the discontinuity displacement magnitude. The method was tested using a synthetic field and data from the magnetic field of the Kolbeinsi Ridge.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4013
pages ES4013 views

СТЕРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ

Захарчук Е.А., Сухачев В.Н., Тихонова Н.А., Литина Е.Н.

Аннотация

Основная цель работы – оценить возможности данных регионального реанализа NEMO 3,6 (Nucleus for European Modeling of the Ocean) для реалистичного описания стерических колебаний уровня Балтийского моря и исследовать с помощью этих данных пространственно-временную структуру, а также возможные причины современных изменений уровня моря, вызванных вариациями плотности воды, в диапазоне межгодовых и сезонных масштабов изменчивости. С помощью оценки различных статистических критериев точности проводится сравнение рядов стерических колебаний уровня, рассчитанных по контактным измерениям температуры и солёности на океанографических станциях и по данным регионального реанализа. Показано, что данные реанализа позволяют достаточно точно воспроизводить наблюдающиеся стерические колебания уровня Балтийского моря. Впервые исследованы пространственные изменения величин линейных трендов стерических колебаний, которые свидетельствуют, что в рассматриваемый период 1993–2020 гг. в открытой Балтике и на западе Финского залива происходит, в основном, понижение стерического уровня моря, вызванное осолонением глубинных и придонных вод, в то время как в Ботническом заливе стерический уровень растёт из-за распреснения поверхностных вод открытой Балтики, за счет которых, главным образом, происходит обновление водной массы Ботнического залива. Результаты гармонического анализа стерических колебаний уровня демонстрируют, что в диапазоне сезонной изменчивости преобладающий вклад в стерические колебания уровня оказывает годовая гармоника a, амплитуда которой значительно превосходит амплитуды гармоник sa, ta и qa. Основное влияние на сезонные стерические колебания уровня оказывает термостерическая компонента, и только на юго-западе моря отмечается существенное влияние галостерической компоненты. В рассматриваемый период в изменениях амплитуд гармоник a, sa, ta и qa в большинстве регионов Балтийского моря отмечаются положительные линейные тренды, однако на юго-западе открытой Балтики наблюдается уменьшение амплитуд всех четырёх гармоник сезонных стерических колебаний уровня. В Заключении на основе анализа и обобщения различной гидрометеорологической информации делается предположение, что выявленные современные региональные изменения стерических колебаний уровня Балтийского моря связаны с повышением температуры воздуха, увеличением атмосферных осадков, уменьшением интенсивности ветра над морем, распреснением верхнего квазиоднородного слоя и увеличением солёности глубинных и придонных вод Балтики из-за водообмена с осолоняющимися водами Северного моря.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(4):ES4014
pages ES4014 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах