СТАТЬИ ИЗ РУБРИКИ«Подземные и поверхностные воды холодных равнинных и горных регионов»

Землянскова А.А., Макарьева О.М. — Моделирование процессов формирования стока рек горной криолитозоны северо-востока России с наледным питанием на примере р. Анмангында (№2, 2024)
Козлов А.К., Гурулев А.А. — Особенности радиотеплового изучения наледей в микроволновом диапазоне (№3, 2023)
Алексеев В.Р., Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Землянскова А.А., Шихов А.Н., Осташов А.А. — Наледи-тарыны Северо-Востока России по историческим данным (№4, 2021)
Першин Д.К., Лубенец Л.Ф., Черных Д.В., Бирюков Р.Ю., Золотов Д.В. — Открытая база данных снегомерных наблюдений на юге Западной Сибири (2011–2021) и ее сравнение с данными стационарных метеонаблюдений и спутникового мониторинга (№3, 2021)
Алексеев С.В., Алексеева Л.П., Оргильянов А.И. — Геохимия подземных и поверхностных вод бассейна р. Сенца (Восточный Саян) (№1, 2021)

Подробнее

Правильная ссылка на статью:

Землянскова А.А., Макарьева О.М.. Моделирование процессов формирования стока рек горной криолитозоны северо-востока России с наледным питанием на примере р. Анмангында // Арктика и Антарктика. – 2024. – № 2. – С. 1-20.

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».

Читать статью

наверх

Аннотация: Наледи являются ключевым элементом в цепи водообменных процессов зоны распространения многолетнемерзлых пород. Гидрологическая роль наледей в формировании речного стока может быть сопоставима с ледниками. Наблюдения за наледями при строительстве Байкало-Амурской магистрали показали, что в годовом стоке рек доля наледного стока может достигать 35% для водосборов площадью до 500 км2. Несмотря на длительную историю изучения наледей, отсутствуют методы прогноза развития наледных процессов, а также гидрологические модели, учитывающие долю наледного питания в речном стоке. Это связано с недостатком данных наблюдений за динамикой и факторами развития наледей. В прошлом веке в Сибири и на Дальнем Востоке на некоторых наледях проводились продолжительные исследования. Одним из таких уникальных объектов является гигантская Анмангындинская наледь (верховье бассейна р. Колыма). Целью исследования является изучение гидрологического режима бассейна р. Анмангында и разработка метода учета наледного стока (блок «Наледь») для распределенной гидрологической модели «Гидрограф». Блок «Наледь» учитывает два фактора разрушения наледи – под действием солнечной радиации и термоэрозионного разрушения. Входными данными являются площадь наледи к началу теплого сезона и суточные метеорологические данные. Параметрами — коэффициенты таяния льда и испарения со льда, а также коэффициент относительной площади наледи в зависимости от периода разрушения, рассчитанный для современного климатического периода. Результатом расчета являются слои наледного стока и характеристики наледи на заданный интервал. На основе исторических данных и материалов собственных полевых исследований, проведена апробация блока «Наледь». Отклонение расчётных и натурных величин составило 2—10% и 1—9% для максимальных величин площади и объема Анмангындинской наледи соответственно. Результаты численных расчетов за период 1967–2022 гг. выявили динамику вклада Анмангындинской наледи в сток реки в различные сезоны. Расширенный функционал модели «Гидрограф» позволил улучшить качество моделирования стока рек, в бассейнах которых формируются наледи. Для бассейна р. Анмангында средний коэффициент Нэша-Сатклиффа и величина ошибки годового стока составили 0,57 и 13,0% по сравнению со значениями 0,41 и 18,0%, когда не использовался блок «Наледь».

Ключевые слова: многолетняя мерзлота, математическое моделирование, модель Гидрограф, наледное питание, наледные ресурсы, наледь, река Анмангында, дистанционное зондирование, водный баланс, криолитозона

Библиография:
Morse P., Wolfe S. Long-Term River icing dynamics in discontinuous permafrost, subarctic Canadian Shield: River icing dynamics in discontinuous permafrost, subarctic Canada // Permafr. Periglac. Process., 2016, 28, P. 580-586. URL: https://doi.org/10.1002/ppp.1907.
Brombierstäudl D., Schmidt S., Nüsser M. Distribution and relevance of Aufeis (icing) in the upper Indus Basin // Science of The Total Environment., 2021, 780, P. 146604. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146604.
Алексеев В.Р. Многолетняя изменчивость родниковых наледей-тарынов // Лёд и снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 73-93.
Гляциологический словарь / В.М. Котляков, В.Р. Алексеев, Н.В. Волков и др.; ред. В.М. Котляков. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1984. 528 с.
Morse P., Wolfe S. Geological and meteorological controls on icing (aufeis) dynamics (1985 to 2014) in subarctic Canada // Geophys. Res. Earth Surf., 2015, 120, P. 1670-1686. URL: https://doi.org/10.1002/2015JF003534.
Макарьева О.М

Правильная ссылка на статью:
Козлов А.К., Гурулев А.А.. Особенности радиотеплового изучения наледей в микроволновом диапазоне // Арктика и Антарктика. – 2023. – № 3. – С. 73-85. DOI: 10.7256/2453-8922.2023.3.43976.

DOI: 10.7256/2453-8922.2023.3.43976

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
наверх

Аннотация: Предметом исследования являются наледные образования, которые образуются в результате выхода грунтовых вод на поверхность ледяных покровов или грунта. Данные образования наносят существенный ущерб в хозяйственной деятельности человека. В работе исследовались природные наледи, расположенные на пресном ледяном покрове, а также искусственного происхождения наледные образования на грунте. Исследовались наледи расположенные в Забайкальском крае вблизи города Читы. Определялась мощность теплового излучения данных объектов в микроволновом диапазоне на длинах волн 2,3 см и 0,88 см. Мощность теплового излучения в микроволновом диапазоне определялась с помощью радиометрических приемников на длины волн 0,88 см и 2,3 см, установленных на автомобиль, либо на неподвижную опору. Исследовались керны льда, изъятого из наледи для определения послойного распределения минерализации льда. Для расчетов теплового излучения наледи использовалась модель плоскослоистой неизотермической среды. Показана возможность регистрации наледных образований по радиотепловому излучению данных объектов в микроволновом диапазоне. В случае существования слоя воды на наледях радиояркостная температура будет существенно ниже, чем объект на поверхности которого отсутствует водная масса. По значению радиояркостной температуры в микроволновом диапазоне для нескольких диапазонов, в результате чего можно косвенно оценивать толщину ледяных образований. При этом необходимо учитывать вариации радиояркостной температуры среды в зависимости от ее толщины из-за интерференции радиотеплового излучения плоскослоистой среды.

Ключевые слова: наледь, микроволновый диапазон, радиотепловое излучение, дистанционное зондирование, радиометрия, ледяной покров, грунт, подземные воды, радиояркостная температура, Забайкальский край

Библиография:
Звягинцева В.В., Звягинцев О.Ю. Динамика образования наледи в условиях восточного Забайкалья: исследование с использованием данных дистанционного зондирования Земли // Вестник Забайкальского государственного университета. 2022. Т. 28. № 7. С. 17-25. DOI: 10.21209/2227924520222871725.
Иванова М. А., Звягинцев В. В. Наледные явления Забайкальского края (современное состояние, прогноз) // Техносферная безопасность Байкальского региона: сб. науч. ст. по материалам Междунар. науч.-практ. конф. Чита: ЗабГУ, 2019. С. 159–166.
Шестернев Д. М., Верхотуров А. Г. Воздействие наледей на инженерные сооружения // Вестник Забайкальского государственного университета. 2016. Т. 22, № 10. С. 30–40. DOI: 10.21209/2227-9245-2016-22-10-30-40.
Алексеев В.Р. Ландшафтная индикация наледных явлений. Новосибирск: Наука, 2005. 364 с.
Войтковский К.Ф. Основы гляциологии. М.: Наука. 1999. 255 с.
Железняк И.И., Цыренжапов С.В., Гурулев А.А. Исследование пластового льда, минеральных образований и воздуха многолет

Правильная ссылка на статью:
Алексеев В.Р., Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Землянскова А.А., Шихов А.Н., Осташов А.А.. Наледи-тарыны Северо-Востока России по историческим данным // Арктика и Антарктика. – 2021. – № 4. – С. 75-118. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.4.36590.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.4.36590

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
наверх

Аннотация: Предметом исследования являются исторические сведения о происхождении, географическом распространении, сезонной и многолетней изменчивости гигантских наледей-тарынов Северо-Востока России. Тарыны представляют собой ледяные массивы толщиной до 10-12 м и площадью до нескольких десятков квадратных километров, образующиеся в суровых климатических условиях в результате послойного намораживания излившихся на поверхность подземных вод. Это своеобразная форма сезонного, а иногда и многолетнего оледенения, регулирующая процессы водо- и энергообмена низкотемпературной криолитозоны, определяющая степень ее прерывистости и особенности развития. Дана оценка значения наледей-тарынов в формировании речного и подземного стока, трансформации рельефа местности, морфологической структуры ландшафтов и развитии опасных криогенных явлений. Впервые приводится обзор данных о наледях-тарынах Северо-Востока России, накопленных в течение последних двух столетий. Выделено три периода исследований: первый - до 1900 г, второй - с 1900 по 1950 г., третий - после 1950 г. Наиболее плодотворным был последний период. В это время на основе материалов аэрофотосъемки составлены Карта и Кадастр гигантских наледей, включающих более 7000 ледяных полей, установлены основные закономерности их распространения, причины и условия формирования, связь с мерзлотно-гидрогеологическими структурами, формами рельефа и климатом; выявлены особенности сезонной и многолетней изменчивости.

Ключевые слова: наледная опасность, картографирование наледей, распространение наледей, наледное регулирование, наледные ресурсы, наледи, вечная мерзлота, подземные воды, речной сток, ледяной покров

Библиография:
Шильниковская, З. Г. Кадастр к Карте наледей Северо-Востока СССР масштаба 1:2000000, составленной А. С. Симаковым и З. Г. Шильниковской. – Магадан: Северо-Восточное территориальное геологическое управление. Центральная комплексная тематическая экспедиция. 1958. – 398 с. Рукопись.
Симаков А. С., Шильниковская З. Г. Карта наледей Северо–Востока СССР масштаба 1:200000. Магадан: Северо–Восточное территориальное геологическое управление. Центральная комплексная тематическая экспедиция. 1958. 40 с. Рукопись.
Корейша М. М. Оледенение Верхоянско-Колымской области / М. М. Корейша. –М.: Междувед. геофиз. комитет, 1991. – 143 с.
Прасолова А.И., Пижанкова Е.И., Яковенко Е.Д. Разработка методики дешифрирования космоснимков для обновления слоя наледей цифровой геокриологической карты России // Тезисы конф. Геокриологическое картографирование: проблемы и перспектив. – М.: РУДН, 2013. – С. 121-124.
Топчиев А.Г. Серия карт наледей Южной Якутии, составленная с использованием космических снимков // Реф. сб. Сер. "Ка

Правильная ссылка на статью:
Першин Д.К., Лубенец Л.Ф., Черных Д.В., Бирюков Р.Ю., Золотов Д.В.. Открытая база данных снегомерных наблюдений на юге Западной Сибири (2011–2021) и ее сравнение с данными стационарных метеонаблюдений и спутникового мониторинга // Арктика и Антарктика. – 2021. – № 3. – С. 1-18. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36262.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36262

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
наверх

Аннотация: В работе представлена база данных локальных снегомерных наблюдений по трем речным бассейнам на юге Западной Сибири, рассматриваются методические особенности проведения измерений и производится сравнение полученных данных с наблюдениями на метеостанциях и доступными спутниковыми данными (CGLS SWE). Наблюдения проводились в несколько этапов в течение десяти лет (2011–2021) в небольших речных бассейнах рек Кучук, Касмала и Майма, отражающих переход от Западно-Сибирской равнины к низкогорьям Алтая. Суммарно за все годы было произведено более двадцати пяти тысяч измерений параметров снежного покрова (толщины снега и снегозапасов). База данных снегомерных наблюдений была размещена в открытом доступе. Сравнение со станционными и спутниковыми данными показало как значительные отклонения, так и довольно хорошую согласованность в некоторых водосборных бассейнах. Общая для всех бассейнов среднеквадратическая ошибка снегозапасов по спутниковым данным составила 42,9 мм, что несколько выше заявленной разработчиками продукта (37,4 мм). Ограниченные по временному охвату данные наблюдений на постоянных маршрутах метеостанций показали среднеквадратичную ошибку снегозапасов в среднем 43,5 мм. В течение зимнего периода среднеквадратическая ошибка спутниковых данных постепенно увеличивалась к периоду максимума аккумуляции снега во всех водосборных бассейнах. Кроме этого, ошибки спутниковых данных не зависели от снежности зимнего периода и скорее всего связаны с параметрами микроструктуры снежной толщи в отдельные сезоны.

Ключевые слова: снегозапасы, толщина снежного покрова, снегомерные съемки, плотность снега, база данных, Алтай, Касмала, Майма, Кучук, речной бассейн

Библиография:
Fierz C., Armstrong R.L., Durand Y., Etchevers P., Greene E., McClung D.M., Nishimura K., Satyawali P.K., Sokratov S.A. The International Classification for Seasonal Snow on the Ground. IHP-VII Technical Documents in Hydrology N°83, IACS Contribution N°1. UNESCO/Division of Water Sciences Paris, 2009. 91 p.
Takala M., Luojus K., Pulliainen J., Derksen C., Lemmetyinen J., Kärnä J.-P, Koskinen J., Bojkov B. Estimating northern hemisphere snow water equivalent for climate research through assimilation of space-borne radiometer data and ground-based measurements // Remote Sensing of Environment. 2011. Vol. 115. Iss.12. P. 3517-3529. doi: 10.1016/j.rse.2011.08.014.
Электронный ресурс: European Union, Copernicus Land Monitoring Service 2021, European Environment Agency (EEA). Snow Water Equivalent (SWE). https://land.copernicus.eu/global/products/swe
Pulliainen J. Mapping of snow water equivalent and snow depth in boreal and sub-arctic zones by assimilating space-borne microwave radiometer data a

Правильная ссылка на статью:
Алексеев С.В., Алексеева Л.П., Оргильянов А.И.. Геохимия подземных и поверхностных вод бассейна р. Сенца (Восточный Саян) // Арктика и Антарктика. – 2021. – № 1. – С. 1-15. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.1.34826.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.1.34826

Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
наверх

Аннотация: Объектами исследования явились подземные и поверхностные воды бассейна р. Сенца. Район исследований расположен в Восточно-Саянской гидрогеологической складчатой области. Холодные и термальные подземные воды приурочены к метаморфическим и изверженным породам протерозойского и палеозойского возраста. Их разгрузка в виде серии родников происходит в долинах рек, заложенных по разломным зонам. Основным видом полевых работ явилось гидрогеологическое опробование водопуктов. Непосредственно на месте отбора проб воды измерена их температура, рН и Еh, удельная электропроводность. Анализ макрокомпонентного состава вод выполнен в ЦКП «Геодинамика и геохронология» (Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск), микрокомпонентный состав определен методом ICP MS на приборе Element-2 (Finnigan MAT, Германия) в Институте геохимии СО РАН (г. Иркутск). Научная новизна исследований заключается в том, что в настоящей статье наряду с характеристикой ионно-солевого состава холодных и термальных вод приводятся первые данные о распределении микрокомпонентов в подземных и поверхностных водах бассейна р. Сенца. Установлено, что подземные воды (термальные и холодные) имеют гидрокарбонатный кальциево-натриевый состав, а речные и озерные воды, как правило, гидрокарбонатные кальциевые. Термальные воды (в долине р. Хойто-Гол) в значительной степени обогащены Li, Be, B, Si, Mn, Ge, As, Br, Rb, Sr, Cs, Ba, W и обеднены Al, P, Cu, Zn, Ag относительно речных и дождевых вод. Спектры распределения РЗЭ в подземных и поверхностных водах имеют особенности, характеризующиеся четкой европиевой аномалией и превалированием легких РЗЭ над тяжелыми.

Ключевые слова: холодные подземные воды, термальные подземные воды, поверхностные воды, химический состав, микрокомпоненты, редкоземельные элементы, источник Хойто-Гол, источник Манзарагши, река Сенца, Окинское плоскогорье

Библиография:
Rezaei A., Rezaeian M., Porkhial S. The hydrogeochemistry and geothermometry of the thermal waters in the Mouil Graben, Sabalan volcano, NW Iran // Geothermics, 2019 78, pp. 9-27.
Maximo R.P.R., Bernard A., Maussen K., Rebadulla R.R.R. Geochemical studies of thermal waters from Kanlaon Volcano, Negros Island // Philippines. J. Volcanol. Geotherm. Res., 2019, 374 (1), pp. 39-51.
Alçiçek H., Bülbül A., Brogi A., Liotta D., Ruggieri G., Capezzuoli E., Meccheri M., Yavuzer I., Alçiçek M.C. Origin, evolution and geothermometry of the thermal waters in the Gölemezli Geothermal Field, Denizli Basin (SW Anatolia, Turkey) // J. Volcanol. Geotherm. Res., 2018, 349, pp. 1-30
Li J., Yang G., Sagoe G., Li Y. Major hydrogeochemical processes controlling the composition of geothermal waters in the Kangding geothermal field, western Sichuan Province // Geothermics., 2018, 75, pp. 154-163.
Zhao R., Shan X., Yi J., Du X., Liang Y., Zhang Y. Geochemistry of HCO3–Na thermal water fr