Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)НИР

The cryosphere evolution under climate change and anthropogenic impact (GM)

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)
Результаты этапа: Поставленные задачи 1-го этапа решены полностью. В результате выполнения этапа НИР 2021 года достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - отработана авторская концепция формирования пластовых льдов на севере Западной Сибири в районах распространения морских засоленных криогенных пород. Обобщены полевые материалы по ключевым разрезам берегов Карского моря и сделаны выводы об особенностях формирования сильно льдистых отложений, в том числе на контакте морских и континентальных пачек отложений и выявлены различия с монолитными залежами льда; - получены новые данные в рамках концепции формирования криогенных структур в погребенных почвах лёссово-почвенной формации. По результатам полевых описаний и выполненного криолитологического, гранулометрического и микроморфологического анализа минерального вещества разрезов лёссов Нижнего Поволжья, ОСЛ-датирования вмещающих и формирующих криогенную структуру отложений установлены шесть этапов развития мерзлотных процессов в позднем плейстоцене; - создан каталог и фотобаза криогенных деформаций неоплейтоценовых отложений междуречий для ключевого участка Ярославской области; - обобщены данные исследований аутигенных минералов в отложениях сартанского ледового комплекса в низовьях Колымы; - получены новые результаты по палеогеографии плейстоцена севера Восточной Сибири. Интерпретированы условия накопления толщи ледового комплекса, охватывающая последние 52 тыл.лет в дельте р.Лена (о.Собо-Сисэ); - получены данные по темпам термоденудации в условиях вскрытия залежей пластовых льдов на побережье Югорского полуострова в 2010- 2020гг. Составлена база данных по темпам развития термоцирков ключевых участков; - разработаны основы палеогеографических сценариев развития криолитогенеза на площади северного и центрального Ямала, в которых основное внимание обращено на динамику развития особо активных криогенных процессов, потенциально нарушающих устойчивость и надежность промысловых объектов; - составлена база данных о состоянии инженерной инфраструктуры в крупнейших поселениях Арктики, проведено ранжирование по степени (в процентах) деформированности объектов для почти 50 городов и поселков; - оценен отепляющий эффект механизированного перераспределения снега в пределах поседений на мерзлотные условия грунтов оснований зданий и сооружений; - подготовлен новый комплекс оборудования в холодной лаборатории факультета для комплексного исследования механических и структурных свойств снега, льда и мёрзлых пород; - классифицированы типы хранилищ отходов в зоне вечной мерзлоты, различающиеся по влиянию на окружающую среду и в целом и на мерзлые породы в частности; - на основании изотопных, криолитологических и геохимических исследований 8 естественных обнажений выполнена наиболее полная систематизация пластовых залежей льда для территории Восточной Чукотки; - выполнено ГИС-картографирование и классификация криогенных ландшафтов приморских равнин Восточной Чукотки по восприимчивости к климатическим изменениям и потенциальному антропогенному воздействию; выделены участки потенциального развития негативных криогенных процессов, связанных с деградацией мерзлоты. Составлены ландшафтной карта и карта потенциальной уязвимости ландшафтов к активизации криогенных процессов в условиях изменения климата и антропогенного воздействия масштаба 1:200 000 с матричной легендой; - определено, что метод ландшафтной индикации мерзлотных характеристик наиболее результативен при среднемасштабных исследованиях, на мелкомасштабном уровне достоверность связи «ландшафт–мерзлота» уменьшается с севера на юг; - получены результаты измерений глубины сезонного оттаивания сезона 2021 года по программе CALM на стационаре R-32 (Талнах) в Западной Сибири. Получены новые данные полевых режимных исследований сезонного промерзания грунтов в Центральной России (на территории Звенигородской биостанции МГУ имени М.В.Ломоносова); - продолжены работы по мониторингу ледников Джанкуат, Колка (Центральный Кавказ), ледников бассейна Актру (Алтай), ледников Внутреннего Тянь-Шаня (Карабаткаке в хр.Терскей-Алатоо, Сары-торе и Борду в массиве Акшийрак). При общей тенденции к сокращению ледовых ресурсов горного оледенения, 2020/21 г. оказался относительно благоприятным для изучаемых ледников. Все количественные значения показателей внешнего массообмена кавказских и тянь-шанских ледников вошли составной частью в ежегодный национальный отчёт для Всемирной службы мониторинга ледников (https://wgms.ch/latest-glacier-mass-balance-data), пополнив базы данных геоинформационных систем как глобального, так и локального уровней. Составлена карта-схема моренного чехла ледника Джанкуат; - получены и обработаны материалы съемки ледника Колка с камер слежения за 2019-2021 гг. С 2002 г. объём ледника Колка увеличился более чем на 50 млн м3. На фоне сокращения кавказских ледников этот ледник продолжает набирать массу; - получены предварительные данные мощности льда (достигающей 60 м) на леднике Каяарты в верховьях долины Герхожан-Су на Центральном Кавказе; - продолжен цикл работ по изучению опасных гляциальных процессов, в частности, причин и последствий изменений Башкаринских приледниковых озер. Обобщены материалы по прорывам горно-ледниковых озер в мире. Составлена глобальная база данных прорывов озер, насчитывающая около 2000 случаев. Несмотря на рост температуры воздуха с 1970-х гг., не выявлено существенного увеличения количества прорывов ледниковых озер в мире; - получены первые карты площадей и расчеты баланса массы малых ледников плато Путорана; - получены уточнённые значения изменения высоты ледниковой поверхности и краёв ледников Эльбруса; - установлено, что в отличие от других арктических регионов, где происходит деградация оледенения, ледники Хибин показывают свое достаточно стабильное состояние при значительных изменениях площадей год от года; - получены полевые данные о состоянии снежного покрова ледника ИГРАН (Полярный Урал). Величина снегонакопления близка к средним значениям за период проведения масс-балансовых наблюдений на леднике ИГАН (1957-1981 гг). В летний период, несмотря на обильное зимнее снегонакопление, ледник на большей части свободен от снега и продолжает интенсивно стаивать; - выполнена оценка роли неклиматических факторов в балансе массы ледников и изменениях их площади, для ледников Центрального Кавказа выявлена связь между сокращениями площади ледников различных высотных уровней и долей их поверхности, покрытой мореной; - продолжены снеголавинные наблюдения на Эльбрусской учебно-научной базе географического факультета МГУ на Центральном Кавказе, пополнившие полувековой ряд наблюдений и оценки повторяемости экстремальных снеголавинных событий. Составлен каталог катастрофических лавин в долине реки Баксан по данным 52-летнего ряда стационарных и маршрутных наблюдений. Составлены карты–схемы с границами ледников в долине Баксана в голоцене; - проведены ежегодные мониторинговые исследования снежного покрова и лавинной активности в Хибинах. Зима 2020-2021 гг. характеризовалась средней снежностью со средними показателями высоты снежного покрова, при близкой к максимальной продолжительности залегания снежного покрова. Для оценки антропогенного загрязнения снежного покрова применена методика совместного использования ДЗЗ с наземными измерениями альбедо; - обнаружено, что более чем в 50% рядов наблюдений данные по высоте снежного покрова в различных районах РФ соответствуют или близки к нормальному распределению. Отклонения могут объясняться влиянием температурных условий на аккумуляцию снежного покрова; - продолжена разработка алгоритма для статистического моделирование объёмов и дальностей выброса снежных лавин в зависимости от параметров снегонакопления и геометрии лавиносборов; - составлены планы лавиноопасных зон туристско-рекреационных комплексов, городов и поселений, расположенных в лавиноопасных районах России. Выполнена качественная и количественная оценка эффективности противолавинных мероприятий для территории горнолыжного комплекса «Красная Поляна», основанная на математическом моделировании снежных лавин. Составлен план лавиноопасных зон для одного из районов города Петропавловск-Камчатский. Результаты НИР направлены на широкий круг использования, преимущественно на создание научно-технической базы, обоснования для повышения надежности проектирования, строительства и эксплуатации объектов в криолитозоне и высокогорье. Результаты могут быть использованы при проведении инженерных изысканий (включая работы, входящие в состав инженерно-геологических, инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий) в строительстве, мерзлотно-экологической оценки, оценки воздействия на окружающую среду, оценки гляциального и мерзлотного риска, научно-исследовательских НИР в высшем образовании. Отдельные результаты работ имеют практическое применение при проектировании, мониторинге и обеспечении безопасной эксплуатации инженерных объектов в равнинной криолитозоне и в горах. Полученные новые научные результаты используются сотрудниками кафедры в образовательном процессе – приводятся на лекциях и семинарах. Студенты и аспиранты активно вовлечены в научную работу кафедры криолитологии и гляциологии – участвуют в выполнении НИР, проведении практик и НСО. Научно-технический уровень исследований, выполненных в рамках НИР, соответствует современному мировому уровню. Высокий уровень выполненных работ подтверждается успешным представлением и обсуждением результатов на ведущих профильных российских и международных конференциях – научных и научно-практических, а также публикацией результатов исследований в ведущих научных изданиях.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)
Результаты этапа: Поставленные задачи 2-го этапа решены полностью. В результате выполнения этапа НИР 2022 года достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - установлены закономерности количественного распределения метана в мерзлых и оттаивающих отложениях западной Арктики. Наибольшее количество метана в деятельном слое содержится в отложениях на заболоченных пойменных ландшафтах. В хорошо дренированных ландшафтах приводораздельных поверхностей в деятельном слое отмечено наименьшее содержание метана; - получены новые данные по проявлению мерзлотных процессов на ключевых участках. Для Батагайского термоцирка установлена взаимосвязь между морфологией отступающих стенок, днища термоцирка и криолитологическим строением горизонтов, вскрывающихся в стенках. Составлена карто-схема комплексы форм рельефа, включая поверхности едомы, и проявлений мерзлотных процессов и явлений на Быковский полуостров. Получены новые данные по темпам роста термоцирков на Центральном Ямале; средние скорости роста трех термоцирков в 2017-2021 гг. изменялись в диапазоне 5,2–12,5 м/год; - выполнено морфодинамическое районирование и разработана карта берегов Баренцева моря. На основе предложенного районирования выполнена оценка и сравнительный анализ экологической чувствительности берегов российского сектора Баренцева и Карского морей к разливам нефти и нефтепродуктов в соответствии с международной системой индексов чувствительности ESI; - обновлена база публикаций по пластовым льдам на территории севера Западной Сибири, пополнена материалами о геологическом, криолитологическом и геоморфологическом строении ключевых участков. Для Ямала, юга Гыданского полуострова, северной части Тазовского полуострова выполнена детализация криолитологических разрезов ключевых участков. На основании анализа и обобщения данных о геохимических свойств льда и вмещающих пород, количественном содержании метана во льдах и геолого-генетических типах четвертичных отложений западного сектора Арктики уточнены условия формирования подземных пластовых льдов, для которых характерны высокие значения содержания метана; - на антропогенно-измененных территориях криолитозоны выделены комбинации комплексов, сочетания опасных криогенных процессов в зависимости от вида, интенсивности и длительности техногенных воздействий, а также от климатических, ландшафтных и природных литокриогенных условий, наличия залежей льдов. Для ряда поселений Севера составлены картосхемы распространения процессов и проведена оценка риска для транспортных объектов от активизации наиболее распространенных групп криогенных процессов - установлены проявления реликтовой мерзлоты в рельефе и четвертичных отложениях степных ландшафтов Заволжско-Уральского региона и определена роль мерзлотных процессов прошлого валдайского криохрона в современной ландшафтной структуре; - показана процедура оценки и картографирования мерзлотной устойчивости северных геосистем к проявлению опасных криогенных процессов. Проведен сравнительный анализ литокриогенной устойчивости тундровых ландшафтов тестовых полигонов, расположенных на севере Гыданского полуострова и в пределах приморских низменностей Восточной Чукотки. В числе факторов, влияющих на активизацию криогенных процессов, учитываются льдистость и температура мерзлых пород, снижение защитных свойств почвенно-растительных покровов и их способность к самовосстановлению, а также степень размываемости мерзлых дисперсных пород, густота эрозионного расчленения и увеличение глубины сезонного протаивания; - получены результаты измерений глубины сезонного протаивания сезона 2022 года по программе CALM на стационаре R-32 (Талнах) в Западной Сибири и на Восточной Чукотки (R27 Лаврентия и R41 Лорино). Данных наблюдений по площадкам представлены в глобальную базу данных сети наблюдений The Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P). Получены новые данные полевых режимных исследований сезонного промерзания грунтов в Центральной России (на территории Звенигородской биостанции МГУ имени М.В.Ломоносова); - продолжены снеголавинные наблюдения на Эльбрусской учебно-научной базе географического факультета МГУ на Центральном Кавказе. Выявлены отличительные признаки зим лавинных катастроф на Большом Кавказе; - проведены ежегодные мониторинговые исследования снежного покрова и лавинной активности в Хибинах. Несмотря на тренд последних десятилетий на увеличение снежности зим, впервые за последние 15 лет в Хибинах за зимний сезон 2021/2022 не случилось лавинных катастроф; - проведены снегомерные работы и получены новые данные о региональных особенностях снегонакопления в западной части хребта Хараелах и в восточной части Норильских гор, на Камчатке на территории парка «Три вулкана»; - продолжены работы по мониторингу ледников Джанкуат, Колка (Центральный Кавказ), ледников бассейна Актру (Алтай), ледников Внутреннего Тянь-Шаня (Карабаткаке в хр.Терскей-Алатоо, Сары-торе и Борду в массиве Акшийрак), Полярного Урала. Природные условия сезона 2021/2022 г. оказались неблагоприятными для изучаемых ледников. Все количественные значения показателей внешнего массообмена кавказских и тянь-шанских (киргизских) ледников вошли составной частью в ежегодный национальный отчёт для Всемирной службы мониторинга ледников «Global Glacier Change Bulletin», пополнив базы данных геоинформационных систем как глобального, так и локального уровней; - получены и проанализированы данные об опасных гляциальных процессах; составлена наиболее полная глобальная база данных прорывов озер, насчитывающая 1997 случаев в шести крупнейших горных регионах с 1901 по 2017 гг. На основе данных дистанционного зондирования расширен составленный ранее каталог ледниковых озер Тянь-Шаня, Памира и Гиссаро-Алая. Построены карты возможного распространения мерзлоты в районах Зеравшанского и Гиссарского хребтов Тянь-Шаня; - получены полевые данные 2022 года об изменениях ледников Колка на Кавказе, ледников Хибин, ледников ИГАН и Обручева на Полярном Урале. По данным дистанционного зондирования для ледников Средней Азии выполнена оценка влияния неклиматических факторов на изменения ледников, установлено, что помимо доли заморененности ледников, влияние оказывают медианная высота ледника, экспозиция, крутизна и характер затененности поверхности; - выполнен сравнительный анализ методик оценки и зонирования территорий по степени лавинной опасности, используемых при территориальном планировании в разных горных районах и странах, с учетом особенностей и факторов лавинообразования и снеголавинного режима, а также характера использования территорий. Получены расчетные характеристики некоторых лавин на исследуемых горно-рекреационных комплексах Роза Хутор (Кавказ), Долина Васта (Кавказ), Парк Три Вулкана (Камчатка). Выполнена первая крупномасштабная оценка лавинной опасности ключевого участка в районе долины руч. Ворговый на Полярном Урале. Проведена оценка селевой опасности на восточном склоне хребта Кумроч (Камчатка). Для исследуемых районов составлены планы лавиноопасных зон, которые могут быть полезны для территориального планирования и выбора площадок (трасс) с учетом лавинной опасности. Актуализирован алгоритм статистического моделирования параметров снежных лавин в зависимости от параметров снегонакопления и геометрии лавиносборов. Результаты НИР направлены на широкий круг использования, преимущественно на создание научно-технической базы, обоснования для повышения надежности проектирования, строительства и эксплуатации объектов в криолитозоне и высокогорье. Результаты могут быть использованы при проведении инженерных изысканий (включая работы, входящие в состав инженерно-геологических, инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий) в строительстве, мерзлотно-экологической оценки, оценки воздействия на окружающую среду, оценки гляциального и мерзлотного риска, научно-исследовательских НИР в высшем образовании. Полученные материалы использованы в создании новых магистерских программ по программе «Природная и социальная среда Арктики» (Стрелецкая, Добролюбов, Суркова, 2022). Отдельные результаты работ имеют практическое применение при проектировании, мониторинге и обеспечении безопасной эксплуатации инженерных объектов в равнинной криолитозоне и в горах. Полученные новые научные результаты широко используются сотрудниками кафедры в образовательном процессе – приводятся на лекциях и семинарах. Студенты и аспиранты активно вовлечены в научную работу кафедры криолитологии и гляциологии – участвуют в выполнении НИР, проведении практик и экспедиций научного студенческого общества. Научно-технический уровень исследований, выполненных в рамках НИР, соответствует современному мировому уровню. Высокий уровень выполненных работ подтверждается успешным представлением и обсуждением результатов на ведущих профильных российских и международных конференциях – научных и научно-практических, а также публикацией результатов исследований в ведущих научных изданиях. Намеченный план полностью выполнен, материалы доложены на международных и российских конференциях, используются в лекционных курсах и создании новых магистерских программ по программе «Природная и социальная среда Арктики» (Стрелецкая, Добролюбов, Суркова, 2022).
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)
Результаты этапа: Поставленные задачи решены полностью. В результате выполнения этапа НИР 2023 года достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - получены новые данные о химическом составе подземных льдов и вмещающих отложений Восточной и Западной Арктики, характеристики содержащегося органического вещества; - выполнена оценка криолитозоны на севере и юге Восточно-Европейской равнины в позднем плейстоцене. Получены морфологические характеристики, установлены генезис и охарактеризовано современное развитие полигональных ландшафтов Оренбургская области. Уточнены представления о криогенезе и формировании криогенных структур в лессово-почвенных формациях; - получены новые экспериментальные данные о газопроницаемости мерзлых толщ и формированию в них аутигенных минералов, по формированию «газовых воронок» в дисперсных промерзающих грунтах. Обнаружены отличия морфологии агрегатов карбонатов формирующихся при положительных и отрицательных температурах; - разработанная концепция развития криолитозоны Российской Арктики в неоплейстоцене и составленные криолитологические разрезы газоносных структур использованы при подготовке переиздания учебника «Региональная криолитология»; - получены новые данные по динамике криогенных процессов, просадке поверхности едомы на севере Якутии по данным полевых наблюдений, материалам оптической и InSAR радиолокационной съемки Sentinel-1. Получены уточненные объемы выноса материала при расширении Батагайского термоцирка; - систематизированы и проанализированы данные по устойчивости инженерных объектов, включая регионы нефте- и газодобывающей промышленности в Арктике. Максимальный вклад в отепление мерзлоты и в активизацию опасных криогенных процессов на застроенных территориях оказывают заглубленные тепловыделяющие сооружения, формирующие линейно ориентированные зоны протаивания грунтов. Выполнена оценка отепляющего влияния снегоотвалов в северных городах; - для тестовых участков выявлены зонально-секторные особенности мерзлотно-ландшафтной дифференциации Российской Арктики, составлены картосхемы и проведена их сравнительная характеристика; - для полуостровов Ямал и Гыданский оценка возможности развития солифлюкции в связи с повышением среднегодовой температуры и увеличения глубины сезонного оттаивания; - получены данные наблюдений 2023 года за глубиной сезонного протаивания на площадках CALM на севере Западной Сибири и Восточной Чукотке. Результаты мониторинга переданы в единую глобальную базу данных сети наблюдений The Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P); - продолжены работы по мониторингу горных ледников и опасных гляциальных процессов. Получены численные данные о современном состоянии и характеристиках нивально-гляциальных систем на основании мониторинговых работ на ледниках Джанкуат и Колка на Кавказе, ледниках бассейна Актру на Алтае, ледников Уральских гор. Уточнена оценка темпа восстановления ледника Колка. Построена карта мощности моренного чехла на леднике Джанкуат по данным 2022 г. Рассчитаны поля аккумуляции, абляции и баланса массы Джанкуата для 2021/22 г. и нескольких балансовых лет из периода 2010-2017 гг. Рассчитаны масс-балансовые характеристики исследуемых ледников Кыргызстана; - проведена первая систематизация и анализ данных о каскадных эффектах опасных процессов в высокогорных регионах по всему миру. Установлено, что ключевыми элементами для зарождения каскадных процессов является нестабильность склонов (оползни, каменные и ледяные лавины) и возможность быстрого освобождения значительных объемов воды (прорывы озер); - новые данные наблюдений по исследуемым ледникам представлены в национальный отчёт от России для бюллетеня Всемирной службы мониторинга ледников (WGMS); - проведены исследования за снежным покровом, лавинами, интенсивными снегопадами на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье. Обоснована концепция существования «эпицентра» лавинной деятельности на Большом Кавказе в период развития масштабных гидрометеорологических аномалий; - получены новые данные о пространственно-временной изменчивости снежного покрова на Кавказе, полученные на основе анализа данных дистанционного зондирования MODIS. Наблюдается устойчивая тенденция к сокращению продолжительности залегания снежного покрова на Большом Кавказе за период 2002-2022 гг.; - уточнены прямые и косвенных дешифровочные признаки для оценки растительности как индикатора лавинной активности на основе современных и доступных данных дистанционного зондирования. Модифицирован статистический алгоритм расчёта объёмов и дальностей выброса лавин; - продолжен ежегодный мониторинг и пополнена база данных по лавинной активности Хибин и связанному с ними ущербу. Обобщение данных по катастрофическим лавинам в Хибинах за всю историю наблюдения показало, что количество жертв от лавин в конце ХХ столетия снижалось, но в последние два десятилетия наметилась тенденция увеличения роста катастрофических лавин, что связано с возросшим туристическим потоком в регион. Анализ данных по мониторингу размеров малых форм оледенения в Хибинах за последние 20 лет показало, что ледники сохраняются в стабильном состоянии, несмотря на потепление климата; - получены новые расчетные характеристики лавин и составлены карты опасных гляциальных процессов на исследуемых участках горно-рекреационных комплексах Роза Хутор (Кавказ) и «Парк «Три вулкана» (Камчатка); - проанализированы данные по химическому составу перекристаллизирующихся слоёв снежной толщи на территории метеообсерватории МГУ. После выпадения снега изменение изотопного состава снежного покрова для условий исследуемого участка в основном происходило при нахождении снега в контакте с атмосферой (за счет возгонки и испарения), а процессы сухого и мокрого метаморфизма были менее выражены; - подготовлен комплекс оборудования для проведения буровых и термометрических работ и обучения студентов. Выполнены серии экспериментов для апробации оптических и акустических методов исследования объектов криосферы; - выполнена систематизация коллекции монолитов и шлифов подземных льдов для дальнейшего использования в учебном процессе кафедры. Составлен каталог с информацией о месте отбора образца, строении разреза вмещающих залежеобразующие льды отложений, макростроении и условиях залегания подземных льдов, необходимых для установления механизма формирования пластовых залежей. Результаты НИР направлены на широкий круг использования, преимущественно на создание научно-технической базы, обоснования для повышения надежности проектирования, строительства и эксплуатации объектов в криолитозоне и высокогорье. Результаты могут быть использованы при проведении инженерных изысканий (включая работы, входящие в состав инженерно-геологических, инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий) в строительстве, мерзлотно-экологической оценки, оценки воздействия на окружающую среду, оценки гляциального и мерзлотного риска, научно-исследовательских НИР в высшем образовании. Отдельные результаты работ имеют практическое применение при проектировании, мониторинге и обеспечении безопасной эксплуатации инженерных объектов в равнинной криолитозоне и в горах. Полученные новые научные результаты широко используются сотрудниками кафедры в образовательном процессе – приводятся на лекциях и семинарах. Студенты и аспиранты активно вовлечены в научную работу кафедры криолитологии и гляциологии – участвуют в выполнении НИР, проведении практик и экспедиций кафедры. Научно-технический уровень исследований, выполненных в рамках НИР, соответствует современному мировому уровню. Высокий уровень выполненных работ подтверждается успешным представлением и обсуждением результатов на ведущих профильных российских и международных конференциях – научных и научно-практических, а также публикацией результатов исследований в ведущих научных изданиях.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)
Результаты этапа: Поставленные задачи решены полностью. В результате выполнения этапа НИР 2024 года достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - установлены геохимические характеристики льдов и вмещающих пород Западной Арктики как маркеров и источника палеогеографической информации и эмиссии парниковых газов; - оценена эмиссия метана из воронок в озерах трех биоклиматических зон Ямала – северной (арктической), типичной и южной тундры; - в рамках применения криолитологических методов в палеогеографических исследованиях обобщены результаты изучения разрезов в Нижнем Поволжье, содержащих многочисленные следы криогенеза в позднеплейстоценовых субаэральных отложениях. Процессы криогенного преобразования отложений происходили в условиях аградации и деградации мерзлоты. Установлены четыре стадии криогенеза в позднем неоплейстоцене для Нижнего Поволжья; - разработана гипотеза криогенного происхождения псевдоморфоз в погребенных почвах по результатам исследований палеомерзлоты в Ярославской области геофизическими и геолого-геохимическими методами; - получены новые данные о микростроения дисперсных мерзлых пород, испытавших длительные (более 10лет) нагрузки; - выполнен региональный анализ термоденудационных форм в условиях распространения ледового комплекса и пластовых льдов на ключевых участках. Рассмотрены теоретические геоморфологические основы формирования термоцирков и термотеррас, их морфологических и морфометрических характеристик. Создана трехмерная модель строения участка расположения Батагайского термоцирка, включающая данные о пространственном распределении криолитологических горизонтов и их изменчивости по толщине, а также данные о льдистости, гранулометрическом составе отложений выделяемых горизонтов и содержании органического углерода. Рассчитаны объемы выноса материала при росте термоцирка; - созданная схема районирования берегов Карского моря по морфодинамическому принципу использована для оценки и анализа экологической чувствительности этих берегов. Выполнена оценка развития различных криогенных процессов на берегах Карского моря; - обобщены научно-методические приемы создания и преподавания геоэкологических дисциплин по геоэкологическим проблемам равнинных и горных территорий в области вечной мерзлоты; - разработана классификация криогенных процессов по степени опасности для городской среды и линейных объектов. Выполнены количественные оценки теплового влияния зданий в пределах застройки г. Салехард и Лабытнанги. Разработаны карто-схемы снегоотвалов на застроенных территориях; профили режима снегоотложений в различных ландшафтных условиях на Южном Ямале. Разработана карто-схема изменения температуры грунтов на уровне нулевых годовых колебаний для селитебной части г. Норильска; - выполнена оценка вероятности активизации опасных экзогенных процессов в Норильском промышленном районе и на архипелаге Шпицберген на основе метода геодинамических потенциалов; - выполнена оценка влияния солнечной радиации на тепловое поле грунтов откоса железной дороги для 11 пунктов на территории криолитозоны – Бованенково, Вилюйск, Игарка, Магадан, Новый Уренгой, Норильск, Певек, Сабетта, Салехард, Таксимо, Тарко-Сале, Эльга и Якутск. Произведено прогнозное моделирование железнодорожных насыпей для изучаемых пунктов и сравнение мощности оттаивания грунтов; - оборудована скважина на метеоплощадке МГУ для мониторинга температурного режима и оценки влияния снежного покрова на глубину сезонного промерзания. Продолжены работы по изучению температурного режима и свойств снежного покрова; - проведены работы по контролю снежного полотна горнолыжных спортивных комплексов; - данными измерений 2024 года расширена База данных о сезонном промерзании грунтов в Западном Подмосковье. Получены данные наблюдений 2023 года за глубиной сезонного протаивания на площадках CALM на севере Западной Сибири и Восточной Чукотке. Результаты мониторинга переданы в единую глобальную базу данных сети наблюдений The Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P); - продолжены работы по мониторингу горных ледников и опасных гляциальных процессов. Получены численные данные о современном состоянии и характеристиках нивально-гляциальных систем на основании мониторинговых работ на ледниках Джанкуат и Колка на Кавказе, ледниках бассейна Актру на Алтае, ледников Уральских гор. Уточнена оценка темпа восстановления ледника Колка. Рассчитаны масс-балансовые характеристики исследуемых ледников Кыргызстана - Карабаткак, Сары-Тор и Борду; - проанализированы и обобщены существующие приемы управления рисками прорывов ледниковых озер в глобальном аспекте и в отдельных горно-ледниковых системах; разработаны рекомендации по эффективному снижению риска; - новые данные наблюдений по исследуемым ледникам представлены в национальный отчёт от России для бюллетеня Всемирной службы мониторинга ледников (WGMS); - проведены исследования за снежным покровом, лавинами, интенсивными снегопадами на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье. Выполнено районирование Большого Кавказского хребта по интенсивности лавинообразования; - продолжен ежегодный мониторинг снежного покрова и пополнена база данных по лавинной активности Хибин. Сохраняется тренд на увеличение снежности зим и увеличению продолжительности залегания снежного покрова, который прослеживается в течении последних десятилетий. Количество твёрдых осадков не влияет на количество несчастных случаев, так как из-за климатических особенностей и частых метелей снег скапливается в нижних частях склонов, и это становится достаточным условием для схода опасных для жизни людей лавин; - получены новые расчетные характеристики опасных лавин на развивающихся территориях Камчатки (Парк Три Вулкана) и Кавказа (Роза Хутор, Турьев Хутор). По новым расчетным характеристикам уточнены и откорректированы карты лавинной опасности на эти территории; - получены результаты сравнения изменчивости химического состава (предположительно определяемой просачиванием талой воды в снег) с изменчивостью изотопного состава снега (определяемой как просачиванием, так и процессами сублимации и массопереноса); - получены новые зависимости для последующего обновления нормативных документов по снеговой нагрузке; Результаты НИР направлены на широкий круг использования, преимущественно на создание научно-технической базы, обоснования для повышения надежности проектирования, строительства и эксплуатации объектов в криолитозоне и высокогорье. Результаты могут быть использованы при проведении инженерных изысканий (включая работы, входящие в состав инженерно-геологических, инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий) в строительстве, мерзлотно-экологической оценки, оценки воздействия на окружающую среду, оценки гляциального и мерзлотного риска, научно-исследовательских НИР в высшем образовании. Отдельные результаты работ имеют практическое применение при проектировании, мониторинге и обеспечении безопасной эксплуатации инженерных объектов в равнинной криолитозоне и в горах. Научно-технический уровень исследований, выполненных в рамках НИР, соответствует современному мировому уровню. Высокий уровень выполненных работ подтверждается актуальностью выполняемых работ, конкурирующих с научными группами из других организаций отечественных и зарубежных, а также успешным представлением и обсуждением результатов на ведущих профильных российских и международных конференциях – научных и научно-практических, публикацией результатов исследований в ведущих научных изданиях. Намеченный план полностью выполнен. Полученные новые научные результаты широко используются сотрудниками кафедры в образовательном процессе – приводятся на лекциях и семинарах по программе «Криолитология и гляциология» и магистерской программе «Природная и социальная среда Арктики». Студенты и аспиранты активно вовлечены в научную работу кафедры криолитологии и гляциологии – участвуют в выполнении НИР, проведении практик и экспедиций кафедры.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии (ГЗ)
Результаты этапа: Все поставленные задачи на 2025 год решены полностью. В результате выполнения этапа НИР достигнуты следующие научные результаты и получены новые данные: - пополнены базы данных геохимических и литологических характеристик льдов и вмещающих пород Западной Арктики; - установлены региональные и зональные черты микрорельефа Заволжско-Уральского региона и Оренбургской области, связанные с криолитогенезом; - установлена приуроченность высоких концентраций метана в воде на шельфе Карского моря к областям деградации субаквальных многолетнемерзлых пород на мелководном шельфе Западного Ямала и в Печорском море, а также к локальным зонам холодных метановых сипов и участкам речного стока; - восстановлены условия осадконакопления на Уральском и Ямальском берегах Байдарацкой губы (разрезы Оюяха и Марре-Сале), на основе применения комплексных литологических и геохимических анализов. - собран фактический и методический материал для подготовки учебного пособия по исследованию палеомерзлоты для студентов кафедры криолитологии и гляциологии; - проведена серия испытаний по миграции связанной влаги в разных грунтах, отобранные образцы направлены в лабораторию для определения изотопного состава текстурообразующих льдов; - выполнено ранжирование геокомплексов в арктической и субарктической подзонах на Севере Западной Сибири в пределах Ямбургского, Харвутинского, Салмановского, Медвежьего и Западно-Заполярного газоконденсатных месторождений по степени уязвимости к антропогенному освоению проводилось на ландшафтной основе с использованием интегральных индексов. На оценочная ландшафтно-типологической карте тестового полигона в пределах Пур-Тазовского междуречья выделены группы ландшафтов по устойчивости к проявлению опасных криогенных процессов; - численным моделированием получены оценки темпов отступания берега на ключевых участках побережья Карского моря для различных сценариев изменения климата и сопоставлены с данными предшествующих наблюдений; - выделены термоцирки и термотеррасы на побережье бухты Мира острова Новая Сибирь в условиях распространения как пластовых, так и полигонально-жильных льдов ледового комплекса. На основе анализа разновременных космоснимков определены скорости их роста, составлена принципиальная схема, устанавливающая связь между морфологией наблюдаемых форм и криогенным строением берега; - проведена идентификация термоцирков и термотеррас на севрее Западной Сибири. Проведен анализ закономерностей распространения термоденудационных форм рельефа на полуострове Ямал; - полученные данные по морфометрическим характеристикам форм мерзлотного карста в долине реки Синяя в Центральной Якутии; - выполнен региональный анализ проявления термоденудации в рельефе Центральной Якутии в пределах Лено-Амгинского междуречья и Северной Якутии в условиях широкого распространения отложений ледового комплекса; - получены и проанализированы внутрисезонные и межгодовые скорости осадки и пучения пород сезонноталого слоя в пределах стационарных площадок Восточной Чукотки. Установлены статистически незначимые взаимосвязи с изменчивыми фациальными условиями площадок; - организованы 3 полигона для мониторинга динамики криогенных процессов, представляющих потенциальную угрозу для транспортной инфраструктуры Приуральского района ЯНАО. Проведена съемка полигонов, бурение, описание микроландшафтной структуры полигонов, измерение сезонного оттаивания; - установлено, что характер и интенсивность теплообмена в критически важной системе «вечномерзлые породы - атмосфера» определяются не столько видовым разнообразием растительности, сколько комплексом взаимосвязанных физико-географических параметров (степень увлажненности территории, особенности микро- и мезорельефа, а также специфика структуры и функционирования фитоценозов, формирующихся в конкретных ландшафтных условиях); - на основе натурных наблюдений установлено определяющее влияние режима снежных отложений на термическое состояние вечномерзлых оснований как в природных ландшафтах, так и на застроенных территориях Норильского промышленного района. Составлены карты-схемы крупных снегоотвалов в пределах центральной части города Норильск. Выполнено численное моделирование термического состояния грунтовых оснований и дамб; выполнен прогноз взаимодействия вечномерзлых оснований, паводковых вод и геотехнических систем; - выполнена оценка уязвимости транспортной инфраструктуры Норильского района к воздействию опасных экзогенных процессов, составлены карты-схемы; - на карбоновом полигоне «Семь лиственниц» в Нижнем Приобье выделены 8 природно-территориальных комплексов, различающихся составом растительного покрова и степенью дренированности территории, а также характером микрорельефа территории. Для каждого из природно-территориальных комплексов были оценены мощность сезонного оттаивания, описан состав отложений сезонно-талого слоя, проведены термометрические наблюдения в пределах деятельного слоя; - получены результаты экспериментальных определений прочностных характеристик образцов снега, льда и мерзлых грунтов; - получены новые данные об изменениях ледника Колка в 2024-2025 гг. в ходе полевых исследований, данных с камер слежения. В результате обработки полевой топографической съемки, выполненной летом 2025 года, построена цифровая модель поверхности ледника разрешением 5 см/пиксель на местности; - выполнена оценка дальности выброса лавин на неосвоенном участке северного склона хребта Аибга на Красной Поляне. Подтверждена достоверность полученных результатов моделирования в RAMMS границ распространения лавин с периодом повторяемости 1 раз в 100 лет с границами, установленными на основе ландшафтно-индикационного метода; - усовершенствована методика обработки радиолокационных снимков спутника Sentinel-1 для дешифрования лавинных отложений на примере Зеравшанского, Гиссарского, Туркестанского и Алайского хребтов Памиро-Алая; - уточнены существующие методики расчёта параметров лавин требуемой нормативной документацией обеспеченности. Предложен метод обработки профиля лавиносбора, позволяющий стандартизировать его разбиение на участки, соответствующие зонам зарождения и транзита. Оценены различия в нахождении их границ в зависимости от пространственного разрешения используемых данных; - пополнена многолетней геоинформационная база данными по снежному покрову, лавинам и интенсивным снегопадам Приэльбрусья результатами наблюдений за снегопадами, снежным покровом и лавинами сезона 2024-25 гг. Зима 2024/25 г. отнесена к неравномерно снежным, с дефицитом осадков, температурой вблизи среднемноголетней нормы и слабой лавинной опасностью; - выполненные расчеты показывают, что прогнозируемые изменения климата на основе моделей CMIP6 в горных районах Кавказа приведут к уменьшению снежности зим, ослаблению процессов метаморфизма снежной толщи, сокращению числа лавин из сухого свежевыпавшего снега, которые представляют главную угрозу для днища горных долин. Сохранится вероятность единичных аномально холодных и снежных зим с экстремальной лавинной опасностью. - пополнена база данных по сошедшим лавинам в Хибинах. За последние пять лет не отмечено изменений в количестве и объемах лавин, несмотря на изменение климата и увеличения среднезимних температур. Степень лавинной опасности растет в связи с увеличением туристического потока. - впервые проведена оценка лавинной активности на территории планируемого строительства новых рекреационных зон на г.Ловчорр и г.Вудъяврчорр, С использованием математического моделирования RAMMS определены зоны разной степени лавинной опасности, которые требуют применения противолавинных мероприятий; - получены новые расчетные характеристики опасных лавин на развивающихся территориях Камчатки (Парк Три Вулкана) и Кавказа (Роза Хутор, Турьев Хутор). По новым расчетным характеристикам уточнены и откорректированы карты лавинной опасности на эти территории; - выполнена оценка пространственно-временных изменений площади и баланса массы ледников и снежников, расположенных на вулканах Горелый и Мутновский (юг Камчатки). Ведутся работы по оценке воздействия опасных гляциальных процессов на территории полуострова Камчатка; - продолжены работы по мониторингу опорных ледников и опасных гляциальных процессов. Рассчитаны масс-балансовые характеристики 2024/25 г. исследуемых ледников - Джанкуата на Кавказе и Карабаткак, Сары-Тор и Борду на Тянь-Шане. Получены расчетные показатели показателей баланса массы Джанкуата за 2011-2013 гг., построена карта мощности моренного чехла; - в рамках изучения эволюционных тенденций горного оледенения Кавказа установлено, что несмотря на ежегодные отрицательные значения баланса массы, в последние 4 года проявились признаки некоторого замедления темпов деградации кавказского оледенения за счет роста зимнего снегонакопления и увеличение по площади и толщине чехла поверхностной морены; - получены количественные характеристики современного состояния ледников Полярного Урала, данные о строении и морфологии морен ледников. Выявленная ускоренная деградация ледяных ядер конечно-моренных валов, ограничивающих подпрудные озера, увеличивает опасность их прорыва; - материалами измерений 2025 года расширена База данных о сезонном промерзании грунтов в Западном Подмосковье в разных геоморфологических и ландшафтных условиях на территории Звенигородской биостанции МГУ; - получены данные наблюдений 2025 года за глубиной сезонного протаивания на площадках CALM R-32 в Норильском районе. Результаты мониторинга переданы в единую глобальную базу данных сети наблюдений The Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P); - новые данные наблюдений по исследуемым ледникам представлены в национальный отчёт от России для бюллетеня Всемирной службы мониторинга ледников (WGMS). Работы 2025 года представляли собой завершающий этап выполнения 5-летней темы госзадания «Эволюция криосферы при изменении климата и антропогенном воздействии» (номер ЦИТИС: 121051100164-0). В ходе выполнения НИР в 2021-2025 гг. полностью выполнены все запланированные работы, поставленные задачи решены. Результаты НИР направлены на широкий круг использования, преимущественно на создание научно-технической базы, обоснования для повышения надежности проектирования, строительства и эксплуатации объектов в криолитозоне и высокогорье. Результаты могут быть использованы при проведении инженерных изысканий (включая работы, входящие в состав инженерно-геологических, инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий) в строительстве, мерзлотно-экологической оценки, оценки воздействия на окружающую среду, оценки гляциального и мерзлотного риска, научно-исследовательских НИР в высшем образовании. Отдельные результаты работ имеют практическое применение при проектировании, мониторинге и обеспечении безопасной эксплуатации инженерных объектов в равнинной криолитозоне и в горах. Научно-технический уровень исследований, выполненных в рамках НИР, соответствует современному мировому уровню. Высокий уровень выполненных работ подтверждается актуальностью выполняемых работ, конкурирующих с научными группами из других организаций отечественных и зарубежных, а также успешным представлением и обсуждением результатов на ведущих профильных российских и международных конференциях – научных и научно-практических, публикацией результатов исследований в ведущих научных изданиях. Намеченный план исследований 2021-2025 гг. полностью выполнен. Полученные новые научные результаты широко используются сотрудниками кафедры в образовательном процессе – приводятся на лекциях и семинарах по программе «Криолитология и гляциология» и магистерской программе «Природная и социальная среда Арктики». Студенты и аспиранты активно вовлечены в научную работу кафедры криолитологии и гляциологии – участвуют в выполнении НИР, проведении учебных, учебно-практических практик и научных экспедиций кафедры.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".