Главная – Журналы – Поиск по журналам

На основе данных ежемесячных бюллетеней Иркутского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружа ющей среды за июнь-август 2001-2013 гг. исследована связь циркуляции атмосферы и потенциальной летней абляции ледников Байкальского хребта. В качестве показателя абляции использовались суммы положительных температур, рассчитанные для средней высоты ледниковой зоны. Проведена классификация летних сезонов на три группы - с высокой, низкой и умеренной абляцией. Максимальное значение суммы положительных температур составило 1152 °С (2002 г.), минимальное - 787 °С (2013 г.). С помощью модели HYSPLIT выявлены доминирующие направления воз душных масс в районе исследований: западное, юго-западное, северное, северо-западное. Оценен вклад меридиональной составляющей атмосферной циркуляции, усиливающейся на протяжении последнего десятилетия. По динамике зо нального и меридионального индексов циркуляции А. Л. Каца отмечаются летние сезоны с максимальной (2007, 2010 гг.) и минимальной (2003, 2012 гг.) интенсивностью зональной циркуляции, а также межгодовые вариации меридиональной. По результатам комплексного анализа приземных и высотных синоптических карт, изобарических полей абсолютной и относительной топографии, температурного режима над ледниковой зоной (NCEP/NCAR) выявлены синоптические условия, способствующие увеличению/уменьшению таяния ледников рассматриваемой области. Исследована динамика фронтальной деятельности, типов адвекции, теплых влажных воздушных масс в летние сезоны над Байкальским хребтом. Изменение частоты всех исследованных циркуляционных механизмов влечет за собой изменение погодных условий и климатического режима, что способствует усилению либо уменьшению абляции для ледников и отражает ся на эволюции всей ледниковой зоны Байкальского хребта.

Рассмотрены гидротермические условия (индекс Si ) за 1961-2010 гг. по природным ландшафтам для предбай кальской и забайкальской частей Байкальской природной территории (БПТ), включая соответствующие побережья оз. Байкал. Установлено, что наиболее засушливы в предбайкальской части май-июнь, в забайкальской - июнь, ког да во всех природных ландшафтах отмечаются сильные засухи. Определено, что при более увлажненных первых двух десятилетиях (1961-1970 и 1971-1980 гг.) последние два (1991-2000 и 2001-2010 гг.) характеризуются наиболее засушливыми условиями. Выявлено наличие значимых (р < 0,05) положительных изменений с мая по сентябрь, указы вающее на увеличение повторяемости засух с максимумом в июле. Установлено, что для забайкальской части БПТ характерна большая повторяемость засух и большие по модулю величины индексов Si. За рассматриваемый период изменилось распределение засушливых явлений во времени и пространстве. Засушливые условия, которые охватывали более половины БПТ, до 1986 г. наблюдались в отдельные месяцы вегетационного периода или непрерывно в течение двух месяцев. Начиная с 1986 г. зафиксированы непрерывные засушливые периоды длительностью три месяца и более. Наибольшая повторяемость засушливых лет отмечается в целом по территории после 1990-х гг. Показано, что из быточное увлажнение имеет дискретный характер распределения.

На основе гидрометеорологических данных по оз. Байкал за длительный период времени выполнен анализ колеба ний уровня озера и определены его связи с вековыми и внутривековыми циклами водности. Приведены обобщенные показатели многолетнего диапазона и внутригодовой амплитуды колебаний уровня, его динамики, дат достижения минимальных и максимальных значений в естественных условиях и в период зарегулированного стока. Расширена и уточнена имеющаяся информация по ежемесячным показателям уровня, полезного притока в оз. Байкал и расхода воды в истоке р. Ангары за длительный период наблюдений. Установлены границы вековых и внутривековых циклов, многоводных, маловодных лет на оз. Байкал и их характеристики за исторический (1747-1903 гг.) и современный (1904-2015 гг.) периоды. Выполнена классификация водности по категориям (нормальная, пониженная/повышенная, низкая/высокая, экстремально низкая/экстремально высокая, катастрофическая) в зависимости от обеспеченности полезного притока в оз. Байкал, рассчитаны его количественные показатели для каждой из категорий. Рассмотрены причины, особенности, проблемы и риски, связанные с маловодными и многоводными периодами. Определено, что ука занные периоды являются, как правило, следствием изменений в процессах циркуляции атмосферы, сопровождающих ся положительными/отрицательными аномалиями летних температур и осадков на значительных территориях, прилегающих к бассейну оз. Байкал, а также глобальными изменениями климата. Определен основной фактор риска при регулировании уровня оз. Байкал в маловодные периоды - необходимость устойчивой работы водозаборов и свя занного с этим поддержания минимальных расходов воды в нижнем бьефе Иркутской ГЭС (1300 м ³ /с), учитывающих минимальные проектные отметки водозаборов. Установлено, что риски многоводных периодов связаны с пропуском паводков через Иркутскую ГЭС и возможными затоплениями, которые в современных условиях неизбежны уже при расходах 2800-3000 м ³ /с и приведут к значительным затоплениям в г. Иркутске при пропуске через гидроузел допус тимых действующими правилами расходов 4700-6000 м ³ /с.

Предложена интегральная схема оценки стока воды и наносов рек бассейна р. Селенги с использованием экспе диционных, сетевых и модельных данных. Приведены оценки и установлены закономерности изменений стока воды, взвешенных и влекомых наносов реки. Выполнен прогноз региональных изменений стока воды в связи с антропогенным освоением территории. Показано, что ожидаемое регулирование стока Селенги и ее притоков в Монголии приведет к сокращению максимального среднемесячного стока до 14-15 % и увеличению минимального зимнего стока до 73-75 %. Потери стока на испарение с проектируемых водохранилищ и водозабор на переброску стока будут соответствовать снижению уровня воды в Байкале до 1 см/год. На основе региональной мезоклиматической модели COSMO_CLM ис следована возможная трансформация водного баланса территории в результате антропогенного изменения ландшаф тов при добыче полезных ископаемых.

Рассмотрено влияние рифтовых процессов на расположение озер на восточном побережье оз. Байкал и на фор мирование химического состава заключенных в них вод. Определено, что озера находятся в разных геолого-гидроло гических условиях. Установлено, что в пределах их акваторий выделяется газ, состоящий в основном из метана и азота, в местах расположения глубинных разломов в свободном газе обнаружены повышенные содержания гелия. Найдены проявления грязевого вулканизма, связанного с разгрузкой метана. Показано, что по разрывным нарушениям в малые озера разгружаются трещинно-жильные воды, которые придают воде своеобразный геохимический облик, а в результате отепляющего воздействия термальных вод сформированы мощные залежи сапропеля. В озерах проис ходит трансформация химического состава по содовому направлению. В водоеме с замедленным водообменом минера лизация вод составляет более 1 г/л. На восточном побережье Южной котловины Байкала разгрузки трещинно-жиль ных вод не отмечается, химический состав формируется в результате дренирования Кабанского болотного массива, воды относятся к гидрокарбонатному магниево-натриево-кальциевому типу. В выделениях свободного газа на этой территории преобладает метан.

Проведено обсуждение методологии изучения механизмов формирования стока, базирующейся на применении при родных химических трассеров. Представлены результаты адаптации и отработки методики разделения гидрографа стока по генетическим составляющим (источникам питания), основанной на использовании природных химических трассеров в рамках модели смешения (модель End-Member Mixing Analysis (ЕММА)). В результате процедуры EMMA анализа сформированы два сложных модельных трассера, каждый из которых представляет собой линейную комби нацию исходных химических трассеров. Ее ядром является метод главных компонент. Методология применена в рамках экспериментальных исследований на малом бассейне руч. Ланинского, расположенного вблизи побережья оз. Байкал. Оценены доли источников питания речного стока ручья. Это дождевые воды, доля которых незначитель на, воды подземного грунтового горизонта, имеющие тенденцию к преобладанию в меженный период, и так называе мые наледные воды, имеющие значительную долю при формировании паводка. В качестве надежных трассеров могут использоваться преобладающие ионы анионного и катионного состава вод, величина удельной электропроводности и содержание общего органического углерода. Результаты моделирования хорошо согласуются с качественными пред ставлениями о формировании стока на исследуемой территории. Показан широкий спектр возможностей и перспек тивность методического инструментария трассерной гидрологии.

На основе многолетних исследований составлены карты почв центральной экологической зоны Байкальской при родной территории (ЦЭЗ БПТ) и их деградации. Выявлено, что почвенный покров наряду с общими фациальными и провинциальными особенностями имеет четко выраженную высотную поясность, так как основная часть исследуемой территории занята хребтами, и только небольшая часть приходится на узкую низменную полосу побережья оз. Бай кал и долины рек. Показано, что в северной и северо-восточной части ЦЭЗ БПТ господствуют в автоморфных усло виях подзолы и подбуры со слабодифференцированным профилем. На юго-западном и восточном побережьях Байкала, как на равнине, так и в предгорной полосе, широко распространены дерново-подзолистые почвы. Восточный макросклон Приморского хребта, вплотную прижатый к Байкалу, выделяется значительной крутизной и обилием скалистых утесов. На южном побережье оз. Байкал на коренных склонах под темнохвойными и травяными осиново-березовыми лесами с подростом темнохвойных пород широко распространены подзолы, буроземы оподзоленные. Определена приуро ченность карбо-литоземов темногумусовых, серо- и темногумусовых почв к выходам мраморов и их дериватов. Уста новлено, что своеобразие экологических условий почвообразования в ландшафтах бассейна оз. Байкал определяет само бытность и специфичность почв. В качестве примера приведено формирование буроземов грубогумусовых в условиях Сибири, которые по общей классификации почв России не свойственны данному региону.

Исследовано влияние антропогенных факторов - распашки и пожаров - на почвообразование в дельте р. Селен ги на юго-восточном побережье оз. Байкал. Показаны изменения практически полностью вовлеченных в сельскохозяй ственное производство переходных от дерново-подбуров к буроземам почв на песчаных размытых террасах в подножии хр. Хамар-Дабан. Установлено, что под воздействием тяжелой техники на полях происходит уплотнение почвы, снижается ее водопроницаемость и развиваются процессы смыва и припашки в верхней части склона, а намыва - в пологой части. В результате на основном участке пашни происходит увеличение мощности гумусово-аккумулятивной толщи, сопровождающееся образованием мощного подпахотного горизонта. Определено, что почвы сосновых боров - псаммоземы гумусовые оподзоленные - трансформируются под влиянием лесных пожаров, выявлены особенности их послепожарного развития. Установлено, что среди исследованных антропогенных факторов наиболее отрицательное влияние на почву оказывают верховые пожары. Распашка и низовые пожары имеют не только отрицательный, но и положительный эффект: в обоих случаях увеличивается мощность гумусово-аккумулятивных горизонтов и растут запасы гумуса.

В условиях обширных и труднодоступных территорий Сибири данные о местонахождениях видов растений и животных фрагментарны, поэтому для выявления потенциальных ареалов видов предлагается применять методы компьютерного моделирования, реализованные в программе MaxEnt 3.3.3k. Программа, используя информацию о пара метрах среды в известных местонахождениях моделируемого вида, определяет вероятность его присутствия на остальной территории. Как источник информации о параметрах среды часто используется мировая база данных WorldClim. Однако осуществленная нами попытка моделирования ареала для Anemone baicalensis Turcz. ex Ledeb., не морального реликта, произрастающего в Байкальском регионе только на хр. Хамар-Дабан, оказалась некорректной по причине малого числа метеостанций, данные которых учтены в WorldClim. Для решения возникшей проблемы мы ис пользовали GRID-модель Байкальской природной территории (м-б 1: 1 000 000), построенную по данным, заимство ванным из опубликованных атласов тематических карт. На основе GRID-модели получен вероятностный ареал до статочно высокой точности. Наибольшее значение для распределения вида имеют высота над уровнем моря (62,3 %) и годовая сумма осадков (36,8 %). Потенциальный ареал A. baicalensis в пределах северного макросклона хр. Хамар Да бан территориально соответствует всему расположенному здесь неморальному рефугиуму. Выделенные на модели отроги Байкальского и Баргузинского хребтов, предгорья Восточного Саяна также признаются неморальными рефу гиумами. Можно рекомендовать использовать данные WorldClim только для мелкомасштабного моделирования, а для среднего и крупного масштабов прибегать к другим источникам, в частности к современным атласам тематических карт, что существенно повышает качество получаемой в итоге модели.

Представлены результаты исследований компонентов геосистем, таких как почва и растительность, и их от клика на изменения климата на юго-западном побережье Байкала (пос. Листвянка и прилегающие территории), наиболее освоенной части центральной экологической зоны. Дана характеристика почв населенного пункта и его окружения, исследована взаимосвязь почва-растение, выявлен отклик почвы на изменения температуры. В результа те применения комплекса методов (стандартных и современных) получены новые сведения о компонентах геосистем юго-западного побережья Байкала в условиях современных изменений климата. Установлено, что в настоящее время территория поселка и его окружение испытывают сильное антропогенное воздействие, что проявляется в изменении внутренних связей природных комплексов и, как следствие, в трансформации доминирующих горно-таежных устой чивых геосистем. Обнаруженные высокие концентрации микроэлементов в почве приурочены к придорожным экосис темам и селитебной зоне. Выявлено, что концентрации Ba, Mn, Cu, V и Cr в тканях изучаемых растений достаточ но высокие. Злаки отличаются наименьшим числом элементов (Mn, Cu и V), которые имеют максимально высокие значения. Коэффициент биологического поглощения выше 1 отмечен у Ba, Mn и Cu. Определено, что аномальные температуры воздуха в 2014-2015 гг. отразились на температуре почвы, сумме активных температур и амплитуде между зимними и летними температурами на глубине 20 см на склонах разной экспозиции. Обнаружено, что склон северо-восточной экспозиции более холодный, прогревается весной позже и имеет более продолжительный период от рицательных температур. Выявлено, что климатические аномалии последних лет выразились в повышении зимних температур почвы и продлении летних максимумов, что нашло отражение в увеличении времени вегетационного периода, скорости и продолжительности ледостава на Байкале.