«ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ МЕЖДУНАРОДНОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ИТОГАМ МПГ 28 СЕНТЯБРЯ – 1 ОКТЯБРЯ 2009 Г. Г. СОЧИ 2 Совещание проводится по результатам исследований по программам Международного полярного года, полученным в рамках: Целевой ...»

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

ПО УЧАСТИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИИ МЕРОПРИЯТИЙ

В РАМКАХ МЕЖДУНАРОДНОГО ПОЛЯРНОГО ГОДА (2007-2008 ГОД)

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА

ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ТЕЗИСЫ

ДОКЛАДОВ МЕЖДУНАРОДНОГО СОВЕЩАНИЯ

ПО ИТОГАМ МПГ

28 СЕНТЯБРЯ – 1 ОКТЯБРЯ 2009 Г.

Г. СОЧИ Совещание проводится по результатам исследований по программам Международного полярного года, полученным в рамках: Целевой научнотехнической программы Росгидромета «Научные исследования и разработки в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды»; подпрограмм "Изучение и исследование Антарктики" и "Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане" ФЦП "Мировой океан";

программы Президиума РАН № 16 часть 2 «Окружающая среда полярных регионов, ее прошлые изменения и вероятные изменения в ближайшем будущем»; программы Отделения наук о Земле РАН № 14 «Эволюция криосферы в условиях меняющегося климата».

Совещание проводится при финансовой поддержке РФФИ, грант 09-05-06107-г.

Основные результаты диагностики состояния воды и льда Северного Ледовитого океана по результатам натурных исследований 2007 и 2008 гг.

Фролов И.Е., Ашик И.М., Тимохов Л.А., Соколов В.Т.

ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Конец прошлого столетия изобиловал множеством неординарных событий в Арктике. В 1989 г. режим атмосферной циркуляции изменился в сторону уменьшения индекса высокоширотной зональности по циркумполярной зоне Северного полушария и увеличения повторяемости арктического антициклона. Аномалии среднегодовых значений температуры воздуха в широтной зоне 72-85° с.ш. в конце 1990-х годов стали положительными. Изменился знак тренда средней солености поверхностного слоя: в Канадском бассейне осолонение периода 1950-1989 гг. сменилось распреснением, а в зоне трансарктического дрейфа распреснение уступило мести осолонению. Ледовитость арктических морей, которая увеличивалась, начиная с 1960-х годов, в конце прошлого столетия начала стремительно уменьшаться.

В период 1989-1993 гг. произошло увеличение температуры атлантических вод в Арктическом бассейне Северного Ледовитого океана. В Евразийском суббасейне оно продолжалось до конца прошлого столетия, а в Амеразийском суббассейне потепление 1990-х годов отмечалось и в начале ХХI-го века. Вторжение атлантических вод было столь продолжительным, и повышение их температуры столь значительным, что на фоне всех исторических данных это выглядело большой положительной аномалией. В конце 1990-х годов наметилась определенная стабилизация поступления атлантических вод в Арктический бассейн, и в начале ХХI века казалось, что природная среда Арктики исчерпала свой аномальный импульс, и климатическая система Арктики вот-вот начнет возвращаться к прежнему состоянию.

Однако, начиная с 2003-2004 гг., температура атлантических вод в Евразийском суббасейне начала повышаться до величин, ранее никогда здесь не наблюдавшихся.

Экстремальное потепление глубинных атлантических вод выглядело как новый шаг к потеплению Арктики. Последовавшее за этим лето 2007 г. показало, что пределы возможности макромасштабных изменений, как воздушной, так ледовой и океанической сфер в Арктике, еще не исчерпаны. Сезонный цикл 2007 г. развивался по сценарию, который не наблюдался за всю историю инструментальных наблюдений. Изменения распределения ледяного покрова, термохалинной структуры поверхностного слоя океана и теплового состояния атлантических вод в Северном Ледовитом океане были столь велики, что их следует отнести к разряду больших аномалий, а состояние Северного Ледовитого океана летом 2007 г. можно назвать экстремальным. Понятным был тот огромный интерес, с которым планировались и выполнялись полевые исследования в г. Тем более, что этот год был заключительной полевой фазой Международного Полярного года (МПГ 2007/2008).

В представленном докладе основное внимание уделено двум главным океанологическим структурам, изменения которых были особенно впечатляющими в 2007-2008 г.: поверхностный слой и слой вод атлантического происхождения. Кроме того, в докладе затронут вопрос состояния промежуточных слоев, включая и слои зимних и летних вод тихоокеанского происхождения, а также донных вод.

Вклад исследований Международного полярного года 2007/08 в освоение ресурсов Российского арктического шельфа Данилов А.И.1 Дмитриев В.Г.1, Мартыщенко В.А. ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Активная фаза Международного полярного года 2007/08 (МПГ 2007/08) проходила в период с 1 марта 2007 г. по 1 марта 2009 г. В ней участвовало более 80 российских институтов и организаций 8 министерств и ведомств, ассоциации, фонды и т.д. В Арктической зоне России было выполнено около 40 морских и более 60 сухопутных экспедиций, реализовано более 200 научных проектов по различным направлениям исследований, включая социально-экономические проблемы. Наиболее масштабные исследования выполнены в арктических морях и высокоширотной зоне Северного Ледовитого океана, включая районы шельфа, перспективные на нефть и газ, прежде всего в Баренцевом и Карском морях.

Российские результаты МПГ 2007/08 имеют исключительное значение для развития работ по освоению арктического шельфа и прилегающих территорий. Это в частности:

1. новые обширные данные о природной среде Арктики, включая гидрометеорологические, гляциологические, криологические, геолого-геофизические, химические и биологические параметры для информационного обеспечения шельфовой деятельности;

2. геологическое обеспечение геополитических интересов России на основе уточнения расширенной внешней границы континентального шельфа России и увеличения российских запасов углеводородов в Северном Ледовитом океане;

3. оценка последствий глобального потепления, которые включают сокращение льда, оттаивание вечной мерзлоты, сокращение биоразнообразия, увеличение числа экстремальных погодных явлений, что необходимо учитывать при освоении шельфа;

4. развитие методов, технологий и информационных основ прогнозирования опасных экстремальных явлений, таких как айсберговая опасность в Баренцевом и Карском морях для создания системы мониторинга и управления ледовой обстановки;

5. оценки современного загрязнения арктической морской среды и меры по его снижению и предотвращению;

6. развитие наблюдательных систем, в частности, модернизация гидрометеорологической сети как основы гидрометеорологического обеспечения в арктических морях;

7. укрепление российского присутствия в морской Арктике.

Исследования биоты и экосистем в рамках научной программы Международного Согласно принятой Конгрессом МВО резолюции о проведении в 2007-2008 гг. 3-го МПГ основные усилия международной кооперации в рамках реализации его задач предполагалось направить на определение текущего и оценку будущего изменений климата и состояния окружающей среды полярных областей. Впервые в практике МПГ речь шла о более широкой тематике полярных исследований и включении в научную программу МПГ проектов, касающихся изучения оценки и мониторинга состояния полярной биоты и экосистем, а также природных и антропогенных факторов, влияющих на них (Тишков, 2008).

Предварительный анализ выполнения международной и национальной программы 3-го МПГ, проведенный в рамках подготовки заседания рабочей группы по Международным научным исследованиям в Российской Арктике Научного комитета Арктического Совета (ISIRA) показал, что, несмотря на сложившиеся традиции МПГ в отношении ориентации на метеорологические и геофизические исследования, в его тематике равные позиции получили биогеографические и экологических проекты, направленные на анализ современной динамики биоты и экосистем или на палеоэкологические реконструкции этапов эволюции природы полярных областей в плейстоцене и голоцене (Табл. 1). Анализ касается проектов (всего около 1270 из почти стран), представленных на сайте www.ipy.org и составляющих основу национальных программ МПГ. Собственно кластерные проекты международной программы МПГ ( научных и 52 образовательных), отобранных Объединенным комитетом в составе экспертов, в области наук о Земле, а также представителей международных организаций ВМО, МСНС, Межправительственной океанографической комиссии, Международного арктического научного комитета и Научного комитета по антарктическим исследованиям, имеют четкую ориентацию на «классические» направления исследований МПГ – метеорология, геофизика, гляциология, океанология, геология. В их числе проекты "Морская жизнь в Антарктике", "Биоразнообразие Арктического бассейна", "Эволюция и биоразнообразие в Антарктике" и целый ряд других (Котляков, Саруханян, 2007). Кроме того, значительная часть проектов по социальной и образовательной тематике также была посвящена проблемам «живой природы» Арктики и Антарктики, а часть крупных международных экспедиций МПГ включала биологические и экологические направления исследований. Парадокс заключается в том, что данная ситуация, на наш взгляд, отражает определенный сдвиг приоритетов в полярных исследованиях и показывает важную индикаторную роль полярной биоты в оценках современных природных и антропогенных изменений климата и окружающей среды.

Наиболее частыми объектами биогеографических исследований в рамках проектов международной и национальных программ МПГ становилась морская биота, которая именно в Арктике становится объектом негативных воздействий в связи с выходом нефте- и газодобычи на арктический шельф.

Таблица 1. Доля проектов по изучению биоты и экосистем в научных национальных программах МПГ стран, активно участвующих в изучении полярных областей Земли Страна-участница МПГ Всего проектов в том числе проекты по изучению программа) Непосредственно в международной научной программе МПГ участие собственно российских инициативных проектов оказалось незначительным. Так называемые «кластеры», объединяющие исследователей из разных стран и организаций, касающиеся морских и сухопутных экосистем и биоты, где лидером выступала бы Россия, практически незначительны. Здесь присутствуют проекты учреждений Росгидромета, в первую очередь ААНИИ (И.Е. Фролов), а также Института географии РАН (В.М. Котляков) по исследованиям ледников, морского льда, атмосферы и океана. Среди международных «кластеров» МПГ близки проблемам сохранения арктических экосистем и биоразнообразия проекты Т.К. Власовой (по созданию циркумполярной системы социально-экологического мониторинга коренных народов) и С.В. Горячкина (по исследованиям почв полярных широт – криосолей).

Однако, Россия исключительно широко оказалась представленной именно в международной программе МПГ. Прежде всего, около 400 российских ученых приглашены в кластерные проекты МПГ, в т.ч. около половины из институтов РАН.

Российские специалисты участвовали во всех проектах, касающихся исследования реакции циркумполярной наземной биоты и экосистем на изменения климата в Арктике, динамики численности и состава населения морских, околоводных и водоплавающих птиц, дикого северного оленя и карибу, белого медведя, ластоногих и китообразных, панарктической флоры и растительности, функционирования экосистем в условиях потепления и пр. (Д.А. Гиличинский, М.В. Гаврило, В.Я. Липенков, Л.А. Колпащиков, Г.Г. Матишов, И.А. Мельников, Н.П. Смирнов, А.В. Неелов, Б.И. Сиренко и др.).

Предварительные результаты исследований российских ученых по проблемам биогеографии полярных областей Земли обобщены в специальном томе «Природная и антропогенная динамика биоты полярных областей Земли: первые итоги исследований по МПГ» (предварительное название сборника, обобщившего материалы участников работ по направлению «Наземные и морские экосистемы Арктики и Антарктики») под редакцией Г.Г. Матишова и А.А. Тишкова в серии изданий итогов МПГ в России ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Информация о программных документах МПГ В период 2007-08 гг. российские научные организации выполнили большой объем работ в рамках Международного полярного года, основные результаты которых целесообразно обобщить в виде отдельного издания, отражающего прогресс по основным направлениям исследований полярных областей.

Российские работы и исследования МПГ 2007/08 были определены рядом документов, таких как:

1. План действий по участию РФ в Подготовке и проведению МПГ 2007/08.

2. Научная программа участия РФ в проведении МПГ 2007/08.

3. Планы реализации Научной программы на 2007 и 2008 гг.

Работы по получению новых данных определялись ежегодными Планами экспедиционных исследований (на 2007 и 2008 гг.).

Научная Программа имела следующую структуру.

Направление 1: Гидрометеорологические и гелиогеофизические условия полярных областей Направление 2: Строение и история геологического развития литосферы полярных районов Направление 3: Наземные и морские экосистемы Арктики и Антарктики Направление 4: Развитие наблюдательной сети Направление 5: Информационные системы. Управление данными Направление 6: Качество жизни населения и социально-экономическое развитие полярных регионов Направление 7: Наращивание образовательного и научного потенциала в области полярных исследований, распространение знаний среди широкой общественности Структура издания Основной объем научных исследований выполнен в рамках направлений 1, 2, 3, Научной программы. Исходя из этого, а также, учитывая объёмы выполненных исследований по каждому направлению и его разделам, предлагается подготовить издание, обобщающее результаты российских исследований МПГ 2007/08, которое включает шесть основных томов. Каждый из томов будет включать статьи, представляющие научные результаты, полученные на основе, прежде всего, новых данных, полученных в ходе выполнения работ 2007/08 гг.

Общая структура многотомного издания имеет вид:

Т. 1 Полярная атмосфера Основные НИУ: ААНИИ, ГГО, ИФА РАН, ЦАО, Тайфун и др.

Редакторы-составители: Алексеев Г.В., Мохов И.И., Лагун В.Е., Трошичев О.А., Радионов В.Ф.

Т.2 Океанография и морской лёд Основные НИУ: ААНИИ, ИО РАН, ПИНРО и др.

Редакторы-составители: Фролов И.Е., Тимохов Л.А., Грузинов В.М., Ашик И.М., Клепиков А.В.

Т. 3 Полярная криосфера и воды суши Основные НИУ: ИГ РАН, ИМЗ СО РАН, ИКЗ СО РАН, ААНИИ, ГГИ и др.

Редакторы-составители: Котляков В.М., Дроздов Д.С., Липенков В.Я., Гиличинский Д.А., Шикломанов И.А., Москалевский М.Ю.

Т. 4 Строение и история развития литосферы Основные НИУ: ГИН РАН, ВНИИОкеангеология и др.

Редакторы-составители: Леонов Ю.Г., Каминский В.Д., Лаврушин Ю.А., Лейченков Г.Л.

Т. 5 Наземные и морские экосистемы Основные НИУ: ИГ РАН, ММБИ, ЗИН РАН и др.

Редакторы-составители: Матишов Г.Г., Тишков А.А., Денисов В.В., Неелов А.В.

Т. 6 Качество жизни и социально-экономическое развитие полярных регионов Основные НИУ: ИГ РАН, ИСА РАН, ААНИИ, ПГУ, ГПА и др.

Редакторы- составители: Дёгтева Г.Н., Андреева Е.Н., Шеповальников В.Н., Макеев В.М.

Кроме того, предполагается подготовить дополнительное издание «Хроника российского участия в МПГ 2007/08», включающее хронологическое изложение основных событий российского участия в МПГ в период с 2002 по 2009 гг.

Основные НИУ: ААНИИ.

Редакторы-составители: Данилов А.И., Дмитриев В.Г., Балясников С.Б., Клепиков А.В., Саруханян Э.И.

Результаты по направлениям 4, 5 и 7 по развитию систем наблюдений, информационных систем, управлению данными, а также по наращиванию образовательного и научного потенциала и распространению знаний могут быть включены в перечисленные выше тома.

В случае необходимости каждый том может быть разделен на части.

Планируется также подготовка и издание иллюстрированного обобщения результатов МПГ 2007/08 для широкого круга заинтересованных лиц в доступной форме, включающего рекомендации для социально-экономического комплекса Арктики и развития российских исследований и работ в полярных областях (включая предложение по полярной декаде 2012-2021 гг.), а именно:

Том 7 Итоги МПГ 2007/08 и перспективы российских полярных исследований Редакторы- составители: Бедрицкий А.И., Чилингаров А.Н., Котляков В.М., Леонов Ю.Г., Матишов Г.Г., Фролов А.В., Тишков А.А., Мохов И.И., Абрютина Л.И., Мартыщенко В.А., Фролов И.Е., Данилов А.И., Грузинов В.М., Дмитриев В.Г., Дёгтева Г.Н., Андреева Е.Н.

Состав Редакционного совета Для реализации проекта создан Редакционный совет издания, под эгидой которого будет проводиться указанная работа. Состав Редсовета утвержден сопредседателями Оргкомитета МПГ А.И. Бедрицким и А.Н. Чилингаровым.

В Редакционный совет издания включены:

Бедрицкий А.И. – сопредседатель, Руководитель Росгидромета Чилингаров А.Н. – сопредседатель, член-корреспондент РАН Котляков В.М. – заместитель председателя, академик РАН, ИГ РАН Леонов Ю.Г. – заместитель председателя, академик РАН Матишов Г.Г. – заместитель председателя, академик РАН, ММБИ КНЦ РАН Фролов И.Е. – заместитель председателя, ААНИИ Росгидромета Дмитриев В.Г. – ответственный секретарь, ААНИИ Росгидромета Абрютина Л.И. - АКМНСС и ДВ РФ Алексеев Г.В. – ААНИИ Росгидромета Андреева Е.Н. – ИСА РАН Ашик И.М. – ААНИИ Росгидромета Блинов В.Г. – Росгидромет Гиличинский Д.А. – ИФХ и БПП РАН Грузинов В.М. - ГОИН Росгидромета Данилов А.И. – ААНИИ Росгидромета Денисов В.В. – ММБИ РАН Дроздов Д.С. – ИКЗ СО РАН Дёгтева Г.Н. – ПГУ Зайцева Н.А. – Отделение наук о Земле РАН Каминский В.Д. – ВНИИОкеангеология Клепиков А.В. – ААНИИ Росгидромета Лаврушин Ю.А. – ГИН РАН Лейченков Г.Л. – ВНИИОкеангеология Липенков В.Я. – ААНИИ Росгидромета Макеев В.М. – ГПА Мартыщенко В.А. – Росгидромет Москалевский М.Ю. – ИГ РАН Мохов И.И. – член-корреспондент РАН, ИФА РАН Неелов А.В. – ЗИН РАН Радионов В.Ф. – ААНИИ Росгидромета Тимохов Л.А. – ААНИИ Росгидромета Тишков А.А. – ИГ РАН Фролов А.В. – Росгидромет Шеповальников В.Н. – ААНИИ Росгидромета Шикломанов И.А. – ГГИ Росгидромета Приложение Предложения по подготовке изданий по результатам МПГ 2007/

ИФА РАН

Предлагаются разделы:

Диагностика и моделирование изменений речного стока в регионах распространения вечномерзлых грунтов (И.Мохов) Исследование региональных особенностей взаимодействия атмосферы и океана в полярных областях (И. Репина) Анализ крупномасштабной изменчивости состава приземного воздуха в Северной Евразии по данным наблюдений на фоновой станции Зотино и экспедиций TROICA (Еланский Н.Ф.и др.) Атлас-монография «Инициальное заселение Арктики человеком в условиях меняющейся природной среды» (А.А.Величко) Монография «Природная и антропогенная динамика биоты полярных областей Земли». Книга собрана, включает 220 стр., 12 авторов. В настоящее время идет редакционная подготовка материалов. (Тишков А.А.) Раздел Первые итоги социально-ориентированного мониторинга качества жизни населения европейского Севера России (Власова Т.К.) Монография (совместно с зарубежными авторами) «Таежно-тундровый пояс:

интегральные проблемы изменения природной среды и общества» (Власова Т.К.) (?) Монография «Чувствительность речного стока в бассейне р. Лена к современному и возможному в будущем потеплению климата. 2009 г.» 5-6 п.л.

Планируется издание в Макс Пресс тир. 200 экз.. (60 тыс. руб.) (Георгиади А.Г. и др.)

ИСА РАН

Арктическая прибрежная зона: ресурсопользование и экологическое управление (Андреева Е.Н.) Аэрогеодезия Предлагаются разделы:

Предварительные результаты выполненных работ в период МПГ 2007/ «Установка и обслуживание постоянных автоматических спутниковых приемников в Антарктиде» (Купидонова Т.А.) Имеются устные предложения от ГПА (Макеев В.М.), ЗИН РАН (Неелов А.Л.) Взаимосвязь приземной температуры воздуха в средних и высоких широтах Северного полушария с циркуляционными механизмами.

Настоящая работа является продолжением работ [Панин Г.Н., Соломонова И.В., Выручалкина Т.Ю., 2008, 2009], где были исследованы изменения температуры воздуха на территории средних и высоких широт Северного полушария и проведено районирование с выделением 6 зон с однотипным изменением климата: Тихоокеанская (Т), Канадская (К), Атлантическая (Ат), Европейская (Ев), Сибирская (С) и Дальневосточная (Д).

Следующим этапом стало исследование циркуляционных механизмов действующих в отмеченных выше зонах, с акцентированием на зоне РФ. Для анализа были выбраны 16 циркуляционных индексов: Атлантика – North Atlantic Oscillation (NAO), Arctic Oscillation (AO), Polar/Eurasia Pattern (POL), East Atlantic/West Russia Pattern (EA/WR), Scandinavia Pattern (SCA), East Atlantic Pattern (EA); Тихий океан - South Oscillation Index (SOI), Pacific Decadal Oscillation (PDO), Pacific/North American Pattern (PNA), West Pacific Pattern (WP),North Pacific index (NPI), Siberian index. Расчетный период – с 1950 по 2000 гг. С целью определения географии распространения индексов был проведен корреляционный анализ между перечисленными 16-ю циркуляционными индексами и приземной температурой воздуха на рассматриваемой территории. Получены следующие результаты. Наибольшее влияние в отмеченных зонах оказывают следующие циркуляционные индексы: NAO, AO, PNA, PDO, SCA, WP и Siberian index.

С середины 70-х годов произошло заметное потепление во многих районах Земли, особенно в средних и высоких широтах Северного полушария в зимние месяцы. В этом аспекте интересно было сравнить, как меняется (или не меняется) зона влияния основных индексов действующих на территории РФ в эти периоды. Анализ данных индексов показал, что в период с 1973 по 2000 гг. территория, подверженная влиянию NAO, AO, SCA существенно увеличилась с ростом максимального коэффициента корреляции по сравнению с периодом 1943-1973 гг. Обратная ситуация наблюдается у WP, - происходит уменьшение площади влияния с соответствующим уменьшением коэффициента корреляции.

Диагностика и моделирование климатических режимов Мохов И.И., Акперов М.Г., Аржанов М.М., Безверхний В.А., Демченко П.Ф., Денисов С.Н., Елисеев А.В., Карпенко А.А., Малышкин А.В., Семенов В.А., Хон В.Ч., Чернокульский А.В.

Анализируются климатические режимы и их изменения в полярных и субполярных регионах на основе модельных расчетов разной степени детальности в сопоставлении с данными наблюдений, реанализа и палеореконструкций.

Наряду с модельными и эмпирическими оценками региональных изменений климата в высоких широтах анализируется роль ледовых условий в Арктическом бассейне и аномалий в Северной Атлантике на климатические аномалии в Северной Евразии.

Оцениваются особенности режимов циклонической активности и облачности и их вариаций в полярных широтах.

Оценены изменения естественной эмиссии метана в атмосферу в регионах Северной Евразии при глобальных изменениях с таянием вечной мерзлоты и изменением режимов болотных экосистем на основе численных расчетов с климатическими моделями.

Оценки изменений с использованием модельного блока метанового цикла и расчетов с ансамблем климатических моделей общей циркуляции сопоставлении с оценками на основе региональной модели и модели промежуточной сложности.

С использованием разных методов сделаны оценки взаимной динамики температурного режима и содержания в атмосфере парниковых газов (углекислого газа и метана) по палеореконструкциям для последних 800 тысяч лет на основе данных антарктических ледовых кернов, полученных в рамках международного проекта EPICA.

Проводится сопоставление с результатами соответствующего анализа данных с антарктической станции Восток.

Предложена простая концептуальная модель для оценки чувствительности ледового щита Антарктиды к глобальным температурным изменениям. Анализируются возможные режимы ледового щита в зависимости от ключевых параметров системы.

Изменение снежного покрова Северной Евразии: тенденции и взаимодействие с На основе анализа климатических архивов за последние годы построены карты характеристик снежного покрова и их связи с атмосферными параметрами. Выявлены очаги изменений характеристик снега за последние годы по регионам Северной Евразии, в том числе с учетом сезонного хода. Проведен детальный статистический анализ отклика основных параметров снежного покрова на аномалии крупномасштабной атмосферной циркуляции в последние десятилетия. В последние десятилетия в целом по Северной Евразии наблюдается рост снегозапасов, хотя в некоторых районах они снижаются.

Наиболее значительный рост толщины снега происходит на юге Камчатки, на юге Сахалина и на северо-востоке Европейской части России. Некоторое уменьшение снегозапасов произошло в небольших районах в низовьях Лены, на юге Якутии, в Магаданской области и на юго-западе Алтая.

Выполнена серия численных экспериментов с локальной моделью сезонного метаморфизма с целью определения чувствительности к различным метеорологическим параметрам и свойствам растительного покрова. Показано, что характерная изменчивость метеорологических параметров оказывает на свойства снега преобладающее влияние по сравнению с растительным покровом.

Разработаны сценарии экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы с целью выявления вклада аномалий снежного покрова в изменчивость полей давления во внетропической зоне Северного полушария.

Работа выполнена при поддержке программы Отделения наук о Земле РАН №13.

Экстремальные климатические явления в северных регионах России на фоне Архивы климатических данных проанализированы с привлечением данных в северных регионах России за последние годы. Приводятся карты климатических характеристик за последние годы, составленные на основе архивов. Особое внимание уделяется показателям экстремальности климата, связанным с вероятностью весенних наводнений (высота снежного покрова перед началом таяния и др.). Выделены районы, в которых происходит значимое увеличение предпосылок к весенним наводнениям. Это прежде всего северная часть Европейской части России, в частности бассейн Печоры, а по некоторым показателям – верховья Вычегды и Камы. Кроме того, прирост снегонакопления, доступного для интенсивного снеготаяния, происходит в среднем течении Оби и бассейне Анабара.

Исследованы характеристики экстремальности, связанные с другими процессами в климатической системе, в частности влияющие на режим промерзания и оттаивания почв (частота переходов температуры через точку замерзания, суммы отрицательных и положительных температур в холодный сезон и т.д.). В северных регионах России в целом происходит повышение зимних температур, однако они преимущественно остаются в отрицательных значениях. Заметные изменения происходят в основном осенью и весной, что приводит к некоторому сокращению морозного сезона.

Приводятся оценки вклада механизмов атмосферной циркуляции в формирование климатических экстремумов в различные десятилетия. Разработаны показатели, отражающие влияние климатических экстремумов в северных регионах на социальноэкономическую сферу.

Работа выполнена при поддержке программы Президиума РАН П-16.

Особенности межгодовой климатической изменчивости полярных зон Земли.

В настоящей работе основное внимание уделяется объяснению причин вариации температуры, имевшей место в XX столетии, и, в особенности, похолодание в период с 1940-х – по 1970-е годы. Развивается концепция, позволяющая предложить новый сценарий возможных климатических изменений в XXI столетии.

Инструментальные данные наблюдений свидетельствуют о наличии некоторых тенденций роста и падения температуры приземного воздуха в Арктике, которые не воспроизводятся в рамках численного моделирования климата. Данные температурных изменений в Гренландии, восстановленные по изотопному составу ледяного керна за более продолжительный период (130 лет), позволяют уже говорить о некоторой квазипериодической природе изменения температуры в Арктике в XXI и XX столетиях.

Измеренные и восстановленные температуры хорошо согласуются между собой по периодам роста и падения температуры. Период инструментальных измерений температуры в Антарктиде значительно короче, чем в Арктике и поэтому были рассмотрены данные палеоклиматических исследований ледяного керна на станции Восток. В целом можно говорить о том, что в полярных зонах Земли наблюдаются некоторые квазипериодические колебания температуры. Взаимный спектральный анализ между температурными колебаниями в полярных зонах показывает, что в значительной части (периоды больше ~10 лет) колебания в Арктике и Антарктиде синфазны и когерентны (коэффициент когерентности достигает 0.6), что может говорить о глобальном характере их изменений. Показано, что изменение угловой скорости вращения Земли может рассматриваться как индикатор климатических изменений на Земле. Это дало возможность предложить сценарий для флуктуаций температуры, накладываемых на общий рост, связанный с ростом концентрации парниковых газов.

Новый сценарий возможных климатических изменений полярных зон в XXI столетии, базирующийся на композиции “парникового“ и “ротационного” эффектов фактически представляет собой линейный рост температуры, который усложнен квазипериодическими изменения с периодом 30-35 лет. С удалением от полюсов амплитуда квазипериодических колебаний должна уменьшаться и с приближением к тропической зоне прогноз изменения температуры практически не будет отличаться от прогноза МГЭИК (IPCC).

О роли океана в изменениях и изменчивости климата Земли Государственный океанографический институт Росгидромета Рассматривается вклад океанической циркуляции в формирование изменчивости и изменений климатической системы Земли. По результатам экспериментов с совместной моделью атмосферы и океана ИВМ РАН по прогнозированию изменений климата в XXI столетии показана важность роли Мирового океана в климатических изменениях, не только как индикатора этих изменений, но и как активного компонента их формирования.

Отмечено, что повышение поверхностной температуры в XXI веке наиболее существенно в Северном полушарии, особенно в Арктическом регионе и над территорией Западной Сибири, где среднегодовая температуры к концу XXI века должна возрасти более чем на 5°C, при этом потепление зимой выше, чем в летний период. Повышение температуры в Арктике должно привести в конце XXI века к существенному уменьшению площади, покрытой льдом в Северном Ледовитом океане (СЛО) (особенно в летний период), а тепловое расширение к этому времени должно вызывать повышение среднего уровня Мирового океана до 0.2 м. В силу своего географического положения Атлантический океан играет особую роль в формировании структуры глобального океанского конвейера, т.к. здесь в высоких широтах происходит формирование значительного количества глубинных водных масс. Элементом глобального конвейера в Атлантике служит меридиональный круговорот вод, называемый так же термохалинной циркуляцией (ТХЦ).

Основные механизмы ТХЦ в Северной Атлантике (СА) связаны с переносом вод Гольфстримом и Северо-Атлантическим течением в высокие широты и конвекцией в субполярном круговороте. Именно интенсивность ТХЦ определяет величину меридионального переноса тепла на север, который, в свою очередь, оказывает большое влияние на формирование климата Земли. Поэтому здесь особое внимание уделяется изучению ТХЦ в Атлантическом океане: ее движущим причинам и естественной изменчивости, ее влиянию на формирование Евразийского климата, а также вероятным изменениям ее интенсивности в XXI веке.

Обсуждаются обратные связи в системе атмосфера – океан в СА на основе изучения эволюции индекса ТХЦ, являющимся мерой ее интенсивности. Эти связи имеют сложный характер. С одной стороны эта связь положительна, если рассматривать ее одномоментно: при положительном индексе ТХЦ происходит увеличение потока тепла в атмосферу с поверхности океана в высоких широтах Северной Атлантики, утяжеление вод в верхнем слое океана за счет выхолаживания и их опускание. На их место приходит вода с юга, то есть происходит дальнейший рост индекса ТХЦ. С другой стороны, если рассматривать эту связь с запаздыванием, то она отрицательна: увеличение потока тепла с юга приводит к потеплению в верхнем слое в высоких широтах СА и, следовательно, к уменьшению индекса ТХЦ за счет замедления опускания вод с поверхности на дно.

По результатам экспериментов по воспроизведению совместной циркуляции СА и СЛО, за период с 1958 по 2006 гг. с помощью модели термогидродинамики океана, разработанной в ИВМ РАН, анализируется отклик океанической циркуляции на Североатлантическое колебание (САК), делающее большой вклад в изменчивость климата.

Показано, что интенсивность совместной циркуляции СА и СЛO тесно связана с изменчивостью индекса САК: циркуляция усиливается в периоды высокого индекса САК, и, наоборот, замедляется при его низких значениях.

Продемонстрировано, что на формирование аномалий температуры поверхности океана в переходной зоне между СА и СЛO сильное влияние оказывает интенсивность Норвежского течения.

Климат Российской Арктики в последнем тысячелетии и база данных по палеоклимату на основании изучения озёрных отложений Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Фёдоров Г.Б., Морозова Е.А., Вахрамеева П.С.

ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Озёрные отложения арктических озёр содержат палеоклиматические сигналы, обнаружение которых на основе комплексного изучения колонок донных отложений (литологический, гранулометрический, варвометрический, спорово-пыльцевой, диатомовый, геохимические анализы) начались в ААНИИ ещё 50 лет назад при исследовании озёр ЗФИ и в настоящее время продолжаются. Изучены десятки арктических озёр и сделана попытка представить пространственные и временные закономерности климатических изменений на протяжении последнего тысячелетия в Российской Арктике и субарктике. Малый ледниковый период (МЛП) начался в разное время – от 1470 г. до 1760 г. и продолжался до первой половины XX века. Время начала и окончания похолодания значительно отличаются в различных частях Арктики.

В большинстве исследуемых регионов МЛП осложнён фазой потепления продолжительностью от 40 до 220 лет. Все исследованные колонки донных озёрных отложений показывают устойчивое потепление в течение последних 140-60 лет. Таких периодов потеплений на протяжении последнего тысячелетия было несколько и тогда они не могли быть техногенными. Ещё один важный вывод, следующий из полученных материалов – это то, что за современным потеплением неизбежно последует похолодание климата в Арктике. Такие данные необходимы для прогноза климата ближайшего будущего, т.к. основаны не на 60-70 летних инструментальных наблюдениях, а на рядах протяжённостью порядка 1000 лет. Изученные колонки донных отложений составляют базу палеоклиматических данных создаваемую в ААНИИ. В конце 2009 г. на сайте института будут размещены такие данные по 20 арктическим и антарктическим озёрам.

Комплексная оценка климатических изменений в морской Арктике с Алексеев Г.В., Пнюшков А.В., Ашик И.М., Соколов В.Т.

ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Представлены результаты оценки многолетних изменений арктического климата в ХХ – начале ХХ I столетий. Рассмотрены изменения в приповерхностном слое атмосферы, состоянии вод Северного Ледовитого океана и морского ледяного покрова.

Использованы массивы отечественных и зарубежных океанографических, ледовых и метеорологических данных по Арктическому региону, включая данные Международного полярного года 2007/2008. Широкомасштабные исследования, выполненные в ходе реализации программ и экспедиций МПГ 2007/08, позволили собрать уникальные данные о характеристиках вод Арктического бассейна Северного Ледовитого океана. Вместе с полученными в 1990-2000-е годы эти данные использованы для оценки изменений в Арктическом бассейне в период развития современного потепления Арктики. Для построения полей океанографических характеристик использован метод выделения крупномасштабной составляющей поля путем согласования полученных данных с имеющимся климатическим полем. Применение предложенного метода позволило получить поля температуры, солености и характеристик структуры водных масс на большей части акватории Арктического бассейна по данным наблюдений в 1990-2008 гг.

и сопоставить их с климатом 1970-х годов.

Первая количественная реконструкция температуры воздуха теплого периода на Самые длительные непрерывные ряды метеорологических наблюдений на Кавказе охватывают немногим более столетия (например гмс Пятигорск). Для целей прогноза внутривековой и вековой изменчивости климата принципиально важно максимально продлить эти ряды в прошлое. На верхней границе леса, где прирост годичных колец деревьев тесно связан с каким-либо климатическим фактором, это в какой-то мере позволяет сделать дендрохронологический метод.

Представлена первая количественная реконструкция средней температуры июнясентября для северного макросколона западного и центрального Кавказа за период с 1800гг., построенная по дендрохронологическим данным. В условиях произрастания сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на верхней границе леса (2200-2400 м) в долине Теберды, максимальная плотность поздней древесины главным образом определяется среднемесячными температурами тёплого периода (июнь-сентябрь) гмс «Северный Клухор» и «Теберда». Представленная реконструкция выбирает 52% изменчивости этого параметра. Статистически значимая корреляция максимальной плотности сосны с температурой июня-сентября гмс Пятигорск (1891-1997), удалённой более чем на 200 км от исследуемой территории свидетельствует об устойчивости сигнала во времени и о значимости реконструкции для всей территории северного макросклона западного и центрального Кавказа. Согласно нашей реконструкции, тёплые летние сезоны отмечались в 1820-1830, 1873-1890, 1910-1925, 1945-1955, 1960-1975, 1994-2005 гг., - холодные в 1832-1872, 1938-1940, 1972-1997 гг. Интересно, что похолодание, связанное с извержением вулкана Тамбора в Индонезии (“год без лета” 1815 г.), которое проявилось в Европе, согласно дендрохронологическим реконструкциям в 1815-1818 гг., в нашей реконструкции отмечалось в 1817 г. (на 0.9°С меньше среднего многолетнего за период 1800-2005), но эта аномалия не превышает одного стандартного отклонения.

Работа поддержана грантом РФФИ № 07-05- Изменения климата центральной Антарктиды за последние 200-300 лет по результатам изотопных исследований снежной толщи в рамках проекта МПГ «Гляцио-геофизические исследования линий тока льда, Шибаев Ю.А., Екайкин А.А., Липенков В.Я., Преображенская А.В.

ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Одной из центральных научных задач проекта МПГ «Гляцио-геофизические исследования вдоль линий тока льда, проходящих через подледниковое озеро Восток»

являлась оценка современных (за последние 200-300 лет) тенденций изменений климата Антарктиды и его возможных высокочастотных (с периодами порядка 10-102 лет) вариаций. Реконструкции температуры и количества атмосферных осадков осуществлялись по разработанной нами методике на основе результатов детальных изотопных и стратиграфических исследований снежных шурфов и кернов мелких скважин, пробуренных в научных походах, с учетом новых данных о пространственной изменчивости изотопного состава и скорости накопления снега, которые были собраны в ходе выполнения этого проекта. Восстановленные временные ряды температуры и полученные оценки изменений аккумуляции снега в прошлом позволили впервые охарактеризовать общие закономерности и региональные особенности изменения климата в исследуемом районе за последние 200-300 лет. Установлено, что наиболее характерной особенностью климата Центральной Антарктиды в указанный период времени являлись квазипериодические колебания температуры (и, вероятно, количества атмосферных осадков) с типичным периодом порядка 50-60 лет, по видимому, связанные с основными индикаторами изменения климата Южного полушария (Южное колебание, Антарктическое колебание, Многолетнее тихоокеанское колебание). Циклический характер изменений климата Центральной Антарктиды в современную эпоху подтверждается результатами мониторинга температуры снежно-фирновой толщи на станции Восток до глубины 100 м.

Работы выполнялись в рамках проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан».

Исследование климатообразующих процессов в океане и атмосфере Антарктики Клепиков А.В., Радионов В.Ф., Лагун В.Е., Антипов Н.Н., Коротков А.И.

ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Длина климатических рядов лишь нескольких антарктических станций превышает 50 лет, а ряды температуры воздуха характеризуются высокой межгодовой изменчивостью, что делает процедуру определения трендов весьма проблематичной.

Величина (и даже знак) трендов в значительной степени зависит от продолжительности периода исследований. Из-за редкой наблюдательной сети обширные области внутри континента не обеспечены репрезентативными климатическими рядами. Из 15 станций с длинными рядами только на 4-х тренд является отрицательным, на 11 станциях тренд является положительным.

Рост среднегодовой температуры воздуха с 1957 г. по 2008 г. на ст. Ротера +2, °С/44 года характеризует Антарктический п-ов как крупнейший очаг потепления в Южном полушарии. Показано, что здесь рост приземной температуры сопровождается потеплением в тропосфере и похолоданием в стратосфере. Причины такого существенного потепления на западном береге Антарктического п-ва до конца не ясны.

Климатическая изменчивость в этом регионе тесно связана с изменениями, происходящими в тропической части Тихого океана (Эль-Ниньо – Южное колебание).

Сезон таяния в районе Антарктического п-ва удлиняется с потеплением, что имеет значительные экологические последствия.

Данные измерений общего содержания озона (ОСО) в период МПГ на станциях Восток, Мирный и Новолазаревская и других, а также спутниковые данные, показывают, что самой большой за последние годы озоновая дыра была в 2006 г. – 29 млн. км2. Потери общей массы озона внутри границ зоны, где ОСО меньше 200 ед. Добсона, составили мегатонн. Озоновая дыра над Антарктикой в 2007 г. была средней по площади и степени падения ОСО, при этом разрушение озонового слоя началось раньше, чем в предыдущие годы. В отдельные дни августа ОСО было самым низким для этого месяца за весь период наблюдений с 1974 г. В 2008 году полярный стратосферный вихрь был очень стабильным и озоновая дыра была одной из самых продолжительных за весь период наблюдений – ее разрушение произошло в конце декабря. Максимального размера 27 млн. км2 дыра достигла 12 сентября и до середины октября оставалась одной из крупнейших по площади за 20 лет. Дефицит массы озона составил 35 мегатонн. В целом, имеется тенденция стабилизации степени проявления отрицательной аномалии ОСО весной в Антарктике.

Исследованы интегральные и спектральные потоки радиации и характеристики прозрачности атмосферы в Антарктике. Особенностью является отсутствие за более чем 50-летний период статистически значимых трендов в поступлении суммарной радиации.

Интегральная прозрачность атмосферы существенно уменьшалась лишь после сильных вулканических извержений. В межвулканические периоды прозрачность атмосферы и аэрозольное ослабление солнечной радиации были стабильными и находились в пределах естественной изменчивости невозмущенных значений, минимальных для планеты в целом.

В океанологических работах установлен факт формирования над материковым склоном к западу от залива Прюдс антарктических донных вод. Установлено, что донные воды являются результатом смешения циркумполярной глубинной воды с холодными шельфовыми водами, образующимися вблизи шельфового ледника Эймери. Открытая нами донная вода залива Прюдс далее движется вдоль по склону на запад и вниз по каньонам и депрессиям. Температура обнаруженных донных вод составляет –0.3 до – 1.6°С, соленость 34.54 – 34.62 о/оо. Интенсивность опускания образующихся донных вод вниз по склону возрастает в западном направлении, по мере сужения шельфа и увеличения уклона его дна.

Исследована сезонная и межгодовая изменчивость толщины припайного льда и длительности периода роста - таяния припая в районе станции Беллинсгаузен. Показано, что ледовые условия в районе Юж. Шетландских островов за последние 40 лет претерпели существенные изменения. Продолжительность ледового периода сократилась в среднем с 6 до 3 месяцев, а толщина образующегося здесь льда уменьшилась втрое – с 90 до 30 см.

Воздействие космических лучей на полярную атмосферу Центральная аэрологическая обсерватория Росгидромета Частицы высоких энергий (в основном протоны), достигающие Земли после вспышек на Солнце (протонных вспышек) и попадающие в полярные области, вызывают ионизацию атмосферы на высотах ниже 100 км. Воздействие такого типа приводит к таким последствиям, как резкое увеличение электронной концентрации (и содержания других ионов) в области D ионосферы, а также, через цепочку ионно-нейтральных реакций, возмущениям нейтрального состава (в первую очередь дополнительному образованию окислов азота и радикала ОН). Теоретический анализ (Porter et al., 1976;

Solomon et al., 1981) показал, что на каждую пару ионов, образовавшихся при торможении солнечных протонов в атмосфере образуется приблизительно одна молекула «нечетного азота» и две молекулы ОН. Далее эти дополнительные молекулы интенсифицируют химические каталитические циклы разрушения озона:

В лаборатории химии и динамики атмосферы ЦАО выполнен цикл работ по исследования отклика нижней ионосферы и озоносферы на наиболее мощные солнечные протонные события (СПС) 23-го цикла активности Солнца. С помощью глобальных трехмерных численных моделей были реализованы сценарии воздействия солнечных протонных событий (СПС) на химический состав, температуру и циркуляцию. Для расчетов скоростей ионизации были использованы данные спутников GOES о потоках солнечных протонов в различных каналах энергий. Показано, что наиболее мощные СПС сильно разрушают озон в полярной стратосфере и мезосфере, что приводит к изменениям циркуляции и температурного режима, причем изменения в циркуляции достигают более низких широт и могут иметь долговременные последствия в озоносфере. Численное фотохимическое моделирование изменений в области D ионосферы показало так же, что в период СПС электронная концентрация увеличивается на 3-4 порядка величины, достигая значений, характерных для области F. Расчеты показали, что обусловленные протонной активностью Солнца крупномасштабные изменения захватывают и более низкие широты. Реализованная технология, основанная на использовании глобальных трехмерных моделях химического состава, температурного режима и циркуляции, позволяет осуществлять мониторинг (и прогноз) состояния озоносферы.

Роль полярных морей в распределении углекислого газа между гидросферой и Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Атмосфера Земли служит зоной транзита, через которую осуществляется сток в океан и в биосферу углекислого газа, поступающего из разных источников (эндогенный, биогенный, антропогенный, геохимический и др. Средний прирост содержания СО2 в атмосфере в настоящее время вдвое меньше антропогенного выброса 3,1 ppm/год (7,5 ГтС) и составляет около 3 ГтС (1,4 ppm). Содержание СО2 растет в зимний период и понижается в летний, а амплитуда колебаний в Северном полушарии изменяется от 15ppm в полярных широтах до 2-5 ppm на экваторе. В Южном полушарии межсезонные колебания содержания СО2 носят аналогичный характер, однако их амплитуда не превышает 5-7 ppm, а вариации содержания газа имеют неустойчивый характер.

Направленность регистрируемых изменений содержания СО2 противоположна тем, что следовало ожидать согласно закону растворимости Генри–Дальтона: при межсезонных изменениях температуры воды в слое перемешивания содержание СО2 в атмосфере должно понижаться в зимний период и повышаться в летний. Это свидетельствует о том, что суммарная роль других факторов в сезонных изменениях содержание CO2 оказывается не только сравнимой, но даже превышает масштабы сезонных колебаний поглощения газа слоем перемешивания в каждом из полушарий. Такими факторами могут служить внутригодовые изменения площади морских льдов, антропогенного выброса, разложения и фотосинтеза биоты.

Перекрытие арктических морей ледяным покровом ограничивает сток атмосферного углекислого газа, вследствие чего содержание углекислого газа в атмосфере полярной зоны должно возрастать. При сходе сезонного ледяного покрова в слое перемешивания может раствориться более 2,5 ГтС. Из арктической атмосферы, даже при падении содержания СО2 на 10 ppm ниже среднегодового значения, может поступить лишь 1,7 ГтС. Заполнение дефицита углерода в атмосфере над Северным Ледовитым океаном и в его слое перемешивания происходит за счет горизонтального воздухообмена и “высасывания” СО2 из атмосферы умеренных и тропических широт. При этом парциальное давление СО2 в атмосфере Северного полушария понижается относительно зимнего уровня на 2 ppm, а доля Северного Ледовитого океана в поглощении избыточного количества углерода, накопившегося над всем Северным полушарием в осенне-зимний период, возрастает до 25%. К началу следующего зимнего сезона содержание СО2 в атмосфере Северного полушария остается повышенным по сравнению с предыдущим годом на 1,4 ppm, что соответствует 18% ежегодного зимнего накопления углекислого газа.

В результате другие природные стоки утилизируют в весенне-летний период лишь 57% осенне-зимнего накопления СО2. Это растворение СО2 в слое перемешивания на 86% акватории океанов Северного полушария, возможное превышение летнего фотосинтеза над разложением отмершей биоты и летнее снижение антропогенного выброса. В целом, климатический эффект ежегодных вариаций содержания атмосферного СО2, обусловленного, в основном, природными факторами можно охарактеризовать как снижение континентальности климата, особенно в полярном регионе, заключающееся в снижении суровости зимних климатических условий и в некотором похолодании летнего периода. Необходимо также отметить, что снижение растворимости СО2, вызванное потеплением климата и повышением температуры поверхностного слоя океана ответственно за какую-то часть современного возрастания концентрации СО2 в атмосфере (около 10%) и в силу обратных связей за определенную часть происходящего глобального потепления.

Оценки влияния эмиссий от пожаров на территории России в 2003-2008 гг. на состав тропосферного воздуха в субполярных и полярных районах.

К.Б.Моисеенко, А.В.Вивчар, Н.В.Панкратова В докладе представлены результаты оценки атмосферных эмиссий различных соединений от пожаров для ряда регионов, охватывающих всю территорию России, за пожароопасный период (март-октябрь) с 2003 по 2008 гг. Для оценки площади пожаров использовались данные приборов MODIS, осуществляющих дистанционное зондирование поверхности Земли с борта спутников NASA Terra и Aqua. Надежность пространственновременной локализации очагов эмиссий обеспечивалась за счет комбинации суточных данных о температурных аномалиях Active Fire Products MOD14/MYD14 на регулярной сетке с разрешением 1км и ежемесячных данных об изменении отражающих свойств земной поверхности Burned Area Product MCD45 на сетке 500м. Данные о плотности биомассы в различных экосистемах, о полноте сгорания биомассы и об эмиссионных соотношениях для различных соединений были взяты из материалов публикаций.

Проанализирована сезонная и межгодовая изменчивость эмиссий моноокиси углерода (СО), как одного из важнейших индикаторов загрязнения атмосферы продуктами горения.

Рассчитанные поля эмиссий СО были использованы для оценки влияния лесных пожаров на баланс моноокиси углерода в тропосфере в Северной Евразии, включая районы Арктики. Результаты количественных оценок, выполненных на основе лагранжевой модели переноса HYPACT и гидродинамической модели RAMS, сопоставлены с данными наблюдений на станции Зотино (Красноярский Край) и спутниковыми данными. На основе полученных результатов проанализированы направления преобладающего выноса продуктов горения из различных географических областей при региональном переносе, определены географические районы, пожары в которых оказывают наибольшее влияние на увеличение СО с субполярных и полярных районах.

В заключении приведены соображения о репрезентативности выполненных оценок и намечен план дальнейшей работы.

Исследование взаимодействия атмосферы и подстилающей поверхности в полярных Репина И.А., Артамонов А.Ю., Смирнов А.С., Кузнецов Р.Д.

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН В докладе рассматриваются результаты выполнения проектов «Проведение экспериментов на станции Беллинсгаузен в летние сезоны 2007-9 годов.» и «Экспериментальное исследование энергетического взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью различных типов в Северном ледовитом океане» в рамках программы участия Российской федерации в проведении Международного полярного года, а также российско-голландского проекта «Перенос тепла, массы и импульса при воздействии катабатических ветров над ледниками: разработка граничных условий для климатических моделей».

На станции Беллинсгаузен в измерения проводились в летне-осенний период. Это время характеризуется интенсификацией процессов энергообмена над островом, связанных с большими градиентами температуры в приповерхностном слое атмосферы и активной циклонической деятельностью.

Получены значения параметра шероховатости поверхности для разных секторов направления ветра по отношению к месту крепления приборов и для снежной поверхности. Также получены значения коэффициентов обмена для потоков тепла и импульса. Предложены параметризации, полученные на основании экспериментальных данных. Проведено сравнение результатов измерений за 5 сезонов. Выявлена межгодовая изменчивость процессов энергообмена.

Во время экспериментов в Северном Ледовитом океане (проект NABOS) получены следующие результаты: значения потоков турбулентных тепла, импульса и углекислого газа над различными поверхностями; исследовано влияние торосов и снежниц на энергои газообмен поверхности с атмосферой, исследованы теплофизические свойства различных типов льда.

Измерения, проведенные в апреле 2009 года на Шпицбергене (ледник Конгсвеген) позволили исследовать динамику приземного слоя атмосферы в режиме катабатических ветров как непосредственно на леднике, так и на удалении от него.

Работы проводятся в рамках международных проектов COMPASS (N 267), IAOOS (N 14), а также при поддержке ФЦП «Мировой океан» (подпрограмма «Изучение и исследование Антарктики»), проекта Президиума РАН «Природные процессы в полярных областях Земли и их вероятное развитие в ближайшие десятилетия» и Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 08-05-00099).

Оценка береговых деформаций на реках приполярных и полярных областей при прохождении волн половодья и попусков гидротехнических сооружений Формирование наиболее значительных береговых деформаций на северных реках часто связано с воздействием волн половодья и попусков в нижних створах гидротехнических сооружений. Проведение натурных исследований гидродинамики потоков и процессов береговых деформаций в условиях резкой нестационарности течений, и особенно в период формирования ледовых заторов, крайне затруднено.

Лабораторное моделирование связано с еще более значительными трудностями из-за невозможности выполнения всех критериев подобия одновременно. В связи с этим одним из наиболее эффективных способов изучения воздействия ледяного покрова на руслоформирование и абразию берегов под воздействием волн возмущения различного происхождения является математическое моделирование.

Для оценки береговых деформаций, вызванных волнами половодья и попусков в условиях ледового режима, разработана двухмерная продольно-поперечная модель, учитывающая возможность формирования ледовых заторов. Численные эксперименты по модели показали, что ледовый режим значительным образом влияет на руслоформирование. Характер и объем береговых деформаций, вызванных прохождением волн попусков при ледовом режиме, особенно при образовании ледовых заторов существенным образом различаются в открытом русле.

Разрушение и истирание берегов происходит вследствие воздействия на них крупных ледяных глыб при вскрытии ледового покрова и прохождении заторов.

Представленная модель позволяет рассчитать подъем уровня воды и вместе с ним подъем покрывающего ее припайного льда, спрогнозировать наиболее мощный вывал льда на берега при заторе той или иной мощности. С ее помощью можно определить участки берега, наиболее подверженные разрушению при контакте со льдом.

Сценарный прогноз изменения речного стока в бассейне р. Лены В основе методологии прогноза гидрологических последствий изменения климата лежит модель месячного водного баланса, разработанная в Институте географии РАН (Georgiadi, Milyukova, 2000, 2009; Георгиади, Милюкова, 2002, 2006). Она прошла апробацию в разных природных зонах России и показала надежность при воспроизведении современного речного стока и его сценарных изменений на уровне средних и крупных речных бассейнов.

В качестве климатического сценария используется диапазон возможных климатических изменений для среднемноголетних условий периода 2010-2039 гг., который определяется по результатам осреднения численных расчетов отклонений климатических элементов от их современных значений, проведенных на ансамбле из климатических моделей, исходящих из двух контрастных сценариев мирового социальноэкономического развития (А2 и В1), включенных в программу последнего эксперимента 20C3M-20th Century Climate in Coupled Models (Meehl et al, 2007), проведенного в рамках программы Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и отобранных на основе сравнения наблюденного и модельного современного климата (Кислов и др., 2008).

Согласно обоим сценариям (А2 и В1) в центральной равнинной части бассейна реки Лены в условиях первой трети века можно ожидать весьма сходного повышения среднегодовой температуры воздуха, находящегося в пределах 1.6-1.70С. Сценарии изменения среднегодового атмосферного увлажнения предсказывают его увеличение в пределах 28-54 мм. Особенность внутригодового распределения изменений атмосферного увлажнения в бассейне Лены состоит в том, что наибольший рост осадков может происходить в теплую часть года. В то же время наибольший рост температуры воздуха характерен для холодной части года, тогда как в теплую часть года вероятно существенно меньшее и равномерное во времени ее повышение.

Расчеты, проведенные на модели месячного водного баланса Института географии РАН, показали, что в центральной равнинной части бассейна р. Лены в случае реализации сценариев А2 и В1 в первой трети текущего столетия наиболее вероятно слабо заметное повышение годового стока (в пределах 3-4%). Однако потепление климата может вызвать существенную трансформацию внутригодового распределения речного стока, которая характеризуется компактным трансформацией путем перераспределения стока в течение половодья, пик которого сместится на более ранние сроки. При этом произойдут незначительные изменения максимального месячного стока в период половодья. Для условий сценария В1 возможно его снижение, а при сценарии А2 можно ожидать его роста.

Характеристика водоемов и водотоков оазиса Ширмахера (Восточная Антарктида) по материалам гидрологических и георадиолокационных исследований в период Федорова И.В.1, Саватюгин Л.М.1, Крылов С.С.2, Романовская М.В. ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Санкт-Петербургский государственный университет, За время летнего сезона (ноябрь 2008–февраль 2009 гг.) в Восточной Антарктиде был выполнен комплекс работ по изучению гидрологического и гидрохимического режима озер и ручьев оазиса Ширмахера. Использовались стандартные методы гидрометрических исследований, выполнены экспресс-анализы по определению гидрохимических параметров, а также проведены георадиолокационное зондирование на снежниках и прилегающем ледниковом покрове.

Летний сезон (54-я РАЭ) был относительно холодным, что отразилось на малом стоке с территории оазиса. Уровень воды в ручьях повысился всего на… см, не произошло вскрытие многих водоемов ото льда. В местах, где ежегодно прорываются талые воды ледника, вода скопилась в теле снежников, но разгрузки также не произошло.

По гидрохимическим данным можно отметить увеличение солености некоторых внутренних водоемов оазиса, защелачивание большинства озер, особенно прилежащих к полярным станциям. Так, например в 1976 году рН вод озера Станционного был равен 6,12, а в 2009 году 8,8. Максимальное значение минерализации составляло порядка 1,5 г/л.

Содержание растворенного кислорода в водоемах оставалось на протяжении всего летнего сезона в среднем 12 -14 мг/л. Гидрохимический тип вод по классификации О.А.Алекина для большинства даже ультрапресных озер - хлоридно-натриевый, самый редко встречающийся тип – сульфатные воды.

В ходе 54 сезона РАЭ в оазисе Ширмахера впервые проводились георадиолокационные исследования на снежниках, озерах и эпишельфовых водоемах.

Результаты анализа георадарных профилей позволяют судить о толщине льда озер, трещинах в ледовом покрове прилегающих к оазису территорий покровного и шельфового ледников, рельефе дна и мощности донных отложений.

На геофизическом профиле оз. Глубокого четко видна граница ледяного покрова озера, снежник и дно водоема. В том месте, где ежегодно происходят прорывы озера после накопления на поверхности водоема талых ледниковых и снежниковых вод, на профиле отчетливо просматривается неоднородная структура в толще снежника и формирующаяся трещина. На других профилях видны русла внутриснежниковых водотоков. В теле снежника имеется полость, заполняемая талой водой, что находит свое отражение в георадарных профилях в виде неоднородной структуры сигналов и изображения «пещер», местоположение которых меняется во времени.

Таким образом, исследования оазиса Ширмахера во время 54-й РАЭ показали изменения в гидрологическом и гидрохимическом режиме водоемов и водотоков, произошедшие в последние десятилетия, а выполненные георадиолокационные измерения дали ряд новых сведений о формировании внутриснежниковой гидрографической сети.

Влияние речных и морских факторов на структуру водотоков дельты реки Печора Исследование динамики речного стока в дельтах рек циркумполярных регионов, формирующихся в зоне вечной мерзлоты, – важная научная проблема. Дельты крупных рек – это динамичная и контрастная система, основное аккумулирующее звено на пути водной миграции речных наносов и одновременно – арена борьбы приносимого рекой тепла и холода Арктических морей.

Строение и интенсивность изменения структуры русловой сети зависит от многих факторов. Сток воды является носителем энергии русловых потоков. Он определяет обводнённость пойменно-русловых комплексов дельтовых ландшафтов и вероятность их расчленения водотоками. Многолетние колебания стока воды и наносов влияют на усложнение или упрощение структуры русловой сети, изменение пропускной способности отдельных русел, скорость устьевого выдвижения дельтовых проток и островов. Морское волнение и течения воздействуют прежде всего на морской край дельты, на процессы его выдвижения или деградации.

Цель данной работы – изучение взаимодействия морских и речных факторов в дельте реки Печора. Структура водотоков в дельте Печоры разнообразна и сложна.

Формируются три системы водотоков: Печоры, Печоры Малой и Печоры Большой. На всем протяжении этих систем происходит рассредоточение (дивергенция) стока.

Исключение составляет Большая Печора, водоносность которой в среднем возрастает от истока к морскому краю дельты. В системе водотоков дельты Печоры самыми длинными является Большая Печора – 116,91 км. Самые короткие водотоки – Месин Шар – 4,07 км и Неволин Шар – 12,68 км. Ширина водотоков изменяется от 7,18 км (Большая Печора) до 0,7 км (Конзер Шар).

Определена зависимость между условным порядком и средним многолетним расходом воды (водоносностью) для дельтовых водотоков Печоры. Использование порядков водотоков позволило получить схему строения русловой сети дельты. Размер водотоков охарактеризован с помощью условных порядков водотоков (Ny) и диапазонов их изменения (N). Величина N в дельте Печоры составляет в среднем 7,4, что свидетельствует о разнообразии размеров водотоков, значительном рассредоточении стока и дроблении главного русла реки на более мелкие элементы. Лишь в Большой Печоре значения N близки к нулю. Это связано с процессом конвергенции стока, т.е.

увеличением стока от вершины к устью в системе Большой Печоры.

Для дельты р. Печоры определено также общее количество водотоков различного размера, густота их сети, узлы слияния и деления элементов русловой сети, рассчитаны уровни бифуркации. В дельте Печоры присутствуют 3 узла слияния, что приводит к к перераспределению стока из одной системы в другую.

С применением ГИС-технологий проведено совмещение разновозрастных карт и снимков (с временным интервалом около 50 лет), что позволило проследить динамику развития дельты р. Печоры. За период времени с начала 50-х годов ХХ века заметно обмелели главные протоки дельты. Эти результаты нельзя объяснить сезонными различиями гидрологического режима, так на картах показан меженный уровень и создавались они в относительно маловодные годы, а современные космические снимки сделаны в июле, в конце половодья. Активный сток взвешенных наносов привел к появлению новых островов и увеличению площадей старых островов морского края дельты Печоры.

Работы проводятся при финансовой поддержке Программы ОНЗ РАН № «Эволюция криосферы в условиях меняющегося климата».

О разработке Программы участия Российской Федерации в Международном ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Идея проведения Международного Полярного десятилетия (МПД), высказанная на 60-й сессии Исполнительного Совета Всемирной Метеорологической Организации (ВМО), единодушно поддержана 40 членами Исполнительного Совета, представляющими ведущие страны всех регионов мира, Международной конференцией «Полярные исследования - перспективы изучения Арктики и Антарктики в период Международного Полярного года» (2008, Санкт-Петербург, Россия) и Министерской декларацией Арктического совета (2009, Тромсе, Норвегия), Объединенным комитетом Международного полярного год (МПГ) 2007/08 Международного совета по науке (МСНС) и ВМО. Стимулом для проведения МПД служат результаты МПГ 2007/08, проведенного под эгидой МСНС и ВМО.

Решением Морской коллегии при Правительстве Российской Федерации Росгидромету, совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и РАН, поручена подготовка Программы участия Российской Федерации в Международном полярном десятилетии.

Геоморфологический анализ коренного рельефа района подледникового озера Полярная морская геологоразведочная экспедиция Общепринято, что наиболее перспективный путь изучения коренного рельефа, безотносительно к району исследований, это геоморфологический анализ. Применительно к перекрытых ледником областям это утверждение также справедливо. Однако интерпретация данных осложняется отсутствием возможности изучения рельефа прямыми методами. Данное обстоятельство не позволяет в полной мере применять накопленый опыт классической геоморфологии, что, однако, не умаляет прочих возможностей метода.

В течение последних лет, в рамках национального проекта МПГ, осуществлялось изучение коренного рельефа района подледникового озера Восток (Восточная Антарктида). В ходе этой работы выполнен геоморфологический анализ и составлен комплект интерпретационных карт, отражающих особенности строения коренного рельефа.

Работа выполнена в рамках и при финансовой поддержке проекта 2 подпрограммы "Антарктика" ФЦП "Мировой океан", а также Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 07-05-00401а).

О радиолокационном обнаружении отражений от дна антарктических Попов С.В. 1, Черноглазов Ю.Б. 1, Свечников Е.Л. 2, Жабко Г.П. Полярная морская геологоразведочная экспедиция Санкт-Петербургский государственный технический университет Изучению подледниковых водоёмов Антарктиды придаётся большое значение. В течение последних десяти лет, в том числе и в рамках национальных проектов МПГ, авторы занимаются исследованием этих объектов посредством проведения наземных полевых работ. За это время ими обнаружено более двадцати подледниковых водоёмов.

Морфология подлёдного рельефа в этих районах показывает, что глубина большей их части, по всей видимости, не превышает 20-30 м.

Оценки, выполненные, в частности, в 1970-х годах сотрудниками отдела физики льда ААНИИ, показывают, что при глубинах до 15 м возможно успешное лоцирование водоёмов посредством имеющейся радиолокационной аппаратуры. Тем не менее, на временных радиолокационных разрезах, полученных в ходе полевых работ, целевых границ, которые могли бы соответствовать дну водоёмов, выявлено не было при применении стандартного метода обработки. Этот факт, сам по себе, может нести важную информацию, в частности о том, что вода в них имеет значительную минерализацию (вследствие чего, коэффициент поглощения электромагнитных волн в ней существенно увеличивается) или их дно сложено рыхлыми отложениями значительной мощности (что приводит к уменьшению коэффициента отражения электромагнитных волн от его дна).

Авторами были заново проанализированы имеющиеся радиолокационные данные, полученные в районах подледниковых водоёмов и выполнено математическое моделирование распространения электромагнитных волн в обсуждаемых средах при различных параметрах. В лабораторных условиях были уточнены электрофизические характеристики природной воды с различной степенью минерализации. Кроме того, выполнены эксперименты, имитирующие реальные условия проведения радиолокационных работ. На основании указанных комплексных исследований сделаны выводы о принципиальной возможности получения отражённых сигналов от придонных участков подледниковых водоёмов.

Работа выполнена в рамках проекта 2 подпрограммы "Антарктика" ФЦП "Мировой океан" при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (гранты РФФИ № 07-05-00401а и № 08-05-10038к в ПМГРЭ).

Результаты изучения строения ледяного керна из скважины 5Г-1 в интервале глубин Преображенская А.В., Полякова E.В., Липенков В.Я.

ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Завершены непрерывные исследования строения озерного льда по всей длине колонки поднятого керна скважины 5Г-1 до глубины 3666 м. Они включали измерения размера и ориентировки ледяных кристаллов, определение концентрации во льду замерзших «водных карманов» и повторный (после 1998 г.) подсчет количества минеральных включений в керне. Анализ полученных данных показал, что, вопреки ранее сложившимся представлениям, озерный лед 1 (интервал глубин 3538-3609 м), содержащий включения донных осадков озера и характеризующийся обилием «водных карманов», на самом деле, весьма неоднороден в отношении распределения количества и размера указанных включений по глубине, а, следовательно, – и по степени своей ценности для геохимических, минералогических и биологических исследований. В частности, в пределах толщи озерного льда 1 выделяются два слоя 3548-3553 м, 3606м с повышенной концентрацией наиболее крупных включений донных осадков озера Восток. Абсолютно уникальным по обилию и крупности минеральных включений для всего разреза толщи ледникового льда 1 является тонкий 20-см слой, залегающий на глубине 3606,30-3606,50 м. В этом слое обнаружено сразу 5 минеральных агрегатов размером по 4-5,5 мм, каждый из которых содержит включения белого цвета, по внешнему виду напоминающие газовые гидраты. Проведены детальные исследования переходной зоны между ледниковым льдом атмосферного происхождения и конжеляционным льдом, образовавшимся из воды озера Восток (интервал керна 3536м). Они показали, что по газосодержанию льда граница между двумя разными по происхождению льдами залегает на глубине 3536,9 м, что на 1,7 м выше глубины залегания этой границы, установленной по данным об изотопном составе керна (3538,6 м).

Суб-горизонтальная ориентировка с-осей ледяных кристаллов, обнаруженная в нижней части изученного разреза озерного льда 2, отвечает классическому закону геометрического отбора зерен, в соответствии с которым преимущественное развитие в процессе ортотропного роста имеют кристаллы, ориентированные своими побочными осями а (с которыми совпадают направления максимальной скорости роста кристаллов) в направлении перпендикулярном фронту кристаллизации. Известно, что такая ориентировка образуется в условиях, когда к фронту кристаллизации обеспечен постоянный приток переохлажденной воды. Таким образом, особенности строения озерного льда 2 свидетельствуют о достаточно интенсивном поступлении в район образования этого льда переохлажденной талой воды из северных частей озера.

Исследования выполнены в рамках проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан».

Мониторинг рисков гляциального генезиса в высокогорье.

Котляков В.М., Носенко Г.А., Осипова Г.Б., Рототаева О.В.

В связи с потеплением климата возрастают природные риски, связанные с криосферными явлениями, в том числе риски гляциального генезиса в высокогорье. В результате сокращения большинства горных ледников возникают приледниковые озера, прорывы которых являются причиной опасных селей. Примерами гляциальных селей могут служить прорывы озер на леднике Башкара, сели в долине реки Герхожансу, приведшие к разрушениям в г.Тырныауз и др. Потенциальную опасность представляют также прорывы озер, образующихся в результате подвижек пульсирующих ледников. В долине р. Сауксай в бассейне р. Вахш на Памире нами проводится мониторинг четырех пульсирующих ледников. При подвижках ледников, происходивших в разные годы, их языки перегораживали долину реки всего несколько часов. Однако возможна ситуация, когда все ледники этой долины активизируются одновременно, и тогда объёмы воды и селевого материала могут быть значительны. И это опасно, поскольку на р. Вахш планируется завершение строительства Рогунской ГЭС.

С 2001 г. по настоящее время происходит подвижка ледника Географического общества на Памире. В начале прошлого века его язык выдвигался в долину р. Абдукагор и образовывал подпрудное озеро объёмом около 50 млн. м3. По некоторым сведениям, прорывы этого озера были катастрофическими для жителей Ванчской долины. К марту 2008 г. ледник продвинулся на 750-800 м. Мы проводим и будем продолжать космический мониторинг этого ледника, используя главным образом снимки ASTER.

Самая известная гляциальная катастрофа произошла на леднике Колка, когда в ночь на 20 сентября 2002 г. его тело почти целиком выбросило из ледникового цирка.

Около 80 млн. тонн льда и камней в течение нескольких минут пронеслись вниз по долине, и были остановлены узким ущельем Бокового хребта. Здесь уже через несколько минут образовался мощный ледово-каменный завал, перегородивший боковую долину, и возникшее озеро вскоре поглотило целый посёлок. Эта катастрофа унесла жизнь человек.

Описанные катастрофы показывают, как важен мониторинг подобных событий.

Мы продолжаем развивать высказанную еще в 1980-х годах идею создания наземновоздушно-космической службы наблюдений за снегом и льдом и более глубокого изучения криосферы – одной из важных составляющих природной среды, зависящей от климатических изменений и в свою очередь оказывающей самое непосредственное влияние на климат и его возможные изменения.

Работа проводится при поддержке гранта РФФИ 07-05-00232 и программы НШЭволюция и динамика криогенных полугидроморфных почв тундры Мергелов Н.С.1, Водяницкий Ю.Н.2, Горячкин С.В. Содержание и состав (гидр)оксидов железа в почвах и почвообразующих породах (отложения лёссово-ледового комплекса) Колымской низменности оказывают решающее влияние на способность минерального субстрата к трансформации под воздействием глеевых процессов. Холодный тон криогенных суглинистых полугидроморфных почв тундры низовий Колымы обусловлен не только актуальной редукцией Fe, но и цветом литогенной матрицы, содержащей малое количество (гидр)оксидов железа. В профиле современных почв Колымской низменности сочетаются два фронта оглеения – реликтовый и актуальный. Первый представлен в основном морфотипом редуцированного глея над мерзлотой, второй – окисленным глеем, либо глееватым горизонтом в верхней части профиля. Реликтовая составляющая заключается в том, что современные почвы развиваются на обезжелезненных субстратах, сформированных во время оптимума голоцена при участии восстановительных процессов. Окислительные процессы, получили развитие уже после завершения периода термического оптимума. Однако они были недостаточно интенсивны, чтобы высвободить большие количества несиликатного железа. На фоне бедной (гидр)оксидами железа литогенной матрицы получает развитие актуальный процесс оглеения, низкой интенсивности и без яркого морфологического проявления, характерного для субстратов богатых (гидр)оксидами железа.

Благодаря своему промежуточному положению в ландшафте между автоморфными почвами с четко выраженным окислительным трендом и восстановленными гидроморфными, полугидроморфные разности позволяют изучить соотношение окислительных и восстановительных процессов. Исследования полугидроморфных криогенных почв дренированных аласов (мыс М.Чукочий, тундра) показали, что развитие данных почв c момента схода озера происходило в двух накладывающихся друг на друга, но противоположных и разноскоростных трендах - окислительном и восстановительном.

Окислительный тренд обусловлен эволюцией ландшафта на уровне мезорельефа (озероалас-дренированный алас) и изменением макроклиматических условий, он сопровождается оксидогенезом Fe низкой интенсивности. Восстановительный тренд обусловлен изменениями микрорельефа, сезонными климатическими флуктуациями и сопровождается развитием актуальных глеевых процессов.

Основные итоги исследований подледникового озера Восток Липенков В.Я.1, Булат С.А.2, Васильев Н.И.3, Екайкин А.А.1, Лейченков Г.Л.4, Масолов В.Н.5, Полякова Е.В.1, Попков А.М. 5, Попов С.В.5 Преображенская А.В.1, Саватюгин Л.М.1, Саламатин А.Н.6, Сократова И.Н.1, Шибаев Ю.А. ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Санкт-Петербургский государственный горный институт (Технический Университет) В период МПГ изучение подледникового озера Восток осуществлялось методами дистанционных геофизических исследований и посредством структурных, биологических и геохимических анализов кернов озерного льда, которые были подняты на поверхность в результате продолжения глубокого бурения антарктического ледникового покрова на станции Восток. Завершено создание карт толщин ледникового покрова, водного слоя и высот коренного рельефа по материалам сейсмических и радиолокационных зондирований, выполненных в районе озера Восток. На станции Восток проведены работы по ликвидации аварии в глубокой скважине. Для осуществления обхода аварийного снаряда, оставленного на забое скважины 5Г-1, разработана и впервые в мировой практике успешно применена технология забуривания нового ствола скважины механическим снарядом с заданной глубины из аварийной скважины. Глубина новой скважины 5Г-2 на момент завершения работ сезонной 54 РАЭ составила 3598,6 м.

Получен большой объем новых данных о строении, общем газосодержании, изотопном и биологическом составе озерного льда, а также минералогическом составе включений донных осадков озера до максимальной глубины, достигнутой скважиной 5Г-1 (3666,6 м).

Сопоставление этих данных с модельными расчетами возраста и условий образования озерного льда позволило более точно определить участки линии тока ледника, проходящей через скважину, на которых происходило формирование различных слоев льда, представленных в керне. Биологические исследования образцов снега, отобранного в районе станции Восток, показали чрезвычайно низкую (практически нулевую) поверхностную микробную биомассу в этом районе Антарктиды, что свидетельствует о невозможности занесения жизни в подледниковое озеро сверху через ледниковый покров.

Получены новые доказательства существенного вклада гидротермальных вод в общий водный баланс озера Восток, а также свидетельства неполного перемешивания вод, поступающих из различных источников, с резидентной водой озера. Критический обзор результатов исследований льда озера Восток показывает, что только проникновение в озеро с отбором проб подледниковой воды позволит получить ответы на ключевые вопросы, касающиеся гидрологического, газового, изотопного и биологического режимов этого уникального водоема. Благодаря работам, проведенным в период МПГ, были созданы условия для нормального продолжения бурения скважины 5Г-2 с отбором ледяного керна, что дает возможность обоснованно планировать дальнейшие этапы подготовки и осуществления первого проникновения в подледниковое озеро Восток.

Работы выполнялись в рамках Проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан».

Подлёдный рельеф, рельеф дна и толщина водного слоя подледникового озера Масолов В.Н.1, Попов С.В.1, Попков А.М.1, Лукин В.В. Полярная морская геологоразведочная экспедиция Авторский коллектив на протяжении почти 15 лет изучает подледниковое озеро Восток с помощью комплекса наземных геофизических методов, включающих наземное радиолокационное профилирование и сейсмические зондирования МОВ. Данная работа по изучению этого природного феномена выполняется в рамках национального проекта МПГ. Работами 53 РАЭ завершён важный этап изучения района подледникового озера Восток как географического объекта и в настоящее время осуществляется обобщение геофизических материалов. Одним из его результатов к настоящему времени стало составление окончательного варианта трёхмерной модели этого района. Последняя включает в себя ледниковый покров, подлёдную поверхность, водное тело и коренной рельеф. Их обсуждению посвящается представляемое научное исследование.

Работа выполнена в рамках и при финансовой поддержке проекта 2 подпрограммы "Антарктика" ФЦП "Мировой океан", а также Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 07-05-00401).

Результаты исследований гидрологического режима подледникового озера Восток по ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Обнаружение подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде признано одним из наиболее значительных географических открытий XX века. Уникальность этого озера связана с его большими размерами – на сегодняшний день оно остается крупнейшим известным подледниковым водоемом планеты – и продолжительным (более миллиона лет) временем изоляции от атмосферы и поверхностной биоты Земли. В настоящее время изучение озера Восток в основном ведется дистанционными геофизическими методами.

Единственным на сегодняшний день источником экспериментальных данных о составе воды и гидрологическом режиме подледникового водоема является керн озерного льда (замерзшей воды озера), который был поднят из скважины 5Г-1 с глубины более 3538 м на российской внутриконтинентальной станции Восток.

В работе дан краткий обзор основных результатов изотопных исследований ледяного скважины 5Г-1 в интервале глубин 3538-3650 м. Показано, что изменчивость изотопного состава льда по глубине несет в себе ценную информацию об источниках воды и степени ее перемешивания в подледниковом водоеме, а также – в сочетании с данными о газовом составе керна – о механизмах формирования озерного льда, намерзающего на нижнюю поверхность ледникового покрова за время его движения над озером. В частности, установлено, что, помимо талой ледниковой воды, заметный вклад в водный баланс озера вносят гидротермальные воды. Наличие мелкомасштабных (по сравнению со временем оборота воды в озере) колебаний изотопного состава льда говорит о неполном перемешивании вод, поступающих из различных источников, с резидентной водой озера. В докладе обсуждаются перспективы будущих исследований изотопного и гидрологического режимов подледникового озера по новому керну, который будет получен в ходе продолжения бурения скважины 5Г-2 и реализации проекта проникновения в озеро Восток, а также по пробам подледниковой воды.

Работа выполнена в рамках Проекта 2 подпрограммы «Антарктика» ФЦП «Мировой океан».

О гидродинамическом моделировании циркуляции подледникового озера Восток ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Представлены предварительные результаты моделирования циркуляции и теплового режима подледникового озера Восток, полученные при помощи специально разработанной трехмерной гидродинамической негидростатической модели в переменных завихренность – векторный потенциал. Обсуждаются преимущества использованной модели перед гидродинамическими моделями, применявшимися для моделирования циркуляции озера другими авторами. Приводятся рассчитанные схема циркуляции и распределение температуры воды в озере, а также распределение потока тепла на его ледяном потолке. Рассматриваются расчетные оценки скорости намерзания и таяния воды на нижней поверхности накрывающего озеро ледника. Представлены результаты моделирования воздействия на циркуляцию гипотетического термального источника, возможность существования которого подтверждает обнаружение термофильных бактерий в керне, содержащем конжеляционный лед, образовавшийся из озерной воды.

Исследования выполняются в ходе работ по проекту № 2 «Комплексные исследования уникального подледникового озера Восток, включающие проникновение в озеро с отбором проб озерной воды, и гляциологические исследования Антарктики», в рамках реализации подпрограммы «Изучение и исследование Антарктики» Федеральной целевой программы «Мировой океан», при поддержке гранта РФФИ № 09-05-00820_а.

Химический состав снежного покрова по пути следования СПГ в 53-й РАЭ Хождер Т.В. 1, Голобокова Л. П. 1, Онищук Н.А. 1, Артемьева О.В. 1, Липенков В.Я. 2, ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»

Загрязнение снежного покрова происходит обычно в два этапа: первичное - в процессе образования снежинок в облаке и их выпадения на поверхность и вторичное – в результате поступления веществ из подстилающей поверхности. В условиях Антарктиды вторичное загрязнение снежного покрова можно исключить. Выбрасываемые в атмосферу вещества в виде газовых и аэрозольных примесей при воздушном переносе подвергаются различным превращениям, переходя в водорастворимые формы. Обводненные аэрозоли обогащаются содержащимися в атмосфере парами кислот или кислотообразующими газами (SO2, NOx). Дальность распространения и уровни загрязнения атмосферы зависят от мощности источника, условий выбросов и метеорологической обстановки.

Поступление загрязняющих веществ на поверхность Антарктиды, можно проследить по содержанию в талой снеговой воде таких компонентов как ионы NO3- и SO42-.

В феврале 2008 г. в период проведения в 53-й РАЭ первого санно-гусеничного похода (СГП) по трассе ст. Прогресс - ст. Восток был произведен отбор проб снега. Снег отбирался в полипропиленовые контейнеры по пути следования СГП в точках на расстоянии 55,3, 253, 337, 369, 403, 441, 480, 519, 560, 618, 819, 911 и 1276 км от ст.

Прогресс с дискретностью 10 см до глубины 1-1,5 м. Образцы снега транспортировались на НЭС «Академик Федоров» до Санкт-Петербурга. В Лимнологический институт ( г.

Иркутск), где проводился химический анализ, образцы доставлены самолетом в изотермических ящиках с сухим льдом. В лабораторных условиях, при соблюдении условий чистой комнаты, снег расплавлялся в контейнерах, в которые был отобран. В талой воде измерялась величина рН, затем вода фильтровалась через ацетат-целлюлозные фильтры с диаметром пор 0,2 мкм и в фильтрате проводили определение растворенных химических компонентов. Методом ВЭЖХ определены анионы Cl-, NO3-, SO42-, массспектрометрией с индуктивно связанной плазмой – катионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+.

Как показали результаты исследования, динамика величины рН схожа во всей исследуемой толще снежного покрова. На пути следования от ст. Прогресс величина рН талой снеговой воды изменялась в основном в пределах 4,60-5,20. Наиболее низкие ее значения отмечены на расстоянии 337 км от ст. Прогресс (4.29 на глубине 60 см), наиболее высокие (5.46-5.54) на глубинах 50 и 60 см на расстоянии 55,3 км от ст.

Прогресс. Размах колебаний концентраций нитратов (0.07 до 0.13 мг/л) менее выражен в снеговой воде на маршруте от 480 до 1276 км от ст. Прогресс, а наиболее высокие концентрации этого компонента определены на маршруте 369 и 441 км (0.37-0.52 мг/л ).

Схожая картина наблюдается и по содержанию сульфат-ионов в образцах снеговой воды.

В основном рост концентраций нитратов и сульфатов в снежном покрове чаще отмечается на глубинах 50-100 см.

Полученные концентрации исследуемых компонентов в талой воде снежного покрова Антарктиды низкие и составляют в среднем для нитратов 0.1 мг/л, для сульфатов 0.2 мг/л, что соответствует глобальным фоновым значениям. Анализ результатов химических исследований будет продолжен. Авторы выражают благодарность Э.Ю. Осипову, Чебыкину А.П. (ЛИН СО РАН), за организацию доставки проб в г. Иркутск и помощь при анализе образцов снега. Работа выполнена при поддержке программы ОНЗ-13. Эволюция криосферы в условиях меняющегося климата проект 7. «Комплексное высокоразрешающее исследование ледяных и снежно-фирновых кернов позднего голоцена в районе станции Восток (Антарктида)».

Проект ABRIS: мощность ледникового покрова и подледный рельеф центральной части Восточной Антарктиды и прилегающего района жёлоба Ламберта Попов С.В.1, Лейченков Г.Л.2, Котляков В.М.3, Москалевский М.Ю.3, Масолов В.Н. Полярная морская геологоразведочная экспедиция В 2006 г. был сформирован проект, получивший название ABRIS. Он посвящён изучению ледникового покрова и подлёдного рельефа Антарктиды и непосредственно связан с целями и задачами Международного Полярного Года. Ранее были составлены карты мощности ледника и коренного рельефа центральной части Восточной Антарктиды.

В рамках настоящего научного исследования указанные построения существенно дополнены новыми материалами по району жёлоба Ламберта (Восточная Антарктида).

Они включают в себя комплект данных из базы BEDMAP по указанному району (геофизические съёмки до 1995 г. включительно), новые по международному проекту PCMEGA и отечественные аэрогеофизические съёмки масштаба 1: 500 000 до 2009 г.

включительно. Кроме того, обновлён указанный комплект карт в районе подледникового озера Восток с учётом всех имеющихся отечественных данных, а также материалов американских исследователей, выполнивших аэрогеофизическую съёмку в 2000 г.

В настоящей работе обсуждаются методические аспекты составления сводных карт, их точностные характеристики и предварительные результаты геоморфологического анализа коренного рельефа.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 07-05-00401 и 08-05-00125), подпрограммы "Изучение и исследование Антарктики" ФЦП "Мировой океан" (проекты и 3) и Программы Президиума РАН 16 ч. 2 (проект 3.3).

Изменения баланса массы Антарктического ледникового покрова за 50 лет В. М. Котляков, Л.Н. Васильев, А. Б. Качалин, М. Ю. Москалевский, А. С. Тюфлин Антарктический ледниковый покров, содержащий около 80% пресной воды нашей планеты, оказывает большое влияние на глобальный климат и изменение уровня Мирового океана. Результаты, полученные в период подготовки и проведения Международного полярного года (МПГ), позволили оценить изменения баланса массы Антарктического ледникового покрова за последние 50 лет.

На основе данных современных определений высот поверхности, в частности с помощью лазерной альтиметрии, уточнены границы основных ледосборных бассейнов Антарктиды, впервые выделенных на основе внутриконтинентальных исследований 1960– 70-х годов.

Собраны и систематизированы данные по снегонакоплению в Антарктиде, скоростям и толщинам льда в районе линии налегания основных каналов стока льда, полученные за последние 50 лет, начиная с Международного геофизического года (МГГ).

Сопоставление данных по аккумуляции за 1960–70-годы и последнее десятилетие, включая данные Глобального климатического проекта, и результатов моделирования позволило оценить изменения снегонакопления в пределах основных ледосборных бассейнов Антарктиды за 50 лет.

Оценки стока материкового льда через выводные ледники и ледниковые потоки Антарктического ледникового покрова, полученные в середине ХХ в. по данным наземных измерений толщин и скоростей льда в районе линии налегания, сопоставлены с результатами современных дистанционных измерений скоростей на основе анализа космических изображений высокой точности в оптическом диапазоне и интерферометрических составляющих радарных изображений и толщин в районе линии налегания по данным аэрорадиозондирования. На этой основе оценены изменения стока льда за последние 50 лет.

По данным об аккумуляции и стоке материкового льда оценены изменения баланса массы Антарктического ледникового покрова в пределах изученной территории.

Установлено, что положительный баланс массы (с учетом погрешностей измерений) практически не изменился за 50 лет и демонстрирует стабильность на фоне меняющегося климата.

Работа выполнена при поддержке программы Президиума РАН П-16, ч.2, проект 3.3, подпрограммы «Изучение и исследование Антарктики», ФЦП «Мировой океан» проект 2 и РФФИ №08-05-00125.

Динамические изменения поверхности Антарктиды Котляков В. М., Москалевский М. Ю., Васильев Л.Н., Качалин А. Б., Тюфлин А. С.