Hydrosphere. Hazard processes and phenomena
Not a member yet
170 research outputs found
Sort by
ЛАВИННАЯ ОПАСНОСТЬ И РИСК В ХИБИНАХ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ РЕКРЕАЦИИ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА
Get PDFAt the moment, the Khibiny mountains are one of the most dynamically developing regions in the Arctic. Over the past decade, the number of tourists visiting the area of Kirovsk has increased 10 times. Such types of winter tourism as skiing and cross-country skiing are developed here. Khibiny mountains is one of the centers for the development of extreme sports in Russia. Avalanches come down here every year, which lead to human casualties. Catastrophic avalanche events have been occurring in the Khibiny mountains almost every year since the early 2000s due to an increase in the tourists and the development of new tourist destinations. Over the past two decades, the proportion of victims of avalanches among free ride has increased, and after 2015 a new category of avalanche victims has appeared – snowmobile drivers. Since 2000, about 60 people have been involved in avalanches in Khibiny mountains and over 80% of them were tourists.
An assessment of the social avalanche risk was carried out in Khibiny mountains in 2008 and 2019 using a methodology based on a combination of avalanche activity parameters and socio-economic parameters that characterize human vulnerability to avalanches in space and time. Estimated avalanche risk indicators in the Khibiny have increased 7 times over the past decade – from 23 to 159. High avalanche risk values are typical for areas where skiing is developed. Avalanche areas where off-piste skiing takes place are also characterized by increased risk values.На данный момент Хибины один из самых динамично развивающихся регионов в Арктике. За последнее десятилетие количество туристов, посещающих район города Кировска, выросло в десять раз. Здесь традиционно развиты такие виды зимнего туризма, как горнолыжный спорт и беговые лыжи. Хибины также являются одним из центров развития экстремальных видов спорта в нашей стране. Несмотря на то, что горы имеют небольшую площадь и высоту, здесь ежегодно сходят лавины, которые приводят к человеческим жертвам. Катастрофические события, связанные с лавинами, случаются в Хибинах практически ежегодно, начиная с начала 2000-х годов за счет увеличения туристического потока и развития новых видов активного отдыха. В последние два десятилетия повысилась доля жертв от лавин среди любителей фрирайда, а после 2015 года появилась новая категория пострадавших от лавин – водители снегоходов. С 2000 года в Хибинах в лавины попали свыше 60 человек и свыше 80% из них составили туристы. Оценка социального лавинного риска была проведена в Хибинах в 2008 и 2019 годах с использованием методики, основанной на сочетании параметров лавинной активности и социально-экономических параметров, характеризующих уязвимость человека по отношению к лавинам в пространстве и во времени. Расчетные показатели лавинного риска в Хибинах выросли в семь раз за последнее десятилетие – с 23 до 159. Высокие значения лавинного риска характерны для территорий развития горнолыжного спорта. Практически все существующие горнолыжные комплексы Хибин могут подвергаться воздействию лавин. Участки лавиносборов, в которых происходит внетрассовое катание, также характеризуются повышенными значениями риска. Динамика лавинного риска и увеличение количества пострадавших от лавин туристов говорят о том, что обеспечение лавинной безопасности должно быть в приоритете при дальнейшем развитии региона
О РОЛИ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА
Get PDFIt is known that changes in atmospheric pressure affect the water level in observation wells, wells, the flow rate of springs and the supply of groundwater to watercourses. The mechanisms of this phenomenon have not yet been fully disclosed. In the journal "Hydrosphere. Hazard processes and phenomena," (volume 3, issue 3) an article by a team of authors has been published, in which a hypothesis has been put forward about the presence of a baric effect of atmospheric influence on the moisture capacity of organogenic horizons of tundra soils. According to the proposed assumption, with a decrease in atmospheric pressure, the capillary moisture capacity of tundra soils containing an aquifer increases, its water output decreases, and this lowers the water level in the pits and reduces the permafrost runoff. With a sharp increase in pressure and a reduction in the moisture capacity of soils, the retained moisture is discharged, which, taking into account the current supply of the horizon with meltwater, leads to a jump in the permafrost and restoration of river runoff. The interpretation of the data of short-term field observations proposed in the article is questionable. Considering that the described effect is still poorly understood and a comprehensive discussion is needed to understand it, this article presents considerations on the debatable issues raised about the role of atmospheric pressure in the formation of river runoff.В публикациях различных авторов показано, что изменение атмосферного давления оказывает влияние на уровень воды в наблюдательных скважинах, колодцах, дебит родников и питание водотоков подземными водами. Однако механизмы данного явления до сих пор полностью не раскрыты. В ряде работ отмечается, что наблюдается резкое увеличение дебита родников или стока малых водотоков при резком падении атмосферного давления, даже в случаях отсутствия осадков. Результаты исследований показали, что кроме гравитационной силы в движении грунтовых вод и формировании подземного питания рек и озер определенную роль играет еще одна сила – разница давлений атмосферного воздуха и воздуха в зоне аэрации над водоносным горизонтом. В журнале «Гидросфера. Опасные процессы и явления» (Том 3. Выпуск 3) опубликована статья коллектива авторов, в которой выдвинута гипотеза о наличии барического эффекта воздействия атмосферы на влагоемкость органогенных горизонтов тундровых почв. Согласно выдвинутому предположению при уменьшении атмосферного давления возрастает капиллярная влагоемкость тундровых почв, вмещающих водоносный горизонт, его водоотдача уменьшается, а это понижает уровень воды в шурфах и снижает надмерзлотный сток. При резком повышении давления и сокращении влагоемкости почв происходит сброс удерживаемой влаги, что, с учетом текущего питания горизонта талыми водами, приводит к скачку надмерзлотного и восстановлению речного стока. Предложенная в статье интерпретация данных кратковременных полевых наблюдений вызывает сомнения. Учитывая то, что описываемый эффект еще плохо изучен и для его понимания необходимо всестороннее обсуждение, в данной статье высказаны соображения по затронутым дискуссионным вопросам о роли атмосферного давления в формировании речного стока
Высокочастотный мониторинг и модели машинного обучения для оценки синоптической изменчивости стока взвешенных наносов малой городской реки
No full textThe article presents the results of high-frequency monitoring of sediment flow of the largest right tributary of the Moscow River within the city - the Setun River, carried out in 2020–2021 by automatic recorders of optical turbidity and water level. Several recordings were involved from November 16, 2019 to March 19, 2020 (recording frequency 10 minutes), from March 1, 2021 to April 2021 and from July 2021 to October 2021 (recording frequency 1 minute). Under conditions of high anthropogenic load, the average turbidity of the Setun River water reaches 100 mg/l, which is 3–4 times higher than background values. There is a correlation between turbidity and water flow rates, which increases with increasing time lag from 0 to 50 hours. Based on combining measurements of water turbidity with characteristics of water level and flow, precipitation, and air temperature, as well as derivatives from them, 5 machine learning models were configured to predict sediment runoff with a resolution of 30 minutes and 1 day. The best results were demonstrated by the recurrent neural network LSTM RNN for forecasting daily values of water turbidity: with a root-mean-square error of 10.8 NTU, the time and magnitude of local increases in the turbidity peak were correctly determined.В статье приводятся результаты высокочастотного мониторинга стока наносов крупнейшего правого притока р. Москвы в пределах города - р. Сетуни, осуществлявшегося в 2020–2021 гг. автоматическими регистраторами оптической мутности и уровня воды. Задействованы ряда записи с 16 ноября 2019 года по 19 марта 2020 года (частота записи 10 минут), с 1 марта 2021 г. по апрель 2021 г. и с июля 2021 г. по октябрь 2021 г. (частота записи 1 минута). В условиях высокой антропогенной нагрузки средняя мутность воды р. Сетунь достигает 100 мг/л, что в 3–4 раза выше фоновых значений. Отмечается корреляция мутности с расходами воды, которая возрастает при увеличении лага по времени от 0 до 50 часов. На основе совмещения измерений мутности воды с характеристиками уровня и расхода воды, атмосферных осадков и температуры воздуха, а также производных от них, проведена настройка 5 моделей машинного обучения для прогнозирования стока наносов с разрешением 30-минут и 1 сутки. Наилучшие результаты продемонстрировала рекуррентная нейросеть LSTM RNN для прогноза суточных значений мутности воды: при среднеквадратической ошибке 10,8 NTU были верно определены время и величина локальных увеличений пика мутности
AVALANCHE DISASTER REVIEW IN TURKEY
Get PDFOne of the natural disasters encountered mostly on barren slopes and in the spring season, in the mountainous parts and high plateaus of Turkey, in Central and Eastern Anatolia, is avalanche. Especially in heavy snow areas of the Eastern Anatolia, people living in villages and hamlets far from the city centers, lose their lives and homes, roads are closed. Energy pilons and energy transmission lines are destroyed due to heavy snow accumulation and avalanches. During snow storms, excessive snow accumulation on flat and earthen roofs, and icing on eaves adversly affect the living conditions of people. Every year, about 25 people lives are lost in avalanche accidents in urban areas, very few at winter tourism locations, and the loss of property is not clearly known. In this study, the present situation of the areal distribution of avalanche events, their distribution in time, and in this context, the recent avalanche mapping, modelling and simulation studies that have been done so far are exemplified. Based on the data available, avalanche-hazardous zones in Turkey are identified, the analysis of avalanche data for the period 1950–2019 is given. The structural and non-structural measures necessary to control the avalanche problem are defined. Opinions are shared on the necessity of coordination among the state institutions working on avalanche disaster prevention.One of the natural disasters encountered mostly on barren slopes and in the spring season, in the mountainous parts and high plateaus of Turkey, in Central and Eastern Anatolia, is avalanche. Especially in heavy snow areas of the Eastern Anatolia, people living in villages and hamlets far from the city centers, lose their lives and homes, roads are closed. Energy pilons and energy transmission lines are destroyed due to heavy snow accumulation and avalanches. During snow storms, excessive snow accumulation on flat and earthen roofs, and icing on eaves adversly affect the living conditions of people. Every year, about 25 people lives are lost in avalanche accidents in urban areas, very few at winter tourism locations, and the loss of property is not clearly known. In this study, the present situation of the areal distribution of avalanche events, their distribution in time, and in this context, the recent avalanche mapping, modelling and simulation studies that have been done so far are exemplified. Based on the data available, avalanche-hazardous zones in Turkey are identified, the analysis of avalanche data for the period 1950–2019 is given. The structural and non-structural measures necessary to control the avalanche problem are defined. Opinions are shared on the necessity of coordination among the state institutions working on avalanche disaster prevention
ВЛИЯНИЕ БЕРЕГОВЫХ ЕДОМНЫХ ОБНАЖЕНИЙ НА СТОК НАНОСОВ АРКТИЧЕСКИХ РЕК
Get PDFThe erosion of permafrost outcrops (yedoma) in the valleys of large Arctic rivers is considered as an important source of suspended sediment and carbon inflow into the natural waters of the Lena, Kolyma, Yana, Indigirka Rivers and further into the Arctic Ocean. In the course of expeditionary studies of the Duvanny Yar Yedoma ice complex, the largest inland outcrop of permafrost, located in the lower reaches of the Kolyma river in 2019–2021 the assessments of its influence on the suspended sediments’ runoff were carried out. To analyze the scale of the turbidity plume from the ice complex and suspended sediments’ balance on the adjacent river reach we used remote sensing methods, and field measurements of turbidity, including using an acoustic Doppler current profiler. An increase of around 20% in the turbidity of the Kolyma River was revealed during the summer low-flows in the reach downstream of the yedoma. The influx of suspended matter due to the melting of the slopes of the ice complex on hot summer days in the emerging network of turbidity streams was estimated at a value of more than 5 kg/s. The effect of thermal destruction of the ice complex is confirmed by a statistically significant relationship between the length of the turbidity plume propagating from Duvanny Yar Yedoma downstream the Kolyma river and the air temperature in this area. Thus, for the first time, quantitative data have been obtained confirming the role of activation of destruction of permafrost in the formation of sediment runoff.Размыв обнажений многолетнемерзлых пород (едома) в бортах долин крупных рек Арктики рассматривается как важный источник поступления взвешенных наносов и углерода в природные воды рек Лена, Колыма, Яна, Индигирка и далее в Северный ледовитый океан. В ходе экспедиционных исследований ледового комплекса едомы Дуванный Яр – крупнейшего внутриматерикового обнажения многолетнемерзлых пород, расположенного в нижнем течении реки Колыма – в период с 2019 по 2021 год проведены оценки его влияния на сток речных взвешенных наносов. Для оценки дальности распространения шлейфа мутности от ледового комплекса анализировались данные дистанционного зондирования со съемочной системы Landsat за период с 1995 по 2021 год (обработано более 60 снимков за период открытой воды с июня по сентябрь). Для оценки баланса взвешенных наносов использовались натурные измерения мутности, в том числе с использованием акустического доплеровского профилографа течений. Благодаря этим измерениям впервые удалось количественно оценить баланс взвешенных наносов на участке между впадением крупных притоков реки Колыма – рек Омолон и Большой Анюй. Выявлено увеличение мутности воды реки Колыма в пределах 20% в период летней межени на нижерасположенном бесприточном участке. Проведена оценка поступления взвеси за счет таяния склонов ледового комплекса в жаркие летние дни в формирующейся сети мутьевых водотоков – величиной более 5 кг/с. Эффект термического разрушения ледового комплекса подтверждает статистически значимая связь между длиной шлейфа мутности, распространяющегося от едомы Дуванный Яр вниз по течению реки Колыма, с температурой воздуха в этом районе. Таким образом, впервые получены количественные данные, подтверждающие роль активизации разрушения многолетнемерзлых пород в формировании стока наносов
ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА ХУНГА-ТОНГА-ХУНГА-ХААПАЙ
Get PDFThe catastrophic phenomena of the Earth should include volcanic eruptions, which sometimes lead to the death of people, but mostly to significant economic losses. As a vivid example of the great catastrophism of these phenomena, we can cite the events associated with the eruption of the Krakatoa volcano, which began in May 1883 and ended with a series of powerful explosions on August 26 and 27, 1883, as a result of which most of the island of Krakatoa was destroyed. More recently, approximately the same event occurred, but its power was much less than the power of the eruption and explosion of the Krakatoa volcano. On December 20, 2021, a volcanic eruption began on the island of Hunga-Tonga-Hunga-Haapai in the Tonga archipelago, and on January 15, 2021, at 04:15 UTC, the eruption turned into an active explosive phase, at the final stage of which the volcano exploded. After the explosion, a shock wave formed, which circled the Earth several times, exciting on its way regional fluctuations of individual layers of the atmosphere, seas and their parts, elastic vibrations of the Earth\u27s crust in the infrasound frequency range. In addition, according to some data, atmospheric Lamb waves were excited, and tsunami waves were generated in certain areas of the Pacific Ocean. The article focuses on the excitation of infrasound vibrations in the atmosphere–hydrosphere–lithosphere system caused by a passing atmospheric pulse generated during the explosion of the Hunga-Tonga-Hunga-Haapai volcano.К катастрофическим явлениям Земли надо отнести извержения вулканов, которые иногда приводят к гибели людей, но в основном к значительным экономическим потерям. В качестве яркого примера большой катастрофичности данных явлений можно привести события, связанные с извержением вулкана Кракатау, начавшееся в мае 1883 года и завершившееся серией мощных взрывов 26 и 27 августа 1883 года, в результате которых большая часть острова Кракатау была уничтожена. Это извержение вулкана считается одним из самых смертоносных и разрушительных в истории: около 36 417 человек погибли в результате самого извержения и вызванного им цунами, были полностью уничтожены 165 городов и поселений. Совсем недавно произошло примерно такое же событие, но мощность его была гораздо меньше мощности извержения и взрыва вулкана Кракатау. 20 декабря 2021 года на острове Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай на архипелаге Тонга началось извержение вулкана, а 15 января 2021 года в 04:15 UTC извержение перешло в активную взрывную фазу, на заключительном этапе которой вулкан взорвался. Центральная часть кальдеры вулкана площадью примерно 5 км2 находилась на глубинах от 150 до 200 м. По оценке специалистов NASA мощность взрыва составила 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте. После взрыва образовалась ударная волна, которая несколько раз обогнула Землю, возбуждая на своём пути региональные колебания отдельных слоёв атмосферы, сейши морей и их частей, упругие колебания земной коры в инфразвуковом диапазоне частот. Кроме того, по отдельным данным были возбуждены атмосферные волны Лэмба, а на отдельных акваториях Тихого океана – волны цунами. В статье основное внимание уделено возбуждению инфразвуковых колебаний в системе «атмосфера – гидросфера – литосфера», вызванных проходящим атмосферным импульсом, сгенерированным при взрыве вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай
Прочностные характеристики грунта при проектировании объектов лесной инфраструктуры
Get PDFSoil shear resistance is one of the key characteristics of soil that affect its bearing capacity. Errors in its definition can lead to significant economic damage. Overestimation of experimentally determined values of shear indicators leads to the fragility of foundations and the destruction of structures, and underestimation leads to additional construction costs.
The article discusses the validity of the application of various methods used to determine the shear strength of soil, the accuracy of measurements obtained through these methods, and the interpretation of the results. The analysis focuses on the determination of the indicators of adhesion and the angle of internal friction using the method of consolidated-drained cut and unconsolidated (fast) cut is carried out. The comparative results of laboratory determination of strength properties using different methods (each regulated by GOST standards) show that the adhesion of the same samples differs several times, and also does not always correlate with field values. Additionaly, it is worth noting that replicating the "undisturbed" soil structure, which is akin to natural conditions (i.e. reproducibility of conditions of natural occurrence), is nearly impossible in laboratory settings., The difference in density and humidity of laboratory and field samples in sandy soils is especially significant. At the same time, the difference in the measured adhesion indicators for field and "prepared" samples was in some cases thousands of percent, the angle of internal friction was tens of percent. The article also reveals inconsistencies in the dimensional aspects of the Coulomb equation used to determine the tangential stress, and shows errors in determining shear characteristics that arise due to the discrepancy between the sample dimensions (height and diameter) and natural conditions. The drawbacks of counducting field tests of soils for shear according to standard methods are analyzed.Сопротивление грунта сдвигу – одна из ключевых характеристик грунта, влияющих на его несущую способность как при строительстве лесных дорог, так и при устройстве оснований водопропускных сооружений, производственных площадок и т.п. Погрешности в его определении приводят к существенному экономическому ущербу. Завышение экспериментально определяемых значений показателей сдвига ведет к проектным ошибкам, недолговечности оснований и разрушению сооружений, а занижение – к дополнительным расходам при проектировании и строительстве.
В статье рассматриваются вопросы обоснованности применения различных методик определения прочности грунта на сдвиг, точности измерений по данным методикам, интерпретации результатов. Проведен анализ определения показателей сцепления и угла внутреннего трения по методу консолидированно-дренированного среза и неконсолидированного (быстрого) среза. Сравнительные результаты лабораторного определения прочностных свойств разными методами (каждый из которых регламентирован действующими нормативными документами обязательного и добровольного применения) показывают, что сцепление одних и тех же образцов отличается в несколько раз, а также не всегда коррелирует с полевыми значениями. Кроме того, отмечено, что в лабораторных условиях практически невозможно добиться условий «ненарушенной» структуры грунта, т.е. воспроизводимости условий естественного залегания. Особенно существенна разница плотности и влажности лабораторных и полевых проб у песчаных грунтов. При этом отличие в измеренных показателях сцепления у полевых и «подготовленных» образцов составляло в отдельных случаях тысячи процентов, угла внутреннего трения – десятки процентов. Также в статье отражены выявленные несоответствия в размерности применяемого для определения касательного напряжения уравнения Кулона, показаны ошибки определения сдвиговых характеристик, возникающие из-за несоответствия размеров образца (высоты и диаметра) природным условиям. Проанализированы недостатки полевых испытаний грунтов на сдвиг по стандартным методикам
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОСТАВЛЕНИЯ ПРОГНОЗА ЛАВИННОЙ ОПАСНОСТИ, С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИКТ И АППАРАТА НЕЙРОКОГНИТИВНЫХ АРХИТЕКТУР
Get PDFThe development of infocommunication technologies opens up great opportunities for the creation of avalanche hazard forecasting systems, the rapid development of containerization and virtualization technologies make it possible to fully use the concept of microservice architecture. The development of the machine learning apparatus opens up wide opportunities for its application to solve the forecasting problem. The use of proven methods can give good results and increase the accuracy of avalanche hazard forecasts. This article discusses: the problem of using modern information and communication technologies and machine learning in the field of avalanche forecasting, data sources for the functioning of an automated avalanche hazard forecasting system. The most important data for use in the operation of such a system are highlighted. There is also a list of requirements that such a system must meet. A prototype of a system for predicting the background level of avalanche danger for the mountain region of Khibiny has been developed. The prototype works using machine learning algorithms. A set of predicted meteorological parameters is used for the operation of the models, the forecast is made for the next day and updated every hour. In addition, an analytical model was launched to predict avalanches from wind slab. At the end of the work, examples of displaying data obtained as a result of machine learning models are given, an example of a message sending information by a Telegram bot is given. Separately, it is necessary to highlight the possibility of integrating the system with existing data collection and analysis systems, the introduction of already proven systems will expand their functionality and provide new opportunities for avalanche forecasters.Развитие инфокоммуникационных технологий открывает большие возможности для создания систем прогнозирования лавинной опасности, а бурное развитие технологий контейнеризации и виртуализации позволяют в полной мере использовать концепцию микросервисной архитектуры. Данный подход позволяет в полной мере реализовать модульную систему с большим потенциалом масштабирования. Отдельные независимые модули можно заменять без потерь для остальных элементов системы, что позволяет экспериментировать с конкретными модулями для поиска наиболее оптимального метода прогнозирования лавинной опасности. Развитие аппарата машинного обучения открывает широкие возможности его применения для решения задачи прогнозирования. Использование зарекомендовавших себя методов может дать хорошие результаты и увеличить точность составления прогнозов лавинной опасности. В данной работе рассматриваются: проблема применения современных информационно-коммуникационных технологий и аппарата машинного обучения в области лавинного прогнозирования, а также источники данных для работы системы автоматизированного составления прогнозов лавинной опасности. Данные группируются, и каждая группа характеризуется параметрами пригодности для использования в автоматизированной системе прогнозирования, выделены наиболее важные данные для использования в работе подобной системы. Также составлен список требований, которым она должна удовлетворять. Разработан прототип системы прогнозирования фонового уровня лавинной опасности для горного региона Хибины. Прототип работает с использованием алгоритмов машинного обучения. Для работы моделей используется набор прогнозных метеопараметров, прогноз составляется на следующие сутки и обновляется каждый час. Кроме этого, запущена аналитическая модель для предсказания лавин из метелевых досок. В заключение работы приведены примеры отображения данных, полученных в результате работы моделей машинного обучения, предоставлен пример сообщения рассылки информации Телеграм-ботом. Отдельно необходимо выделить возможность интеграции системы с уже существующими системами сбора и анализа данных, встраивание уже зарекомендовавших себя систем позволит расширить их функционал и предоставить новые возможности для работы лавинных прогнозистов
ПЕРИОДЫ ДОМИНИРОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА КЛИМАТ
Get PDFThe role of natural and anthropogenic factors in the formation of climate change over the period of instrumental observations (1881–2022) is considered. It is shown that over the past 130 years, the influx of direct solar radiation to the underlying surface has experienced significant changes as a result of long-term changes in the content of volcanic and anthropogenic aerosol in the atmosphere. Changes in the accumulated sums of deviations of direct solar radiation from the norm are consistent with changes in climate and ice coverage of the Arctic seas over the period from 1900 to 1970. Reduction of ice coverage in the period from 1920 to 1950 was comparable to the change in ice coverage from the 1980s to the beginning of the current century. The cleansing of the atmosphere from volcanic aerosol in the period from the 1920s to the mid-1940s is the main reason for the warming and low ice coverage of the Arctic seas. The accumulation and release of heat by the World Ocean in these years probably modulated climate change during this period.
The issue of drawing a dividing line between periods of dominance of natural and anthropogenic factors in climate change over the past 130 years is discussed. It is concluded that the dominance of anthropogenic factors in climate change has come only in the last 35–40 years. Until the mid-1940s, natural factors dominated climate change. The 1950s–1970s can be taken as transitional.Рассмотрена роль естественных и антропогенных факторов в формировании изменений климата за период инструментальных наблюдений (период с 1881 по 2022 год). Показано, что за последние 130 лет приток прямой солнечной радиации на подстилающую поверхность испытывал значительные изменения в результате многолетних изменений содержания в атмосфере вулканического и антропогенного аэрозоля. Антропогенный аэрозоль обладает несколько другими физическими свойствами и временной динамикой, по сравнению с вулканическим аэрозолем. Слабый рост содержания аэрозоля антропогенного происхождения в первой половине XX столетия сменился его быстрым ростом с 1960-х годов до середины 1970-х годов; затем наступила кратковременная пауза, после которой наблюдалось очищение атмосферы от антропогенного аэрозоля с середины 1990-х годов до настоящего времени. Изменения накопленных сумм отклонений прямой солнечной радиации от нормы согласуются с изменением климата и ледовитости арктических морей за период с 1900 по 1970 год. Снижение ледовитости в период с 1920 по 1950 год было сравнимым с изменением ледовитости с 1980-х годов до начала текущего столетия. Очищение атмосферы от вулканического аэрозоля в период с 1920-х до середины 1940-х годов является главной причиной потепления и низкой ледовитости арктических морей. Накопление и отдача тепла Мировым океаном в указанные годы, вероятно, модулировало изменение климата в этот период.
Обсуждается вопрос проведения разделительной линии периодов доминирования естественных и антропогенных факторов в изменении климата последних 130 лет. Сделан вывод, что доминирование антропогенных факторов в изменении климата наступило только в последние 35–40 лет. До середины 1940-х годов в изменении климата доминировали естественные факторы. Период с 1950-х по 1970-е годы можно принять как переходные
Роль различных факторов в арктическом усилении потепления климата
Get PDFAn exceptionally possible role of various risk factors for the Arctic risk of climate warming in the country. The temperature growth rate in high latitudes (70–90° N) decreases from 0.03° (June) to 0.23° (October). The average temperature rise at high latitude for the period from October to April, when the Arctic Ocean was covered with ice in the context of the current climate warming (1990–2022), is 4.2°C. A positive albedo relationship was found in patients with an increased risk of temperature increase. Approximately two-thirds of the temperature recurrence in the recovery months of the year can be explained by changes in latent heat inflows due to growth prospects. They reach the maximum values in quantity. Significant inflows of hidden income fall on the cold season. In the restoration of the months of the year, as shown in the work of G.V. Alekseev [Alekseev, Harlanenkova, Vyazilova, 2023], forms an active air exchange between the polar latitudes and breaks up into parts of the Northern Hemisphere.
The maximum rate of temperature increase in the period from 1990 to 2022 in October, exceeding the average annual growth rate by 1.7 times, is associated with increased latent heat inflows from the Arctic Ocean into the atmosphere. In the high latitudes of the Southern Hemisphere, the maximum rate of temperature increase was found in the month of May (end of autumn). It is also associated with an increase in turbulent flows of latent heat from the Southern Ocean into the atmosphere. The maximum rate of temperature increase in the Southern Hemisphere also occurs in autumn one month later than in the Northern Hemisphere.
The paper shows the shift of maximum temperature growth rates in the northern polar cap to August-November, and in the southern one to March-May (autumn of the Southern Hemisphere). A similar shift in the maximum growth rates was previously found in the latitudinal zone 30–65° N.Рассмотрена возможная роль различных факторов в формировании арктического усиления потепления климата в последние тридцать лет. Скорость роста температуры в высоких широтах (70–90° с.ш.) изменяется от 0,03°С (июнь) до 0,23°С (октябрь). Среднее повышение температуры высоких широт за период с октября по апрель, когда Северный Ледовитый океан покрыт льдом в эпоху современного потепления климата (1990–2022 годы) составил 4,2°С. Положительная альбедная связь обеспечивает около одной трети указанного роста температуры. Приблизительно две трети повышения температуры в указанные месяцы года можно объяснить изменениями притоков скрытого тепла из океана в атмосферу. Они достигают максимальных значений в октябре. Значительные притоки скрытого тепла приходятся на холодное время года. В указанные месяцы года, как показано в работе Г.В. Алексеева [Алексеев, Харланенкова, Вязилова, 2023], формируется активный воздухообмен между полярными широтами и остальной частью Северного полушария.
Максимальная скорость роста температуры в период с 1990 по 2022 год в октябре месяце, превышающая среднегодовую скорость роста в 1,7 раза, связана с усилением притоков скрытого тепла из Северного Ледовитого океана в атмосферу. В высоких широтах Южного полушария максимальная скорость роста температуры обнаружена в мае месяце (конец осени). Она также связана с усилением турбулентных потоков скрытого тепла из Южного океана в атмосферу. Максимальная скорость роста температуры в Южном полушарии наступает также осенью на один месяц позже по сравнению с Северным полушарием.
В работе показано смещение максимальных скоростей роста температуры в северной полярной шапке на август–ноябрь, а в южной – на март–май (осень Южного полушария). Подобное смещение максимальных скоростей роста ранее обнаружено в широтном поясе 30–65° с.ш