Обсуждается происхождение крупных залежей подземных пластовых льдов, широко развитых на равнинах севера России. Подземные льды содержат большую палеогеографическую информацию, поэтому важно установить их генезис. Пластовые льды изучают с 1960-х гг., но до сих пор их генезис остается дискуссионной проблемой. Существует несколько концепций их генезиса, часто взаимоисключающих, — от утверждения о захоронении остатков древнего покровного оледенения до формирования непосредственно в субмаринных условиях. Согласно одной из ранних концепций пластовые льды формируются при эпигенетическом промерзании грунтов в результате миграции грунтовых вод из глубоких слоев вверх, к фронту промерзания. Это так называемый сегрегационный механизм, поддерживаемый молекулярными связями воды в грунтах, и один из ведущих механизмов формирования слоистых мерзлых толщ с текстурообразующими льдами. Статья посвящена критическому анализу этого механизма с точки зрения его возможности сформировать мощные ледяные пласты. Рассмотрен большой экспериментальный материал, накопившийся к настоящему времени, из анализа которого вытекает, что миграция воды к фронту промерзания под действием молекулярных связей невозможна на большое расстояние, следовательно, невозможен длительный непрерывный подток воды, необходимый для роста крупного ледяного тела. Миграционный поток возможен только на небольшое расстояние, он многократно прерывается во время промерзания грунта, что обусловливает возникновение зон иссушения. С помощью этого механизма возможно формирование отдельных ледяных прослоев (шлиров), пронизывающих мерзлые грунты, но не формирование пластовых льдов.

МОЖАЙСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ В ЭКСТРЕМАЛЬНО ЖАРКУЮ ПОГОДУ2

Приводится количественная оценка возможного изменения объема зоны острой гипоксии (с содержанием растворенного кислорода <2 мг/л) в Можайском водохранилище, головном в Москворецкой системе водоснабжения Москвы, в зависимости от водности и синоптических условий в вегетационный период. Наибольшее внимание уделено особенно неблагоприятным гидрометеорологическим условиям — сочетанию низкого половодья и жаркой антициклональной погоды с малым притоком воды к водохранилищу в меженный период. Для расчета пространственно-временного распределения растворенного кислорода применена гидрологическая модель водохранилища ГМВ—МГУ, дополненная экологическим блоком. Верификация кислородного блока модели по данным 10 гидролого-гидрохимических съемок показала, что среднеквадратическое отклонение вычисленных в боксах значений содержания растворенного кислорода от его 609 измеренных величин за весь период расчета (361 сут.) составило ±2,1 мг/л, а средняя ошибка модельного расчета — –0,6 мг/л. Сценарные модельные расчеты показали различия в развитии зоны гипоксии в зависимости от времени наступления жаркой погоды. В средневодный год с жаркой весной и низким половодьем содержание кислорода в водохранилище будет существенно ниже, чем в обычный год со средней водностью из-за слабого развития диатомовых водорослей и раннего наступления устойчивой температурной стратификации, а также из-за уменьшения растворимости растворенного кислорода при высокой температуре воды. Аномально жаркая погода в летний период может привести к появлению обширных зон гипоксии в гиполимнионе водохранилища, достигающих 36% от общего объема воды в водоеме и отрицательно влияющих на процессы формирования качества воды в нем.

Выполнена количественная оценка интенсивности эрозионно-аккумулятивных процессов в пределах малого водосбора с преобладанием пахотных земель (бассейн р. Плава, Тульская область, Среднерусская возвышенность). Для определения внутрибассейнового перемещения материала использован комплексный подход: фактические значения величины смыва и аккумуляции определяли методом почвенно-морфологического профилирования, для расчета интенсивности смыва при ливневом и талом стоке применялась существенно модифицированная комбинация двух методик (USLE и уравнения ГГИ), а также радиоцезиевый метод. Сопоставление полученных независимыми методами результатов дало возможность получить достоверную информацию для расчета баланса наносов. Выявлено, что водосбор балки характеризуется значительным отрицательным балансом вещества — почти 80% наносов, поступающих с эродируемых обрабатываемых склонов, выносится через замыкающий створ в главную реку. Анализ разновременных картографических материалов и космических снимков позволил реконструировать историю землепользования исследуемого бассейна с середины XIX в. — восстановлены границы пашни для 5 временных интервалов. Предложена примерная схема функционирования водосбора за период наиболее интенсивного сельскохозяйственного освоения (после земельной реформы1861 г.) с учетом тенденций саморазвития балочной системы и динамики границ земельных угодий.

Представлены новые результаты комплексного палеогеографического изучения карстовосуффозионного болота “Клюква” (Белевский район, Тульская обл.), а также реконструкции динамики растительности в голоцене, обусловленной климатическими изменениями и воздействием антропогенного фактора. Согласно полученным данным, в бореальном периоде голоцена на изучаемой территории были распространены сосново-березовые леса, вероятно, унаследованные от перигляциальной растительности поздневалдайской ледниковой эпохи. Распространение широколиственных лесов в бассейне верхней Оки началось около 7800 кален. л.н. (атлантический период), начиная приблизительно с 7500 кален. л.н., широколиственные леса из дуба, липы, вяза с участием березы стали доминирующим компонентом растительного покрова вплоть до последних нескольких столетий. Изменения растительности болота, сообществ раковинных амеб и свойств торфяной залежи и растительного покрова окружающей территории указывают на то, что климатические условия поздней фазы атлантического периода (термического максимума голоцена) были более теплыми и сухими, чем современные, возможно, за счет сокращения количества осадков в летний период. В течение второй половины голоцена наиболее существенные изменения как на локальном (экосистемы болота), так и на региональном уровне (бассейн верхней Оки на северо-западе Среднерусской возвышенности) произошли 5000 и 2500 кален. л.н. и соответствуют основным рубежам истории природной среды в голоцене. Коренные изменения растительного покрова произошли только в историческое время в результате хозяйственной деятельности человека. По-видимому, распространение ели в этот период обусловлено не столько изменением климатических условий, сколько влиянием антропогенного фактора, когда ель получила конкурентные преимущества при уничтожении широколиственных пород.

Данные отраслевых статистических наблюдений включены в государственный лесной реестр, который представляет собой свод документированной информации о лесах, их использовании, охране, защите, воспроизводстве. До настоящего времени картографическое сопровождение государственного лесного реестра отсутствовало. Цель исследований —совершенствование информационного обеспечения управления лесным хозяйством на федеральном уровне за счет практического использования инструментария ГИС для создания карт по данным отраслевых наблюдений и веб-технологий для визуализации карт и доставки конечному пользователю. Изложены методика и опыт разработки картографического сервиса для визуализации статистических данных о лесах России и просмотра веб-браузерами. Содержание (контент) картографического сервиса составляют: рабочие слои, содержащие данные государственного лесного реестра; разгруженная картографическая основа с единицами административно-территориального деления РФ и территориального управления лесами — лесничествами. Экспериментальные работы включали подготовку карт в программной среде ArcGis for Desktop ver. 10 и конвертирование готовых макетов в формат SVG с помощью специальной надстройки для ArcGis — Mappetizer 11.2. Атлас сверстан из компонентов, включающих HTMLдокументы с внедренными в них векторными картами в формате SVG и изображениями, скрипты сценария. Карты атласа сгруппированы в тематические разделы и подразделы, характеризующие леса и лесные ресурсы, использование лесов, охрану и защиту лесов, воспроизводство лесов. Специальный пользовательский интерфейс в веб-браузере позволяет просматривать и публиковать данные лесного реестра, подключать или отключать рабочие слои, реализовать запросы к пространственным и атрибутивным данным. Со стороны пользователя атлас представляет собой наборы HTML-страниц, иерархически выстроенных в соответствии с логикой и последовательностью получения сведений о лесах — ресурсном потенциале территории, использовании, охране, защите и воспроизводстве. Пользователь последовательно подгружает эти страницы по заранее определенному сценарию, перелистывая их веб-браузером как обыкновенные страницы веб-сайта в интернете. Подготовленный электронный атлас может быть загружен на локальный компьютер, сервер и пригоден для публикации в Веб. Предложенный подход продемонстрировал возможность публикации данных государственного лесного реестра в картографической форме без установки дорогостоящего программного обеспечения ГИС на сервер или на локальный компьютер пользователя.

На Черноморском побережье РФ в перечень наиболее опасных природных явлений и процессов входят наводнения главным образом стокового и стоково-ливневого генезиса. Их возникновение и развитие сопровождается не только разрушениями и значительным экономическим ущербом, но и человеческими жертвами. Эффективность прогноза, усилий по предотвращению наводнений или уменьшению их масштаба, минимизации связанного с затоплениями ущерба зависит от степени знаний о факторах наводнений, механизмах их возникновения и развития, географической локализации и подверженных их воздействию районах, повторяемости, скорости протекания и многолетней динамике, применяющихся защитных мерах и т.п. Сведения о случаях с наводнениями и опасными затоплениями, часть из которых были реконструированы, их основных характеристиках, а также разнообразные гидрологические данные составили информационную основу при детальном анализе современной ситуации с наводнениями на Черноморском побережье РФ и ее развития в период с 1945 по2013 г. Выявлены основные особенности возникновения и прохождения на черноморских реках паводков и вызванных ими, а также экстремальными ливнями стоковых и стоково-ливневых наводнений; получены важные характеристики таких паводков. Впервые для этой территории построены карты максимально возможного повышения уровня воды в реках над предпаводочной отметкой, а также населенных пунктов, подвергавшихся в прошлом (с разной частотой) затоплениям. Установлены закономерности и причины изменения генезиса, числа и характеристик наводнений на территории побережья (по муниципальным районам) в течение года и в многолетнем масштабе времени, их пространственной корреляции. Результаты можно использовать для повышения эффективности мер по предупреждению и защите от наводнений.

Рассмотрены изотопные вариации талого ледникового стока с ледника Джанкуат на Центральном Кавказе в течение сезона абляции2013 г. Этот сезон отличался аномальным количеством атмосферных осадков и нетипичной формой гидрографа р. Джанкуат. В результате исследований сделаны качественные оценки вклада таяния ледникового льда в общий сток. Определение вклада ледникового стока в стокообразование — ключевая часть комплексного гидроклиматологического подхода к мониторингу ледниковых бассейнов. Значения δ18О воды р. Джанкуат в период абляции2013 г. варьировали от –15,04 в начале июня до –11,27‰ в конце сентября. Значение δ18О базисной составляющей стока в конце периода абляции составило –11,9‰. Низкие значения δ18О (–14…–15‰) ледникового стока в июне связаны с таянием изотопически легкого зимнего и ранневесеннего снега и ледникового льда, увеличение значений δ18О (> –12‰) в сентябре, видимо, указывает на преобладающую роль в питании реки подледных и подземных вод при снижении интенсивности абляции. Внутрисуточные колебания изотопного состава талой воды очень незначительны.

Итоги переписи населения США в2010 г. проанализированы сквозь призму этнорасовой ситуации. Рассмотрены общая картина размещения населения, этнический и расовый состав населения по штатам и статистическим районам, трансформации в пределах городского пространства, в том числе этнорасовые, а также внутренние миграции населения и иммиграция в США. Все указанное рассмотрено как в динамике (учитывая материалы переписи 2000 и2010 г.), так и в пространстве — по отдельным штатам и статистическим регионам. Сделан вывод о консервативности пространственной картины распределения темпа роста численности населения США. Выяснилось, что самые крупные штаты по численности населения в период с 2000 по2010 г. росли медленнее остальных, в то время как в наименее заселенных штатах численность населения увеличивалась. Распределение по территории страны всех четырех основных этнорасовых групп США — белых, латинос, афроамериканцев и азиатов — становится все равномернее. Иммиграция в США находится на стабильно высоком уровне. При этом выходцы из других стран по разным подсчетам дают от 1/2 до 3/4 прироста населения страны. В составе иммигрантов резко преобладают выходцы из стран Центральной Америки. Если раньше они оседали преимущественно в штатах мексиканского приграничья, то в последние годы наблюдается их распространение по территории США.

В рамках проекта “Эколого-геохимическая оценка состояния и картографирование трансграничного речного бассейна р. Селенги” составлена карта ландшафтно-геохимического районирования в масштабе 1:2 500 000. Традиционно в ландшафтно-геохимическом (ЛГХ) районировании обширных территорий используется зональный подход, реализующийся в общих показателях биологического круговорота и классов водной миграции. Бассейн Селенги отличается горно-котловинным рельефом в сочетании со сложным геологическим строением и пестрым литогеохимическим фоном, контрастными климатическими условиями, спектрами вертикальной поясности. В качестве главного критерия выделения территориальных единиц ЛГХ районирования бассейна Селенги приняты литолого-геоморфологические факторы, определяющие характер и направленность миграционных процессов. Система ландшафтно-геохимического районирования бассейна состоит из трех уровней. Первые два уровня отражают общие физико-географические факторы формирования миграционных геохимических процессов. На нижнем уровне учитывалась сложная комбинированность местных условий, проявляющаяся в рамках общих литолого-геоморфологических и климатических возможностей миграции, аккумуляции и поступления вещества в речные системы.

Приводятся результаты апробации системы мониторинга поверхностных течений, основанной на отслеживании траекторий дрейфующих буев, оснащенных GPS-приемником и GSM-связью. Основное достоинство разработанной системы — низкая стоимость оборудования и высокая пространственно-временная детализация данных о течениях. Благодаря использованию GSM-связи за движением дрейфующих буев можно наблюдать в режиме реального времени. Исследованы поверхностные течения на шельфе Черного моря в районе г. Геленджик. Использованы данные о поверхностных течениях, полученные при помощи дрейфующих буев и буксируемого профилографа течений. Приводятся данные трех экспериментальных запусков дрейфующих буев и результаты сравнения траекторий их движения с полем скорости, полученным по профилографу. Продолжительность экспериментов составляла от нескольких часов до 2 сут. Для каждого эксперимента приводится информация о скорости и направлении ветра во время эксперимента. Выявлено наличие параллельно-струйных течений в районе исследования — буи, выпущенные на расстоянии 30—40 м, двигались практически параллельно на протяжении 5—10 ч. В одном эксперименте наблюдался диполь, характерный для субмезомасштабной вихревой динамики в рассматриваемом районе. Этот диполь, вероятно, возник в результате диссипации энергии и разрушения наблюдаемой в начале экспериметна вихревой структуры. Поле течений в ходе этого эксперимента не было связано с полем ветра. Однако в другом эксперименте направление течения в поверхностном слое вод совпадало с ветром, что позволяет сделать вывод только о периодическом влиянии вихрей на динамику вод. Показано, что поверхностные течения, полученные по данным профилографа течений, в целом совпадают с данными дрейфующих буев, однако применение разных методов позволяет по-разному интерпретировать полученные картины циркуляции. Данные экспериментов показали, что разработанная система наблюдения за течениями действенна, с помощью нее можно изучать структуру течений на шельфе. В будущем планируются более масштабные и продолжительные эксперименты.