Главная – Журналы – Поиск по журналам

Для эффективного использования солнечной энергии необходима точная оценка поступающего потока солнечной радиации. Проводится сравнение точности среднемесячных оценок потока суммарной солнечной радиации базы данных реанализа ERA5, базы данных на основе спутниковых наблюдений SYN1deg, данных климатических справочников и регрессионных моделей по семи населенным пунктам востока России. В исследовании участвуют две известные регрессионные модели, включающие параметры внеатмосферной солнечной радиации, общей облачности, влажности воздуха, минимальной и максимальной температуры воздуха, атмосферного давления, а также новая регрессионная модель, включающая дополнительно параметры нижней облачности и высоты солнца. Сравнение баз данных и регрессионных моделей по точности проводится путем сопоставления с данными наземных измерений метеостанций. Выполнен расчет показателей средней абсолютной, среднеквадратичной ошибки и средней ошибки смещения. Результаты сравнения показали, что данные климатических справочников за период с 1937-1957 гг. по 1980 г. имеют наименьшее отклонение от оценок среднемесячного потока суммарной солнечной радиации за 2006-2020 гг. в большинстве из рассмотренных пунктов. Среднемесячные оценки потока суммарной солнечной радиации ERA5 имеют большую точность в сравнении с данными SYN1deg в пяти из семи рассматриваемых пунктов. Предложенная в исследовании новая регрессионная модель позволяет обеспечить большую точность месячных оценок потока суммарной солнечной радиации в сравнении с данными SYN1deg, а также в сравнении с данными ERA5 для большинства рассмотренных пунктов.

Проведены анализ и оценка современного состояния лесной растительности, находящейся на участках, подверженных затоплению и абразии на побережьях Иркутского водохранилища и оз. Байкал (Иркутская область), формирование базы данных, картографирование и вычисление площадей этих участков, а также анализ методик, которые могут быть использованы для оценки экономического ущерба от потерь леса. В работе применены геоботанический, картографический, лесотаксационный, геоинформационно-аналитический и иные методы. Выявлено, что процессы периодического затопления оказывают негативное воздействие на леса побережий, формируя на месте первоначальных лесных фитоценозов насаждения с преобладанием мохово-осоковых сообществ с различными видами кустарников. Редкие фрагменты лесной растительности на участках затопления занимают менее 1 % от их общей площади и представлены низкобонитетными, редкостойными формами древостоев. Установлено, что процессы затопления ограничивают использование земель практически во всех видах деятельности. Значительную опасность представляют интенсивно развивающиеся на побережьях озера и водохранилища абразионные процессы, которые необратимо выводят земли из всех видов деятельности. В наибольшей степени в зону риска попадают лесопокрытые участки на побережьях Иркутского водохранилища, где их доля от площади расположенных здесь абразионных участков достигает более 87 % или почти 42 % от покрытых лесом земель на всех абразионных участках. Анализ действующих методик показал, что наиболее целесообразными для расчета в составе экономического ущерба прямых потерь лесов, в частности, его продукционной функции, являются ставки платы за единицу древесных и иных лесных ресурсов. Для определения продуктивности лесных ресурсов с единицы лесопокрытой площади следует применять региональные данные и подходы. Для комплексной оценки потерь разнообразных функций лесов могут быть применены также региональные кадастровые оценки земель лесного фонда.

Проведено исследование трансграничной части Алтайской горной страны, в ходе которого установлено, что для нее характерен набор геоморфологических элементов, обусловленных высотным положением, геологическим строением, неотектонической активностью, современными и палеоклиматическими условиями, экзогенными рельефообразующими процессами. В высокогорье Монгольского Алтая широко распространены формы рельефа, связанные с образованием, движением и таянием льда. Геологическая деятельность ледников, работа талых вод, наличие многолетней мерзлоты приводят к появлению ярких форм. Формирование облика горных ландшафтов и преобразование поверхности связано с активно идущими склоновыми процессами: лавинами, селями, оползнями и обвалами. Выявлено, что объектами криогенного генезиса являются разные по масштабу, строению и размещению формы рельефа, к которым относятся: снежно-ледяные, каменно-ледяные образования, солифлюкционные формы, участки с буграми пучения (палза), полигональные и структурные грунты, наледи и др. Сделан вывод, что наиболее репрезентативные объекты криогенного генезиса, иллюстрирующие геологическую работу льда, - это современные ледниковые комплексы, каменные глетчеры и каменные потоки. Главным элементом высокогорной зоны для сложных сопряженных криогенных форм являются ледники. Кроме них выделятся и более мелкие формы, образование которых связано с процессами изменения грунтов под влиянием многолетней мерзлоты и гравитационными процессами. В строении и размещении форм рельефа высокогорной зоны наблюдаются закономерности. На основе сведений с полевых маршрутов, дешифровки спутниковых данных и использования возможностей ГИС авторами проведен анализ размещения форм рельефа криогенного генезиса. Материалы подготовлены на основе работы с цифровой моделью высот. Составлен перечень (каталог) природных криогенных объектов разных категорий, выделенных в пределах национального парка «Алтай Таван Богд». Исследование подтвердило, что формы рельефа высокогорий представляют интерес для дальнейшего изучения, пополнения каталога объектов и развития тематического туризма.

22 июня 2023 г. исполнилось 75 лет Юрию Михайловичу Семёнову — выдающемуся ученому в области физической географии и ландшафтоведения, геохимии ландшафта, почвоведения, доктору географических наук, профессору.

Дано обобщение мирового опыта исследований по географии связи для определения будущих направлений познания пространственно-временного развертывания и функционирования телекоммуникационных сетей. С помощью авторского алгоритма семантического поиска публикаций в библиографических базах данных обнаружено около 400 статей по географии связи в научных журналах всех стран за период 1981-2020 гг. Анализ этих публикаций показал, что изучались шесть видов связи (оптоволоконная, мобильная, телефонная, почтовая, телеграфная и спутниковая) в рамках инфраструктурного, статистического, импактного, потокового и оптимизационного направлений географии связи. Для выявления трендов использовались методы скользящей средней и бипропорциональных индексов. Линейная экстраполяция трендов изменения количества публикаций по видам связи и научным направлениям позволила предположить, что в дальнейшем предпочтение будет отдаваться географическому изучению оптоволоконных и мобильных сетей в рамках инфраструктурного и статистического подходов при стремлении к оптимизации линейно-узловой структуры. На основе сравнительного анализа нерешенных задач установлено, что в будущем в первую очередь должны быть рассмотрены следующие метазадачи: перенос опыта географического изучения одного вида связи на другие виды, использование больших данных операторов связи для географического анализа функционирования сетей, переход от описательной к конструктивной географии связи, выявление географических закономерностей развертывания телекоммуникационных сетей и разработка концепции территориального телекоммуникационного комплекса. В качестве перспективных объектов исследования выделены сети межмашинного обмена информацией, мобильной связи 6G и полифункциональная.

Проанализировано понятие «система». Установлены основные свойства систем. Выявлено, что все ее элементы должны быть взаимосвязанными и находиться во взаимодействии, с внешней средой система взаимодействует как единое целое, а деление в ней происходит от целого к частям. Сделан вывод, что применительно к географическим объектам данные требования слишком жесткие, поскольку становится обязательным выполнение всех условий, свойственных системам. Это далеко не всегда возможно, поскольку для реализации целей, в соответствие с которыми формируется объект, может потребоваться учет независимых факторов. Показано, что не все географические и сопряженные с ними объекты - социально-географические и геоэкологические - соответствуют требованиям, предъявляемым к классическим системам, поскольку некоторые (а иногда и все) составляющие их компоненты (или влияющие факторы) не являются взаимно зависимыми. Приведен виртуальный пример задачи - выбора оптимального размещения объекта из нескольких альтернатив, состоящий из нескольких групп факторов, иллюстрирующий отсутствие прямых связей между некоторыми составляющими объекта. Такие объекты предложено называть несистемными. В отличие от систем, для них представляется возможным формировать структуру снизу вверх, от частного к общему, объединяя при необходимости составляющие объекта в группы, что позволяет последовательно усложнять объект исследования по мере необходимости. При этом ряд факторов, например, сезонных, могут изменять свою значимость со временем, что приводит к переходу объектов из состояния «система» в состояние «не-система» и наоборот. К аналогичным последствиям могут приводить факторы, влияние которых ограничено по пространству. Дана графическая интерпретация понятий «система» и «несистемный объект» в виде ориентированных графов, ребра которых представляют собой группы компонентов (влияющих факторов). При таком подходе системы могут рассматриваться как частный случай объектов, в которых все компоненты взаимосвязаны. В то же время системы могут быть составными частями сложных несистемных объектов.

Представлены результаты десятилетнего исследования локальных особенностей динамики горных ледников центральной части Азии - от широт средней тайги Прибайкалья и Забайкалья, гор степной зоны Монгольского Алтая и пустынной зоны Китая до холодных пустынь Гималаев. Выполнено дешифрирование разновременных космических снимков, что позволило получить количественную информацию об изменениях площади и длины ледников на ключевых участках исследуемых горных территорий. Эти данные увязаны с климатическими параметрами, абсолютной высотой, мерзлотой, морфологией и тектоникой хребтов, антропогенным воздействием. В ходе исследования выявлен общий тренд - отступание ледников с 1970-х гг. при повышении среднегодовой температуры воздуха в северном полушарии на 1,4-1,6 °С. Ускорение таяния, уменьшение площади и длины ледников фиксируется с 1990 по 2020 гг., когда было наиболее значительное потепление. Выделены следующие годы с температурой выше средней: 1990, 1995, 1997, 2002, 2005, 2007, 2008, 2011, 2012, 2016, 2019, 2020. В этот период также наблюдалось увеличение площади и длины некоторых исследуемых ледников в 2013-2015 гг. и в 2021 г., связанное с аномальными зимними осадками в 2012, 2013 и 2020 гг. Установлено, что в горах юга Восточной Сибири в эти годы наблюдалось замедление сокращения площади ледников, увеличение количества многолетних снежников и частоты схода снежных лавин. Выявлено, что от конечных морен Малого ледникового периода ледники в Сибири, Монгольском Алтае и хр. Алтынтаг отступили в среднем на 500 м, на хребте Карлыктаг - на 800-900 м, а в Гималаях (местность Лангтанг) - от 1 до 4,5 км.

Рассматриваются вопросы деградации почв, возможности сохранения и восстановления почвенного плодородия в южных районах Сибири. На основе синтеза материалов многолетних стационарных исследований раскрыт механизм эрозионных процессов, получены количественные данные о потерях почв в зависимости от основных факторов водной и ветровой эрозии. Особое внимание обращено на периодически экстремальный характер проявления процессов, вызывающих катастрофическую деградацию почв. Показаны закономерности изменения структуры процессов, требующих применения почвозащитных приемов земледелия. С запада на восток вдоль пояса степей и лесостепей юга Сибири изменяется механизм эрозии почв и скорости деградации почв. На юге Западной Сибири необходима защита почв от талого смыва, в Хакасии особую опасность представляет дефляция почв, в Прибайкалье и Забайкалье деградация почв усиливается совместным развитием процессов ливневого смыва и дефляции. Представлены результаты количественной картографической оценки эрозионной опасности земель с помощью эмпирических моделей потенциального смыва и дефляции для основных сельскохозяйственных районов на примере Иркутско-Черемховской равнины, Назаровской и Южно-Минусинской котловин. Отмечено снижение потерь почв от эрозии в результате социально-экономических реформ сельского хозяйства и значительного сокращения площади пахотных земель в начале 90-х гг. XX в. и в пореформенный период (2010-2017 гг.). В связи с отмечающимся в последние годы восстановлением пахотных угодий обоснована необходимость инвентаризационного крупномасштабного картографирования эрозионных процессов на юге Сибири. Оно будет основой для выбора политики природопользования, способствующей сохранению почвенных ресурсов.

Рассмотрены результаты исследования геохимии почв юга России, оценки загрязнения атмосферы и состояния здоровья населения некоторых городов Краснодарского края и Ростовской области. На протяжении более 30 лет проводилось неоднократное опробование почвы различных регионов (более 10 тыс. проб), населенных пунктов (около 3 тыс. проб), что позволило комплексно оценить состояние окружающей среды крупной биосферной структуры, где проживает почти 20 % населения России. Установлено повышение уровня загрязнения атмосферы, концентраций химических элементов в почвах. Выявлено негативное воздействие аэрального загрязнения на здоровье населения, что ведет к увеличению количества заболеваний верхних дыхательных путей. Самая высокая степень загрязнения воздуха аэрозолями на юге России отмечается в Новороссийске. Согласно результатам трехмерного анализа, максимальные показатели заболеваемости и смертности новорожденных выявлены в зонах со старой 1-2-этажной застройкой, минимальные - в зонах многоэтажной застройки. Показано, что заболеваемость населения снижается по мере увеличения этажа проживания. Подобное распределение заболеваемости свидетельствует о высоком уровне аэрозольного загрязнения атмосферы. В подтверждение токсичности загрязнения воздуха городов проведена эколого-геохимическая оценка твердой части аэрозолей в сравнении с природными дефляционными аэрозолями. Выявлены геохимические особенности различных источников аэрозолей в атмосферном приземном слое. Установлено, что техногенные аэрозоли обогащены рядом химических элементов, но особенно интенсивно полиметаллами Ag, Pb, Cu и Zn - элементами, которые не характерны для местной геологической обстановки и промышленной специфики.

Показаны принципы ландшафтного анализа территории и продемонстрирован опыт поэтапной реализации этих принципов (функционального, комплексного, динамического, классификационно-иерархического, дискретного) для оценки противопожарной устойчивости лесных геосистем юга Селенгинского среднегорья. Практическое выражение поэтапной реализации данных принципов заключается в анализе ландшафтообразующих факторов и условий, в выборе комплексных показателей функционирования геосистем, в создании ландшафтно-информационной основы оценки, в совместном анализе полученных данных комплексных показателей и ландшафтно-типологической карты с последующей оценкой противопожарной устойчивости разных типов лесных геосистем. В рамках указанной программы исследований проанализированы внутриландшафтные условия и особенности лесных геосистем (рельеф, характер подстилающих пород и почв, растительность), определяющие их противопожарную устойчивость, и построена ландшафтно-информационная основа (ландшафтно-типологическая карта) лесных геосистем. В качестве комплексного показателя выбрана величина приповерхностной температуры, которая характеризует уровень влагообмена между компонентами геосистем, определяющего микро- и мезоклиматические особенности ландшафтов. С целью определения влагообменного потенциала проведен совместный анализ индексных изображений, характеризующих приповерхностные температуры (LST) и влажность (NDMI), которые рассчитаны на базе инфракрасных каналов космических снимков Landsat 8 OLI и TIRS. Лесные геосистемы с высокой противопожарной устойчивостью отличаются более высоким уровнем влагообмена и минимальными значениями приповерхностных температур. Далее выполнен совместный анализ полученных результатов методом наложения данных: на индексные изображения LST и NDMI наложена сетка ландшафтных выделов карты для выявления модальных значений приповерхностной температуры, характерной для каждого типа геосистем. На основе полученных данных проведена экспертная оценка и построена карта противопожарной устойчивости разных типов лесных геосистем. Выявлено, что минимальный уровень противопожарной устойчивости характерен для сосновых остепненных, местами мертвопокровных, лесов на равнинах и предгорных возвышенностях, сложенных эоловыми и делювиально-пролювиальными отложениями на почвах легкого механического состава. Достоверность результатов оценки противопожарной устойчивости геосистем подтверждена анализом фактической горимости лесов, проведенным на основе временного ряда космических снимков Landsat за последние 50 лет, когда пожарами было затронуто примерно 51 % площади всех лесов исследуемой территории.