Том 7, № 2 (Апрель — Июнь, 2003)
выпуск целиком:    просмотр (pdf viewer)      скачать (.pdf)

СОДЕРЖАНИЕ

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КРИОЛОГИИ ЗЕМЛИ

  • Пижанкова Е.И., Добрынин Д.В., Горбачева А.В. Особенности ландшафтных и геокриологических условий Центральносибирского заповедника по данным дешифрирования материалов космических съемок (с. 3-14).АННОТАЦИЯ
    Проведено изучение ландшафтных и геокриологических условий одного из участков Центральносибирского биосферного заповедника с использованием фото- и сканерных космоснимков, литературных и фондовых данных. Региональные особенности изучаемой территории определяются широким распространением ледниковых отложений и пирогенной нарушенностью растительного покрова. По космоснимкам впервые выявлены участки наледеобразования.
      КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Ледниковые отложения, пирогенные сукцессии, дешифрирование космоснимков, наледеобразование
  • Сергеев Д.О., Типенко Г.С., Романовский В.Е., Романовский Н.Н. Динамика мощности мерзлых толщ в горах под влиянием длиннопериодных колебаний климата (результаты численного моделирования для условий северной геокриологической зоны) (с. 15-22).АННОТАЦИЯ
    Значительная часть Северо-Востока Сибири занята горами со сплошным распространением толщ многолетнемерзлых пород (ММП) и с повышенными значениями теплопотоков из недр Земли (qвз). Для региона характерна инверсионная мерзлотная температурная высотная поясность (ВП), при которой среднегодовые температуры пород (tma ) повышаются от днищ долин к вершинам гор. Между тем мощность мерзлых толщ в днищах долин и в межгорных депрессиях меньше, чем в горных массивах. Авторы сделали попытку оценить относительную значимость четырех факторов, влияющих на формирование мощностей мерзлых толщ. Это значения средних за период температур и амплитуд длиннопериодных (100 тысяч лет) колебаний на поверхности пород (или на глубине нулевых годовых амплитуд), рельефа, геотермического потока тепла и высотной мерзлотной температурной поясности. Используя метод фиктивных областей, были разработаны экономичные схемы сквозного счета на прямоугольных сетках для двумерной конечно-разностной модели теплопереноса с фазовыми переходами. Моделирование позволило оценить, как различная высотная поясность и климатическая история влияют на формирование и эволюцию мощностей толщ ММП в горных регионах. Установлено, что горный рельеф при разных типах высотной поясности по-разному рассеивает поток геотермического тепла (qвз), что неодинаково влияет на дифференциацию мощностей толщ ММП в процессе их эволюции. Наибольшее рассеивание qвз и его влияние на мощности имеет место при инверсионном типе высотной поясности.
      КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Толщи многолетнемерзлых пород, теплопоток, численное моделирование, горный рельеф, горная мерзлота

ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ПРОГНОЗ

  • Хрусталев Л.Н., Емельянова Л.В., Кауркин В.Д. Усовершенствование методики прогноза ожидаемых мерзлотно-климатических изменений на севере Западной Сибири (с. 23-29).АННОТАЦИЯ
    По специальной методике обработки данных на метеорологической станции Марре-Сале (п-в Ямал) установлено начало антропогенного тренда повышения среднегодовой температуры воздуха (1972) и его величина (0.01 0С / год). Кроме того, определены природные колебания температуры воздуха в будущем. Последние аппроксимированы суммой девяти разнопериодных гармоник с различными амплитудами и фазами, которые в совокупности с антропогенным трендом предсказывают будущую среднегодовую температуру воздуха. Природные и антропогенные изменения среднегодовой температуры воздуха приводят к изменению температуры многолетнемерзлых пород и деградации мерзлых толщ. Степень деградации многолетнемерзлых пород к 2050 г достигнет 1%, а температура грунта повысится на 1.4 0С. В результате повышения температуры грунта подавляющее большинство сооружений, которые планируется возвести в ближайшем будущем, будет деформировано. По нашим расчетам 99.8% всех построенных в 2003 г. зданий выработают свою надежность к 2050 г., что будет сопровождаться их массовыми деформациями и разрушениями.
      КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Среднегодовая температура воздуха, природные и антропогенные изменения, температура многолетнемерзлых пород, надежность сооружений

СВОЙСТВА ЛЬДА И МЕРЗЛЫХ ПОРОД

  • Чеверев В.Г. Свойства связанной воды в криогенных грунтах (аналитический обзор) (с. 30-41).АННОТАЦИЯ
    Обобщены результаты фундаментальных исследований о свойствах связанной воды в криогенных грунтах, полученных в области физической химии, агрофизики, строительной теплофизике, грунтоведения, геокриологии.
      КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Тонкодисперсные грунты; фазовый состав, структура, свойства, категории, формы связи, термодинамика связанной воды.
  • Гаврильев Р.И. К оценке влияния криогенной текстуры на теплофизические свойства мерзлых грунтов (с. 42-47).АННОТАЦИЯ
    На основе теории обобщенной проводимости сред с неоднородными включениями предложена методика учета криогенной текстуры мерзлых грунтов при расчете их коэффициента теплопроводности. Рассматривается ледяная матрица с мерзлыми грунтовыми включениями эллипсоидальной формы, в частности, в виде эллипсоидов вращения. Изменением соотношения полуосей эллипсоидов отображаются всевозможные разновидности криогенных текстур: слоистая, трубчатая и сетчатая. В расчетной формуле особенность криогенной текстуры учитывается коэффициентом формы включений. Объемная теплоемкость грунтов с криогенной текстурой рассчитывается по аддитивному принципу.
          КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Криогенная текстура, ледяная матрица, грунтовые включения, эллипсоиды вращения, коэффициент теплопроводности, объемная теплоемкость

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

  • Голубев В.Н. Закономерности ортотропного роста льда из пресной и минерализованной воды (с. 48-56).АННОТАЦИЯ
    Согласно теории геометрического отбора при однонаправленном (ортотропном) росте кристаллических агрегатов преимущественное развитие должны иметь кристаллы, направление наибольшей скорости которых совпадает с направлением теплового потока. В ледяном покрове, формирующемся из морской и минерализованной воды или на водотоках, разрастание и выклинивание кристаллов происходит в строгом соответствии с законом геометрического отбора (преимущественный рост A–кристаллов и выклинивание C–кристаллов). В ледяном покрове пресных водоемов направленность разрастания и выклинивания в начале формирования покрова также соответствует закону геометрического отбора, но изменяется на противоположную при некоторой толщине покрова. Характер разрастания и выклинивания кристаллов определяется суперпозицией двух факторов: анизотропией скорости роста, обусловленной термодинамикой кластерного роста льда, и анизотропией теплопроводности льда. Первый фактор (более высокая скорость роста в направлении боковых осей <a>) определяет направленность процесса при высоком переохлаждении воды, тогда как второй (более высокая теплопроводность в направлении оси <С>) является ведущим при малом переохлаждении. В случае, когда переохлаждение воды у фронта кристаллизации сохраняется достаточно высоким, направленность разрастания и выклинивания кристаллов на стадии ортотропного роста не меняется и соответствует закону геометрического отбора. В случае формирования ледяного покрова на пресных водоемах возможно : 1) разрастание A–кристаллов при относительно высоких, более 1,0 К/см, градиентах температуры; 2) преимущественное развитие C–кристаллов при градиентах температуры менее 0,5 К/см; 3) смена характера выклинивания от первого варианта ко второму по мере роста ледяного покрова и уменьшения градиента температуры. В условиях умеренного климата наиболее характерен третий вариант, вследствие чего этап ортотропного роста кристаллов льда в пресной воде включает в себя две стадии: стадию разрастания A–кристаллов и стадию преимущественного роста C–кристаллов.
    Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (00-05-64706) и ИНТАС (2001-2211).
           КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Замерзание воды, взаимостесненный рост, геометрический отбор, разрастание и выклинивание кристаллов, ориентация кристаллов льда

ПОВЕРХНОСТНЫЕ И ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КРИОЛИТОЗОНЫ

НАДЕЖНОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ

  • Баранов А.В., Григорьев В.Я. Модель размыва отсыпных сооружений при дождевом и талом стоке (с. 67-76).АННОТАЦИЯ
    Исследования проводились на центральном Ямале в районе Бованенковского газоконденсатного месторождения. В ходе исследований было установлено, что на искусственных отсыпках под сооружения вахтовых поселков, дорог, кустов скважин, выполненных в основном из легкоразмываемого песчано – супесчаного карьерного грунта, формируется густая сеть мелких и крупных борозд и промоин. На основе качественного и количественного обследования состояния автодорог, а также экспериментально – теоретического анализа механизма размыва насыпей предложена модель разрушения искусственных отсыпных сооружений дождевым и талым стоком. Рекомендуемая модель позволяет расчетным путем устанавливать прогнозные значения основных показателей (длины, объема, продолжительности) размыва искусственных отсыпных сооружений. Даны конкретные значения этих показателей для оценки эколого – экономической опасности размыва отсыпных сооружений и разработки мер ее предупреждения на территории Бованенковского газоконденсатного месторождения.
           КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Отсыпные сооружения, дождевой и талый сток, водная эрозия, эрозионная борозда, промоина

СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ И ЛЕДНИКИ

АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И КЛИМАТ

  • Наурзбаев М.М., Ваганов Е.А. Сидорова О.В. Изменчивость приземной температуры воздуха на севере Евразии по данным тысячелетних древесно-кольцевых хронологий (с. 84-91).АННОТАЦИЯ
    По экспериментальным данным сети древесно-кольцевых хронологий субарктической области Сибири, Урала и Скандинавского полуострова выполнена интегральная оценка пространственно-временной сопряженности радиального прироста деревьев за последние 2000 лет. Длительные изменения радиального прироста деревьев свидетельствуют об общности глобальных прошлых изменений климата субарктики Евразии. Фазовые и амплитудные расхождения погодичных и внутривековых колебаний приземной температуры воздуха из отдельных секторов субарктики Евразии сменяются синхронностью при рассмотрении вековых и сверхвековых циклических компонент. Средневековое потепление со второй половины X века по XII век и потепление климата в XV веке сменяются «малым ледниковым периодом», с кульминацией похолодания в XVII веке. Современное потепление, начавшееся в середине XIX века, по амплитуде увеличения температуры пока не превышает уровня средневекового потепления. Изменения температуры по древесно-кольцевым хронологиям не выявляют необычно резкого повышения температуры в последнее столетие, которое можно достоверно соотнести с увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере планеты. Современный период характерен пространственной неоднородностью эффекта потепления климата в различных секторах субарктики Евразии. Интегральная древесно-кольцевая хронология по северу Евразии показывает хорошее совпадение с иными косвенными источниками климатической информации о климате позднего голоцена, в том числе с содержанием изотопа 18О в ледовой колонке GISP2 острова Гренландия.
      КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
    Субарктика, Евразия, климат, реконструкция, прирост деревьев

ХРОНИКА