Том 65, № 4 (2025)

В горных хребтах, обрамляющих Среднесибирское плоскогорье, оледенение представлено преимущественно малыми формами: небольшими ледниками, снежно-ледовыми образованиями. Определены контуры ледников в Кузнецком Алатау и Прибайкалье (хребты Байкальский, Барузинский и Верхнеангарский), а также на Таймыре (горы Бырранга) по снимкам Sentinel-2. С 1960-х (горы Бырранга, Байкальский регион) и 1980-х годов (Кузнецкий Алатау) оледенение этих районов претерпело значительное сокращение, что хорошо согласуется с наблюдаемыми изменениями климата. Контуры ледников и снежно-ледовых образований в Кузнецком Алатау определялись на основе августовских снимков Sentinel-2 2021 и 2023 годов. Всего было идентифицировано 78 ледников (53 из них описаны в каталоге ледников СССР), остальные определены впервые, и 57 снежно-ледовых образований, при этом с 1980 г. их площадь сократилась на 50–75 %. Наибольшие сокращение испытали присклоновые ледники, за ними следуют каровые. Оценки параметров ледников по спутниковым снимкам были верифицированы данными экспедиции в район исследований в августе 2024 г. На основе архивных снимков Corona и Hexagon 1960 и 1973 гг. для двух узлов оледенения Кузнецкого Алатау оценены различия между площадями и высотами расположения ледников, полученными по этим снимкам и Каталогу ледников СССР (данные 1970-х годов). Значения площади ледников и снежно-ледовых образований могут год от года как уменьшаться (из-за потепления климата и или недостатка зимних осадков), так и незначительно увеличиваться (из-за усиленного метелевого переноса снега, накопления твёрдых осадков на подветренных склонах в понижениях рельефа, лавин и более прохладного лета). Связь колебаний размеров ледников с климатическими параметрами (температура и осадки) оценивалась с использованием реанализа ERA5-Land. Параметры оледенения и климатических условий Кузнецкого Алатау сравниваются с аналогичными, полученными ранее для гор Бырранга и Прибайкалья.

Формирование стока – многофакторный процесс, по-разному раскрывающийся под воздействием природно-климатических условий, что особенно ярко проявляется в условиях высокой неоднородности, характерной для горно-ледниковых бассейнов. Измерения стока воды с ледников не позволяют в полной мере контролировать данные гляциологического мониторинга, но дают возможность лучше понять физические процессы, связывающие местные метеорологические условия и таяние льда. Так, по результатам гидрометрических наблюдений за лето 2022 и 2023 гг. удалось выяснить, что в этот период гидрограф стока с ледника Левый Актру в основном формируют жидкие осадки и абляция ледника за предыдущие двое суток. Для удлинения рядов средних летних температур и осадков использовались уравнения связи данных метеостанции Актру – Голубое озеро (действует с августа 2019 г) и ГМС Кара-Тюрек. По полученным зависимости был удлинён ряд стока воды за июнь–август с ледника Левый Актру и восстановлены пропуски в наблюдениях за абляцией. Сравнительный анализ восстановленных и измеренных значений выявил, что полученные расчётные зависимости завышают значения абляции в годы с пониженными летними температурами, для которых характерны летние снегопады. По ГМС Кара-Тюрек критическая средняя летняя температура, выше которой снижается вероятность снегопадов и увеличивается интенсивность таяния ледника Левый Актру, составляет +5.8 °C.

По данным экологического мониторинга на нефтяных месторождениях ХМАО — Югры за период 2015–2023 гг. определены показатели химического состава снега – содержание тяжёлых металлов (Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn), аммонийного и нитратного азота, нефтяных углеводородов, хлоридов, сульфатов и величина рН. Содержание аммонийного азота в снеге было на фоновом уровне, а содержание нитратного азота — повышенным. Выявлено подкисление атмосферных осадков. На локальных участках отмечено загрязнение снеготалых вод нефтяными углеводородами. Из тяжёлых металлов наиболее часто наблюдается загрязнение Zn и Cr. Для определения источников загрязнения проведён корреляционный анализ, установивший зависимость между составом снега и отдельными показателями техногенеза. Величина рН снеготалых вод связана отрицательной зависимостью с количеством факелов сжигания попутного нефтяного газа. Отмечена слабая положительная корреляция содержания нефтяных углеводородов с показателями аварийности на трубопроводах. Содержание Zn зависит от количества отходов бурения и определяется интенсивностью буровых работ. Сделан вывод, что состав снега оказывает влияние на экологическое состояние поверхностных вод: снеготаяние вызывает рост содержания нитратного азота и локальное повышение концентрации нефтяных углеводородов. Для определения трендов загрязнения атмосферы проведено сопоставление результатов мониторинга 2015–2023 гг. с данными 2005–2010 гг. Отмечено снижение содержания в снеге хлоридов, сульфатов, нитратов, нефтепродуктов и железа как следствие сокращения объёмов сожженного в факелах попутного нефтяного газа, снижения аварийности на трубопроводах.

Исследование посвящено комплексной оценке точности данных реанализа ERA5-Land при воспроизведении толщины снежного покрова и количества твердых осадков в условиях криолитозоны Северо-Востока России на примере Магаданской области. Основой для анализа послужили данные суточных наблюдений с 21 метеостанции (2010–2024 гг.) и данные с 12 стационарных снегомерных реек, установленных авторами на термометрических скважинах региональной геокриологической сети мониторинга (2022–2024 гг.). Высота снежного покрова у реек фиксировалась с заданным интервалом по времени с помощью фотоловушек. Для сопоставления использовались ближайшие к пунктам наблюдений узлы сетки ERA5-Land с пространственным разрешением 0.1°× 0.1° (~9 км) с учётом различий в высоте между ячейками сетки и пунктами наблюдений. Результаты показали, что данные ERA5-Land систематически завышают высоту снежного покрова (в среднем на 27 см, или 168 %) и количество твёрдых осадков (в среднем на 6 мм, или 113 %, за период с октября по апрель) в сравнении с наблюденными данными. Средний коэффициент корреляции между данными реанализа и наблюдениями составил 0.73 для высоты снега и 0.84 для твёрдых осадков. Ошибки наиболее значительны в горных районах и для станций, расположенных на берегу Охотского моря. Выявлена зависимость завышения толщины снежного покрова по данным реанализа от высоты расположения пункта наблюдения. Так, завышение толщины снежного покрова по данным реанализа увеличивается до значений абсолютной высоты около 500 м, однако выше 500 м эта зависимость меняется на обратную. ERA5-Land показывает более раннее появление снежного покрова и более позднее его таяние в сравнении с наблюдениями. Кроме завышения твёрдых осадков, дополнительными факторами, вносящими погрешность в воспроизведение реанализом высот снежного покрова, являются низкое пространственное разрешение ERA5-Land и отсутствие учета процессов сублимации и ветрового переноса снега в модели. Полученные результаты способствуют лучшему пониманию возможностей и ограничений использования данных ERA5-Land в условиях горной криолитозоны.

Цель работы – определение степени изменения теплофизических характеристик снежного покрова при уплотнении. Введён новый показатель – “коэффициент уплотнения снежного покрова”. Получены зависимости изменения основных характеристик снежного покрова от коэффициента уплотнения. Рассмотрено изменение таких характеристик, как: теплопроводность, температуропроводность, термическое сопротивление, тепловая инерция, тепловая устойчивость, критерии Фурье и Стефана. Построена сводная таблица, которая даёт возможность определить вид связи основных характеристик с коэффициентом уплотнения. Установлено, что определяющую роль в количественной связи рассмотренных характеристик с коэффициентом уплотнения играет вид функциональной зависимости коэффициента теплопроводности от плотности снега. Например, при допущении линейной связи коэффициента теплопроводности и плотности степень уменьшения термического сопротивления при снежной мелиорации пропорциональна квадрату коэффициента уплотнения, а при допущении о параболической зависимости коэффициента теплопроводности от плотности степень уменьшения термического сопротивления пропорциональна величине коэффициента уплотнения в третьей степени. Получены значения рассмотренных теплофизических параметров от коэффициента уплотнения для случая зависимости коэффициента теплопроводности λ от плотности снега ρ в виде усечённого полинома произвольной степени n. Представлены графические зависимости отдельных показателей от вида начальных функциональных связей исходных величин, полученных теоретически и в результате обработки данных экспериментальных исследований и натурных наблюдений. Сформулированы основные количественные закономерности изменения значений коэффициентов теплопроводности снега и термического сопротивления снежного покрова в зависимости от степени уплотнения. Показано также, что значение процентной невязки результатов расчётов, вызванной выбором вида степенной зависимости коэффициента теплопроводности от плотности, практически для всех теплофизических показателей увеличивается с ростом значения коэффициента уплотнения и значительно превышает допустимую в инженерных расчётах величину. Например, невязка расчёта термического сопротивления снежного покрова при коэффициенте уплотнения, равном 2.0, составляет 50 %, а при коэффициенте уплотнения, равном 4.0, – 75 %. Сформулированы основные количественные закономерности изменения значений коэффициентов теплопроводности снега и термического сопротивления снежного покрова при уплотнении в зависимости от степени уплотнения.

На малых и средних реках криолитозоны ледостав длится бóльшую часть года, и нередко ледяной покров нарастает до дна на всём протяжении или на отдельных участках. Однако его влияние на морфологию и динамику русла, сток воды, наносов, растворённых веществ, окружающие отложения практически не исследовано. На трёх малых и средних реках Центральной Якутии выполнены наблюдения за формированием и разрушением ледяного покрова, промерзанием и оттаиванием слагающих русло отложений, мутностью воды и проанализированы данные Якутского УГМС, полученные на гидропостах за 2008–2022 гг. Характер замерзания реки – нарастание ледяного покрова до дна на всём протяжении или только на отдельных участках – зависит от его морфологии. Даже при отсутствии питания реки в зимний период на наиболее глубоких (более 1.5 м) участках рек, таких как чётковидные расширения русел или плёсы в вершинах излучин, сохраняются линзы незамёрзшей воды. На промерзающих до дна участках рек лёд примерзает ко дну и берегам, и значительная часть стока половодья проходит по льду. Наличие льда в русле приводит к повышению уровней воды и увеличению скоростей водного потока, но в то же время защищает отложения на дне и берегах от оттаивания и последующего размыва. Пик расходов воды в половодье на самых малых реках проходит по льду, по мере увеличения размера реки пик расходов воды смещается на более поздние сроки, поэтому он проходит по свободному ото льда руслу. Таким образом, влияние половодья на размыв дна и берегов на промерзающих до дна участках рек оказывается снижено из-за затрат энергии водного потока в первой фазе половодья на разрушение льда, заполняющего русло, и оттаивание дна и берегов. Это явление сильнее проявляется на самых малых, имеющих меньшую тепловую энергию реках, чем на более крупных.

Обсуждаются результаты исследования климатических режимов в системе “приземная атмосфера – почвогрунты” до глубины 3.2 м на западном участке зоны Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (БАМ). Рассматриваются показатели наибольшей информативности – минимальная и максимальная средняя месячная температура почвогрунтов, средняя годовая температура воздуха и почвы, сезонное промерзание и протаивание. Отмечены отчетливые региональные различия показателей климатических режимов. Выделяются две группы метеостанций. Для первой группы (Лено-Ангарское плато и Предбайкальская впадина) характерны умеренное зимнее охлаждение и умеренное летнее прогревание почвогрунтов, их положительная средняя годовая температура. Тип мерзлотно-термического режима – длительно сезоннопромерзающий. Второй группе (котловины Станового нагорья) свойственно как умеренное (единичные случаи), так и разной степени сильное зимнее охлаждение почвогрунтов. Преобладает глубокое (более 3.2 м) сезонное промерзание, которое в отдельных местоположениях смыкается с многолетней мерзлотой. Летом здесь прогревание почвогрунтов как умеренное, так и весьма слабое. Причём их весьма слабому прогреванию характерно протаивание лишь до определенной глубины. В большинстве котловин средняя годовая температура отрицательная по всему почвогрунтовому профилю. Типы мерзлотно-термического режима почвогрунтов в котловинах: длительно и глубоко сезоннопромерзающие, а также мерзлотные. Определены современные изменения показателей климата приземной атмосферы и почвы. Отмечена их хорошая согласованность. Зафиксированы положительные линейные тренды температур воздуха, почвы и атмосферных осадков. Регион БАМ демонстрирует значительное потепление, особенно зимой.

Дана актуальная оценка состояния природной среды арх. Шпицберген в первой четверти XXI века. В последние десятилетия регион переживает значительные экологические изменения, обусловленные быстрым потеплением, связанным с арктическим усилением, при котором темпы роста температуры превышают среднемировые показатели в несколько раз. В результате различные компоненты локальной экосистемы претерпевают трансформации. В первой части статьи рассматриваются ключевые природные факторы: климат, океанология и морской лёд. В ней рассматриваются современные тренды приземной температуры воздуха и морского льда, динамика затока атлантических вод во фьорды архипелага. Несмотря на сравнительную изученность арх. Шпицберген, остаются значительные пробелы в знаниях, обусловленные техническими и методологическими трудностями. Проблемы включают разрозненные и неточные данные об атмосферных осадках, нехватку круглогодичных океанографических наблюдений и недостаточное понимание воздействия атлантических вод на фьорды. Эти аспекты открывают перспективы для будущих исследований, с особым акцентом на междисциплинарные подходы, которые помогут лучше понять механизмы экосистемных изменений на фоне климатических изменений.

Во время полевого сезона 2025 г. проведены гляциоклиматические наблюдения на леднике Левый Актру, положившие начало постоянному мониторингу. С помощью геодезических методов даны оценки гляциологических параметров ледников Левый Актру и Водопадный. Выявлены интересные особенности высотного распределения снегонакопления и отмечен вклад летних снегопадов в изменение радиационного режима ледника в период абляции. Спектральный анализ рядов данных выявил значительную роль горно-долинной циркуляции в формировании термического режима над поверхностью ледника, а также влияние синоптической изменчивости на режим облачности и ход относительной влажности над ледником. Полученные данные необходимы для выявления механизмов деградации оледенения Алтая, оценки ледниковой составляющей стока и верификации моделей ледниковых систем. В частности, расчёты изменчивости основных гляциологических параметров с использованием минимальной модели Урлеманса с использованием измеренных характеристик баланса массы (1977–2012 гг.) показали, что ледник Левый Актру может быть использован в качестве модельного объекта.