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

Том 88, № 6 (2024)

Обложка

Весь выпуск

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

ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ

Речной сток крупнейших рек России в условиях современного и сценарного глобального потепления

Георгиади А.Г., Милюкова И.П., Бородин О.О., Барабанова Е.А.

Аннотация

Приведены результаты сравнительного анализа изменений стока крупных рек Русской равнины (Волги, Дона, Северной Двины, Печоры, Невы), Сибири (Оби, Иртыша, Енисея, Ангары, Лены, Вилюя) и Дальнего Востока (Амура) в условиях современного глобального потепления и в период сценарных антропогенных изменений климата в XXI в. Он основан на сопоставлении годового и сезонного стока базового периода и периода современного глобального потепления; расчетах на модели месячного водного баланса, разработанной в Институте географии РАН; оценках изменений годового стока рек, полученных методом среднего многолетнего годового водного баланса и данных об атмосферных осадках и испарении, рассчитанных в рамках программы CMIP5 на ансамбле глобальных климатических моделей для периодов современного и сценарного глобального потепления. В период современного потепления по сравнению с предшествующим базовым периодом на Волге, Каме, Северной Двине, Печоре, Оби, Иртыше, Енисее, Ангаре, Лене и Вилюе наблюдалось повышение годового стока и стока основных гидрологических сезонов, особенно ощутимое в зимний, а также в летне-осенний гидрологические сезоны. Тогда как на Дону, наряду с самым значительным из всех рассмотренных рек относительным увеличением зимнего и заметным ростом летне-осеннего стока, выявлено наибольшее снижение стока половодья, а также годового стока. Установлено совпадение знака изменений годового стока Волги, Дона, Северной Двины, Печоры, Оби, Енисея, Лены и Вилюя в период современного глобального потепления, рассчитанных по данным наблюдений и по уравнению водного баланса с использованием данных об атмосферных осадках и испарении, полученных осреднением результатов расчетов на ансамбле глобальных климатических моделей программы CMIP5. Относительные сценарные изменения годового стока крупных рек в сравнении со стоком базового периода довольно тесно коррелируют с соответствующими изменениями годовых сумм атмосферных осадков, а сценарные изменения суммарного испарения – с изменениями годовой температуры воздуха.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):855-866
pages 855-866 views

Методика дистанционной оценки термических характеристик озер зоны многолетней мерзлоты европейской части России

Кондратьев С.А., Голосов С.Д., Зверев И.С., Расулова А.М., Крылова В.Ю., Ревунова А.В.

Аннотация

Цель исследования — адаптация методики дистанционной оценки гидротермодинамических характеристик неизученных озер к условиям зоны многолетней мерзлоты Европейской территории России. Основа методики — синтез результатов тематического дешифрирования спутниковых снимков, геостатистической оценки морфометрических характеристик озер и математического моделирования термодинамических процессов в них. В качестве объектов исследования рассмотрены водоемы зоны многолетней мерзлоты трех озерных регионов европейской части России — Кольского сегмента Балтийского кристаллического щита, прибрежных равнин Баренцева моря и западного склона Урала, в каждом из которых озерные котловины имеют схожее происхождение. Для определения морфометрических характеристик озер использовались базы данных HydroLakes и WORDLAKE, основанные на материалах дистанционного зондирования, литературных источниках и оценках объемов озер по геостатистическим моделям, базирующимся на топографии поверхности. Основной инструмент достижения поставленной цели — универсальная параметризованная одномерная математическая модель гидротермодинамики озера FLake, дополненная блоком теплообмена на границе вода — дно. Модель включена в прогностическую систему COSMO, используемую для составления прогнозов погоды на всей территории страны как средство оценки влияния пресноводных озер на локальный климат. Для задания климатических входных данных в модели использовались данные реанализа семейства ERA5. Выполнены имитационные термогидродинамические расчеты для точек, репрезентативных для рассмотренных озерных регионов в пределах зоны многолетней мерзлоты. Показано, что адаптированная к условиям многолетней мерзлоты методика позволяет оценивать теплообмен в системе атмосфера — лед — водная масса — донные отложения, условия перемешивания и вертикальное распределение температуры в воде и донных отложениях, а также ледовый режим озер.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):867-881
pages 867-881 views

Особенности трансформации состава природных вод при изменении увлажненности ландшафтов Валдайской возвышенности

Баранов Д.Ю., Моисеенко Т.И.

Аннотация

Обобщены результаты 5-летних наблюдений в теплый сезон года — с середины апреля до начала ноября за химическим составом природных вод в системе атмосферные осадки — подкроновые воды — почвенные воды при смене режима атмосферных осадков на водосборе оз. Гусиное Валдайской возвышенности. Согласно гидротермическому коэффициенту увлажнения (ГТК) Селянинова было выделено 3 периода влагообеспеченности: засушливый, достаточного увлажнения и избыточного увлажнения. В статье рассмотрено распределение интенсивности выпадения атмосферных осадков в периоды между отборами проб. Установлено, что смена периодов увлажнения не влияет на гидрохимический тип атмосферных осадков и подкроновых вод (гидрокарбонатный I-го типа, по Алекину), однако преобладающий в водах катион изменяется с кальция на калий. Засушливый период характеризуется максимальными значениями минерализации в системе атмосферные осадки — подкроновые воды — почвенные воды, что обусловлено смыванием большого количества пыли, накопившейся в приземном воздухе и осевшей на кронах деревьев. В период избыточного увлажнения наблюдаются самые низкие значения минерализации атмосферных осадков и подкроновых вод (6.2 и 8.3 мг/л соответственно). При смене засушливого периода избыточно увлажненным значение рН атмосферных осадков снижается, а окислительно-восстановительный потенциал увеличивается. На изменение значений рН почвенных вод оказывает содержание органических кислот (коэффициент корреляции = 0.8). Выявлено, что в засушливый период и период избыточного увлажнения поступление кальция в почвенные воды, главным образом, определяет биотический фактор, как и поступление калия в подсистеме подкроновые воды — почвенные воды.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):882-892
pages 882-892 views

Причины и закономерности быстрых изменений состава взвесей в малой городской реке Сетунь

Чалов С.Р., Лошков О.Д., Крастынь Е.А.

Аннотация

Современные измерительные технологии открывают новые горизонты в изучении природных явлений, в том числе связанных с гидрологическими процессами, и в частности — транспортом наносов. В статье обсуждаются результаты натурных экспериментов с лазерным дифрактометром LISST-200X, единственным в мировой практике средством регистрации крупности взвеси и мутности воды в потоке. Исследования были выполнены в начале 2024 г. в нижнем течении р. Сетуни, являющейся крупнейшим притоком р. Москвы в пределах г. Москвы, и представляли собой высокочастотные (с дискретностью 10 сек) продолжительные записи (всего 49 ч) характеристик транспорта взвесей в потоке. Совмещение с отборами проб на измерение оптической и весовой мутности позволило определить ограничения использования средств измерений подобного типа. Воспроизводимость гранулометрического состава взвешенных наносов по данным высокочастотного мониторинга оказалась хуже, чем их концентрации. Данные LISST-200X в среднем почти в 2 раза завышают величину крупности взвеси по сравнению с лабораторным определением крупности, что частично объясняется включением в измеряемый диапазон крупных частиц (более 500 мкм), однако стабильно воспроизводят относительные изменения гранулометрического состава. В ходе экспериментов на р. Сетуни выявлены непродолжительные (до 95 мин) увеличения мутности и крупности взвеси (плюмы), вероятнее всего имеющие антропогенный генезис, и характеризующиеся гистерезисными связями между мутностью воды и составом взвесей. Во всех случаях на волне подъема мутности крупность взвешенных наносов ниже, чем на спаде. Этот результат характеризует ранее неисследованный феномен транспорта наносов ниже участков их точечного поступления в русловые потоки — гидравлическую сортировку по длине реки, когда более легкие частицы перемещаются быстрее более крупных и тяжелых частиц (в том числе органических). Полученные оценки представляются важными как для мониторинга антропогенного воздействия, так и для развития теории речных наносов.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):893-901
pages 893-901 views

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯ

Геоинформационный анализ репрезентативности сети федеральных заповедников и национальных парков России по почвенному разнообразию

Присяжная А.А., Чернова О.В., Митенко Г.В., Снакин В.В.

Аннотация

Представлены результаты геоинформационного анализа репрезентативности сети федеральных особо охраняемых природных территорий (ООПТ) — 108 государственных заповедников и 66 национальных парков Российской Федерации — в отношении почвенного разнообразия на основе векторной версии Почвенной карты РСФСР (м-б 1 : 2500000). Проведена оценка площадной и типологической представленности почвенного разнообразия различных групп генетически сходных почв в системе ООПТ, сформированной к 2022 г., в сравнении с соответствующими показателями за 2012 г. Выявлено, что в настоящее время в России на федеральном уровне охраняется 2.6% площади почвенного покрова, на 0.7% больше, чем десять лет назад. Площадная представленность в ООПТ почв горных территорий выросла в наибольшей степени. В целом в стране почвы горных территорий и почвенный покров Арктики наиболее полно представлены в ООПТ. Для почвенного покрова степей, сухих степей и полупустынь, засоленных и солонцеватых почв отмечены самые низкие показатели полноты сети ООПТ. Репрезентативность системы федеральных ООПТ в отношении типологического разнообразия почв составляет 63%, что на 7% выше, чем в 2012 г. Самая малочисленная группа почв субтропиков полностью обеспечена охраной. Для тайги и хвойно-широколиственных лесов степень охраны разнообразия природных почв за десятилетие увеличилась на 13% и достигла 75%. Улучшилась ситуация по охране почв степей: показатель репрезентативности увеличился на 10% и составляет 48%. Представленность в заповедниках и национальных парках разнообразия засоленных и солонцеватых почв, с учетом солонцовых комплексов, остается очень низкой (20%).

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):902-911
pages 902-911 views

Современное состояние качества воды водохранилищ Верхневолжского и Камского каскадов

Ясинский С.В., Гришанцева Е.С., Расулова А.М., Фасахов М.А., Шайдулина А.А., Кашутина Е.А.

Аннотация

Статья посвящена оценке качества воды Верхневолжского и Камского каскадов водохранилищ бассейна Волги в разные по водности годы в современный период. Определены основные факторы, влияющие на формирование качества воды в водохранилищах, на которое значительное влияние оказывают поступление загрязняющих веществ с водосборов из точечных и диффузных антропогенных источников. Материалами для работы послужили данные государственного водохозяйственного мониторинга, осуществляемого лабораториями организаций, подведомственных Верхневолжскому и Камскому Бассейновым водным управлениям Росводресурсов РФ. При оценке качества и экологического состояния поверхностных вод, а также для сравнительного анализа степени загрязнения водных объектов применялись интегральные индексы: индекс загрязненности воды (ИЗВ) и удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ), рассчитанные для лет различной водности. Оценка водности лет определялась по эмпирическим кривым обеспеченности годового притока воды к отдельным водохранилищам. Анализ разностно-интегральных кривых годового притока к Верхневолжскому и Камскому каскадам водохранилищ показал их асинхронность с начала XXI в. Для каждого из водохранилищ Верхневолжского и Камского каскадов выявлены приоритетные для контроля вещества, обеспечивающие наибольший вклад в ухудшение качества воды. Применение методики расчета УКИЗВ и ИЗВ показало, что водохранилища каскадов характеризуются неудовлетворительным состоянием. Ни в одном из водохранилищ качество воды не соответствует рыбохозяйственным нормативам. По категории УКИЗВ качество воды Камских водохранилищ соответствует категории “загрязненное”, а водохранилищ Верхневолжского каскада — “очень загрязненное”. В отдельные годы в Иваньковском и Угличском водохранилищах качество воды оценивается как “грязное”. По категории ИЗВ картина аналогичная. Не выявлено влияние водности притока на качество воды в этих водных объектах. Сопоставление результатов оценки качества воды, выполненное по массивам данных Росводресурсов и Росгидромета, продемонстрировало достаточно близкое их совпадение.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):912-933
pages 912-933 views

Оценка экономического ущерба от негативного воздействия вод на сырьевой потенциал лесов побережий озера Байкал и Иркутского водохранилища

Макаренко Е.Л.

Аннотация

Цель исследования ‒ на основе анализа современного состояния лесной растительности на побережьях Иркутского водохранилища и оз. Байкал рассчитать прямой экономический ущерб в результате возможных прямых потерь лесов из-за негативного воздействия вод на затапливаемых и абразионных участках. Актуальность исследования обусловлена необходимостью минимизации ущербов лесам побережий при изменении уровней воды в водоемах путем внесения изменений в правила использования водных ресурсов, землепользования, лесопользования и др. Методы исследования: геоботанический, лесотаксационный, геоинформационный, экспертный и др. Ущерб определен в отношении фактически произрастающей на 2022–2023 гг. лесной растительности, он носит потенциальный характер и не отражает ущербы от гибели или повреждения растительности за прошлые годы. Расчет ущерба произведен в отношении ресурсов древесины, древесной зелени, коры, лесной подстилки, грибов, ягод, орехов, березового сока, лекарственных растений и др. Для его расчета применены нормативные ставки платы за единицу объема лесных ресурсов. Определение объема лесных ресурсов основывалось на показателях биологической продуктивности, рассчитанных по региональным методикам. Исследование позволило определить и картографировать размещение лесопокрытых участков в составе категорий земель и отдельных землепользований, качественные характеристики лесов, а также экономический ущерб в разрезе видов лесных ресурсов по уровням потенциального подъема воды. Среди муниципальных образований наибольшие значения экономического ущерба отмечены в Иркутском районе — за счет высоких таксационных характеристик лесов, большей частью расположенных на абразионных побережьях Иркутского водохранилища. Определены тенденции увеличения площади лесов и экономического ущерба в зависимости от увеличения абсолютной высоты местности. Эта тенденция особенно выражена для побережий Иркутского водохранилища, где от высотной отметки 457.0 до 457.85 м через каждые 10 см высоты сечения рельефа площадь лесов увеличивается на 5603.1–7344.7 м2, а экономический ущерб — на 85879.2–125512.1 руб. Для побережий оз. Байкал тенденция устойчивого увеличения данных показателей нарушается после отметки 457.4 м, что связано с особенностями их геоморфологического строения и развитием остепненных и заболоченных лесорастительных комплексов.

Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024;88(6):934-948
pages 934-948 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».