Геология. Горное дело

Исследован характер холодных полугодий в умеренных широтах Азии по данным с 1917 по 2008 гг. На основе использования сезонных ритмов внутри холодного полугодия разработаны схемы транзитивных прогнозов разных характеристик его термической структуры: продолжительности всего холодного периода и предвесенья, сроков окончания самого холодного периода зимы.

В связи с изучением причин аномальных природных условий лета 2010 г. обобщено современное состояние знаний о климатологии блокирующих антициклонов, механизма их образования и поддержания, а также возможностях прогнозирования. Приводятся основные данные о повторяемости, интенсивности и продолжительности существования блокирующих антициклонов и их связях с характеристиками общей циркуляции атмосферы в Северном и Южном полушариях.

23 октября 2010 г. исполнилось 60 лет начальнику ФГУ "Саратовский ЦГМС" Михаилу Федоровичу Болтухину. Почти тридцать лет он руководит данным структурным подразделением Приволжского УГМС.

20 октября 2009 г. исполнилось 70 лет профессору, доктору физико-математических наук, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, руководителю лаборатории динамики верхней атмосферы Земли НПО "Тайфун" Юрию Ивановичу Портнягину.

19 сентября 2010 г. исполнилось 80 лет одному из ведущих ученых-гидрологов Казахстана и стран СНГ, ведущему научному сотруднику РГП "Казгидромет", кандидату географических наук Всеволоду Викторовичу Голубцову.

Обь-Иртышское (Омское) управление создано 1 апреля 1940 г. На территории от границ Казахстана до Карского моря работало в то время 53 метеорологических и 5 гидрологических станций, 27 метеорологических и 50 гидрологических постов. Оперативная сеть состояла из 6 подразделений Бюро погоды и 5 авиаметеорологических станций.

В 2010 г. исполняется 90 лет одному из старейших научно-исследовательских учреждений России - Гидрохимическому институту. Гидрохимический институт выполняет функции базовой организации по метрологии и стандартизации в области методов и технических средств анализа поверхностных вод Росгидромета и Международного совета Содружества Независимых Государств по гидрометеорологии.

В июле 2010 г. на территории России наблюдалось 73 опасных гидрометеорологических явления, из них 4 случая града, которые Гидрометцентр России не прогнозирует и не оценивает. Кроме того, 3 явления были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. 1 июля в Краснодарском крае прошел очень сильный дождь; в Волгоградской области грозовой дождь сопровождался сильным ливнем (до 47 мм). В Ставропольском крае в результате очень сильного дождя произошло подтопление села Гофицкое.

На всей европейской территории России средняя месячная температура в июле 2010 г. оказалась значительно выше нормы (на 3-8{O}C). Осадков выпало существенно меньше средних многолетних значений: в Центральном федеральном округе - 10-70% нормы, в Приволжском федеральном округе - 0-50% нормы (в Мордовии не выпало ни одной капли дождя). Количество выпавших осадков оказалось больше нормы только в Мурманской области, Калмыкии и Ставропольском крае.

Предложен новый безразмерный показатель, позволяющий оценивать аридность физико-географических территорий в любых пространственных и временных масштабах. На примере территории Узбекистана показаны возможности применения этого параметра.

Получены однородные временные ряды атмосферных осадков с исключенными систематическими погрешностями их измерения для 100 станций на территории России. Рассмотрено комплексное влияние всех систематических погрешностей стандартных сетевых осадкомерных приборов на измеряемые суммы осадков. Проведен сравнительный анализ соотношения измеренных и исправленных средних многолетних характеристик количества осадков.

Рассматриваются изменения химического стока основного притока озера Байкал - реки Селенга. Полученные оценки указывают на уменьшение годовых значений выноса растворенных веществ на 20-40% из-за уменьшения водного стока реки, вызванного происходящими колебаниями климата.

Предложена методика оценки степени устойчивости процесса формирования стока в рамках марковской парадигмы, приводящей к решению в виде семейства кривых Пирсона. По фактическому и ожидаемому климату получены карты, показывающие распространение зон неустойчивости по европейской территории России.

На основании данных повторяемого гидрологического разреза вдоль 132 {o} восточной долготы в ноябре и декабре 1999 г. в заливе Петра Великого обнаружена зона подъема промежуточных вод на поверхность моря. С учетом полученной по данным наблюдений двухслойной структуры поля плотности, применяя соответствующую в данном случае модель апвеллинга, рассчитаны основные его характеристики.

Проанализированы условия формирования 21 взрывного циклона. Определены типичные значения некоторых характеристик атмосферы и океана, сопутствующие образованию взрывных циклонов: индексов североатлантического и восточно-атлантического колебаний, температуры воздуха и воды, потоков явного и скрытого тепла.

Сток {90}Sr составил 0, 22-0, 67% запаса на водосборе с уменьшением этого показателя для рек высоких широт, находящихся в зоне распространения мерзлых и сезоннопромерзающих грунтов. Экологический полупериод уменьшения концентрации {90}Sr в воде рек Восточной Фенноскандии за 1979-1985 гг. составил 5, 9-11, 5 лет.

Приведены результаты комплексных исследований облаков при проведении работ с целью предотвращения осадков. Для оценки эффекта воздействия предложена новая методика, основывающаяся на сравнении результатов измерений ИК-радиометром со спутника "Meteosat" радиационной температуры облаков после воздействий и облаков, находящихся в естественном цикле развития.

Выполнена оценка качества воспроизведения гидродинамической моделью ММ5 суточного хода температуры воздуха в июле на Урале путем сравнения с данными станционных наблюдений. Модель ММ5 лучше воспроизводит максимумы температуры, чем минимумы, которые она сильно завышает. Наибольшую точность восстановления температуры воздуха модель демонстрирует в сроки 3, 6, 9, 12 и 24 ч, а наименьшую - в 15, 18 и 21 ч.

Представлена усовершенствованная прогностическая технология расчета элементов погоды, разработанная в Гидрометцентре России для среднесрочного прогноза на основе статистической интерпретации результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы. Описывается методология численных прогностических алгоритмов.

В верхней стратосфере (изобарическая поверхность 10 гПа) в октябре 2009 г. продолжалось углубление околополярного вихря, центр которого в течение всего месяца располагался вблизи полюса. В экваториальной стратосфере сохранялась восточная фаза ветров квазидвухлетнего цикла. В средней тропосфере отмечалось преобладание значительных положительных аномалий геопотенциала H [500] в полярных районах и отрицательных - в умеренных широтах и субтропиках.

На большей части территории России в октябре наблюдалась теплая погода. Положительная аномалия средней месячной температуры воздуха составила 1-4{0}C. Октябрь был одним из самых дождливых на европейской территории России. В большинстве районов выпало от 1, 5 до 2 (местами до 3) месячных норм осадков.

Рассмотрены особенности формирования и сезонной динамики гидрологической структуры Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища. На основании модельных расчетов установлен вклад различных генетических типов вод, включая стоки города Череповец в формирование его водных масс.

Рассмотрен генезис формирования наивысших уровней воды реки Лена у города Якутск. Кратко изложена методика восстановления рядов гидрологических характеристик. Данные наблюдений за наивысшими уровнями приведены к многолетнему периоду, выполнена оценка их однородности и стационарности.

На основе 10-летних наблюдений проанализированы особенности годовых и суточных изменений вертикального градиента показателя преломления g [n] и его среднего квадратического отклонения в нижнем 900-метровом слое атмосферы.

В регионе с 1976 по 2006 г. наблюдается увеличение прозрачности атмосферы. Получены количественные оценки изменений среднего многолетнего годового хода Т[2] и аэрозольной оптической толщины атмосферы (АОТ) при разных периодах осреднения за разные периоды времени.

Дана оценка современного состояния государственного мониторинга загрязнения поверхностных вод суши, изложены ключевые направления его развития и их научное методико-методологическое обеспечение.

Приводятся новые данные о водных ресурсах России и их многолетней динамике. Представлены результаты анализа современных изменений внутригодового распределения стока рек под влиянием климатических факторов. Приведена динамика водопотребления на различные хозяйственные нужды.

Дан обзор современных и планируемых в ближайшие 2 года систем оперативного мезомасштабного прогноза погоды. Приведены концепция создания в Гидрометцентре России на примере COSMO-RU системы мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды на уровне лучших аналогов и описание соответствующей работы, проводимой в последние годы в Гидрометцентре России в рамках международного консорциума COSMO, по реализации этой концепции.

В статье описывается порядок проведения и результаты исследований в лабораторных условиях по моделированию остаточной водонасыщенности различными методами, а также результаты исследований и выводы, сделанные при интерпретации петрофизических данных. Целью исследований является получение петрофизических данных на основании лабораторных исследований, корреляция, анализ и разработка рекомендаций по созданию остаточной водонасыщенности наиболее подходящим методом для лабораторий с массовыми специальными исследованиями керна с сохраненным диаметром бурения. Для исследований были подобраны образцы полноразмерного керна по двум скважинам двух месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции диаметром 100 мм и длиной 100 мм. Они также характеризовались различными фильтрационно-емкостными свойствами и типом коллектора.Данная работа актуальна для проведения петрофизических исследований на керновом материале, т. к. на сегодняшний день отсутствуют нормативные документы, регламентирующие проведение работ на полноразмерном керне. Нами были использованы три метода создания остаточной водонасыщенности: капиллярная вытяжка, сушка и метод капилляриметрии. В результате были получены данные для интерпретации исследований и анализа. По итогам исследований был определен наиболее предпочтительный метод по созданию остаточной воды для лабораторий с массовыми потоковыми исследованиями полноразмерного керна. Это метод капиллярной вытяжки, т. к. он занимает меньшее время по сравнению с капилляриметрическим методом и дает более качественный результат по сравнению с сушкой образцов в сушильном шкафу. Кроме того, он более эффективен и требует меньших затрат по сравнению с другими методами.

Елеобразование относится к опасным рельефообразующим процессам. Развитие благоприятных природных условий для формирования селей усиливает риск возникновения опасных ситуаций, несущих социальные бедствия и приводящих к большим материальным потерям.В статье рассматривается геоморфологическое строение южного склона Большого Кавказа - участок междуречья Гёйчай и Гирдыманчай, который характеризуется частым проявлением селевых процессов. Это объясняется интенсивными новейшими тектоническими движениями, засушливым климатом и др. Представлена картосхема селевых явлений района Гёйчай и Гирдыманчай, составленная на основе материалов дешифрирования космических снимков, по которой можно определить степень селевой опасности конкретной территории, основные пути прохождения селей, а также получить представление о типах селевых потоков и их генезисе.В статье также выделено 5 категорий селевой опасности: 1-я - очень напряженные территории с высокой селевой опасностью (5 баллов), раз в 2-3 года возможен 1 сильный сель; 2-я - напряженные территории со средней селевой опасностью (4 балла), раз в 3-5 лет возможен 1 сильный сель; 3-я - территории со слабой селевой опасностью (3 балла), раз в 5-10 лет возможен 1 сильный сель; 4-я - территории с потенциальной селевой опасностью (2 балла); 5-я - территории, где не наблюдаются селевые явления (1 балл).На составленной картосхеме в междуречье Гёйчай и Гирдыманчай выявлено большое количество населенных пунктов, хозяйственных объектов, построенных и строящихся без учета селевой опасности территории. На основе анализа статистических источников составлена таблица, отражающая динамику развития численности населения (по данным 1999-2009 годов) в селеопасных бассейнах.

В данной научной статье рассмотрено текущее состояние разработки месторождений сланцевого газа в мире и выполняется предварительная оценка потенциала территории Европейского Севера Российской Федерации. Под сланцевым газом понимают трудноизвлекаемые запасы, сосредоточенные в аргиллитах, алевритах и собственно сланцах. «Сланцевый» бум в мировой добыче нефти и газа произошел в результате технологического прогресса, заключающегося в использовании технологии гидроразрыва пластов, горизонтального бурения и применения экономических льгот при разработке этих месторождений. Фактически в настоящее время промышленная добыча ведется на месторождениях США. Однако большим промышленным потенциалом обладают многие страны мира, на всех континентах в настоящее время ведутся усиленные поиски месторождений и подбор технологий для начала промышленной добычи. Оценки потенциальных ресурсов сланцевого газа располагаются в широких пределах и по предварительным оценкам достигают 200 трлн м3. В статье дан анализ потенциального расположения отложений, в которых возможно присутствие сланцевого газа (нефти) на территории Тимано-Печорской нефтяной провинции. Основными являются доманиковые отложения франского яруса верхнего девона. Они повсеместно распространены на всей территории провинции. Глубина залегания отложений варьируется от 3-4 км до выхода на дневную поверхность. Это позволяет изучить породы как по отобранному керновому материалу, так и по образцам на поверхности. Изучение кернового материала показывает достаточно высокое содержание углеводородов. Это позволяет оценить геологический потенциал и перспективы обнаружения и добычи сланцевой нефти. Показаны направления и критерии для осуществления работ по поиску и разведке.

С 19 по 29 мая в Казанском университете проведена Всероссийская научная конференция "Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследования". На пленарном заседании был заслушан ряд докладов по современным глобальным и региональным проблемам состояния окружающей природной среды и др.

В июне 2009 г. стратосферный антициклон располагался вблизи полюса, в течение месяца он продолжал усиливаться, к концу месяца значения геопотенциала на изобарической поверхности 10гПа в целом были близки к климатической норме. Интенсивность зональной циркуляции в целом по Северному полушарию была понижена примерно на 15 процентов, при этом наибольшие отклонения индекса зональной циркуляции от нормы наблюдались в высоких широтах.

На Европейской территории России в Северо-Западном федеральном округе и в северной половине Центрального федерального округа средняя месячная температура в июне была около нормы: на западе территории на отрицательном фоне, в восточных районах - на положительном. Распределение осадков по Европейской территории России совпадает с аномалией температуры - около и больше нормы их выпало на севере региона, а дефицит осадков отмечался в южных районах.

Анализируется влияние температуры воздуха зимой и толщины льда на зимний сток рек бассейна реки Алдан. Установлено, что уменьшение толщины речного льда вследствие более теплых зим ведет к увеличению пропускной способности речных русел, в результате чего увеличивается зимний сток рек.

Разработана система количественных параметров половодных гидрографов расходов и уровней воды на Нижней Волге и ее дельте. Выполнена сортировка половодных сбросов Волжской ГЭС и соответствующих им половодий в вершине дельты Волги по градациям их водности и рассчитаны их параметры за весь период зарегулированного режима стока (с 1961 г. ).

На основе измерений колебаний поверхности морского льда на ледовых дрейфующих станциях сделана оценка интегральной по площади толщины льда в Арктическом бассейне. Линейный тренд в 1970-1990 гг. свидетельствует об уменьшении средней по всему Арктическому бассейну толщины льда примерно на 10 см, что составляет 3 процента средней толщины льда (-3 м).

На основе нелинейной двухмерной стационарной модели обтекания гор рассчитаны основные характеристики возмущений атмосферы над горами в зависимости от свойств невозмущенного натекающего потока. Определение пространственного распределения влажности над горами основано на предположении о переносе водяного пара воздушным потоком как пассивной примеси.

Представлены результаты численных экспериментов по моделированию обтекания изолированной горы. Обсуждается влияние размеров препятствия и скорости потока на характеристики волновых колебаний. Все расчеты проведены с помощью разработанной авторами двухмерной версии негидростатического динамического блока, в котором уравнения сухой квазинесжимаемой атмосферы решаются полулагранжевым полунеявным методом.

Приводятся данные о потерях от заморозков на территории Южного федерального округа России. Рассматриваются вопросы оптимизации методов защиты от радиационных заморозков, основанных на создании искусственных дымовых завес и туманов. Приведена оценка экономической целесообразности применения оптимизированных методов защиты от радиационных заморозков.

Выбран и обоснован набор интегральных характеристик и метеорологических полей, которые позволяют обнаружить и проследить эволюцию крупномасштабной спирально-вихревой неустойчивости, связанной с особыми свойствами спиральной конвективной турбулентности в условиях тропического циклогенеза. Проведены расчеты вертикального потока спиральности по методу Курганского для двух тропических циклонов - Ман-Йи и Вилма.

Рассмотрен алгоритм построения двухмерных рядов Фурье в сферической системе координат по полному набору ортогональных ультрасферических многочленов, частными случаями которых являются многочлены Лежандра и многочлены Чебышева первого и второго родов. Предложенные ряды равномерно сходятся во всех точках сферы, включая полюса.

Среднеквартальные значения общего содержания озона (ОСО) во втором квартале в основном были близки к средним многолетним значениям за период 1974-1984 гг. По-видимому, возвращение характеристик озонового слоя к нормам 30-летней давности в значительной степени связано с аномально сильным и длительным потеплением стратосферы в высоких широтах Северного полушария зимой 2008/2009 гг., которое существенно сократило площадь, занимаемую арктическим циркумполярным вихрем над территорией России.

В стратосфере в первой декаде мая ослабевавший околополярный циклон был раздвоен: один центр располагался над Аляской, другой - над Скандинавией. Перестройка на летний режим циркуляции была поздней и произошла 10 мая. Центр образовавшегося антициклона располагался вблизи полюса, значения геопотенциала в нем в течение всего месяца были примерно на 40 дам меньше климатической нормы.

На преобладающей части Европейской России средняя месячная температура в мае отличалась от климатических показателей не более, чем на 1{0}C. Осадки выпадали неравномерно. Избыток осадков отмечался в ряде районов Северо-Западного федерального округа.

Исследованы биоклиматические условия Южного федерального округа, характеризующие климатическую комфортность для организма человека, и по рассчитанным значениям коэффициентов К [м]I выполнено районирование территории.

Представлены результаты, обобщающие цикл работ, связанных с постановкой и решением обратных задач для одномерной модели неустановившегося движения воды в реках. Рассматриваются различные процедуры, позволяющие определить все основные характеристики сложного речного русла по наблюдениям за неустановившимся движением воды.

В работе представлен новый и эффективный способ корректировки прогнозов при помощи операции постобработки, которая может быть полезной только в том случае, если она выполняется вместе с рекалибровкой гидрологической модели в режиме реального времени при помощи таких быстрых и экономичных инструментов, как, например, алгоритмы, основанные на методе SLS.

Рассматриваются структурно-генетические типы торосов, формирующиеся в однолетнем ледяном покрове арктических морей. С помощью метода лабораторного физического моделирования процессов торосообразования получены кинематические схемы механизмов их образования.

Предлагается подход к анализу и интерпретации спутниковых измерений океанологических полей (температура поверхности океана, мутность, концентрация хлорофилла, альтиметрические измерения), названный для краткости "динамико-стохастический анализ". Этот подход восходит к динамико-стохастическим моделям и к методам технической кибернетики, когда процесс описывается дифференциальными уравнениями, а вклад отдельных слагаемых этих уравнений оценивается статистическими методами.