Изучено влияние температуры и осадков на радиальный прирост деревьев сосны (Pinus sylvestris L) в суходольных сосняках юга Томской области. При среднемноголетнем распределении осадков по сезонам года наибольшая ширина годичного кольца формируется при более низких температурах вегетационного периода и более высоких температурах зимы и весны и большем количестве садков лета (в основном июня) текущего гидрологического года. В период малоснежных зим усиливается положительная роль выпадающих весной и летом осадков текущего гидрологического года. В целом за столетний период (1900-2000 гг.) радиальный прирост деревьев сосны обыкновенной значимо зависит от температур апреля и сентября и осадков июня во всех обследованных суходольных сосняках и хорошо объясняется сезонными особенностями ее физиологической и ростовой активности и сезонными изменениями почвенного климата на юге Западно-Сибирской равнины.

Приведены краткие сведения и технические характеристики приборов, устройств. систем и комплексов. которые создавались в ИОМ СО РАН в течение 30 лет для исследования оптико-метеорологических параметров атмосферы и могут быть использованы в задачах экологического и метеорологического мониторинга окружающей среды. Рассмотрены проблемы. связанные с метрологическим обеспечением создаваемых приборов и методик выполнения измерений.

Обобщены результаты научных исследований и разработок, выполненных в ИОМ СО РАН за 30-летний период, по развитию технических средств и технологий лазерного и акустического зондирования окружающей среды, перспективных с точки зрения дистанционности и оперативности при определении профилей аэрозольных загрязнений и метеорологических величин, а также мониторинга пространственно-временных вариаций их полей. Представлены созданные в Институте наземные, самолетные и космические лидары для зондирования атмосферы и подстилающей поверхности и технологии их применения и проектирования. Рассмотрены направления проводимых в Институте работ по акустическому зондированию атмосферного пограничного слоя и достижения по созданию новых технических средств и технологий для этих целей. Представлены результаты применения созданных технических средств и технологий акустического зондирования для мониторинга атмосферного пограничного слоя и распространения звука в нем.

В работе рассматриваются фундаментальные вопросы функционирования торфяников в условиях южно-таежной подзоны Западной Сибири и изменения их свойств при освоении. Впервые на основе длительных стационарных исследований изучен гидротермический, окислительно-восстановительный, биологический и агрохимический режимы выработанных торфяников, показаны их особенности в природных условиях гумидной зоны. Обосновываются направления использования. В конце работы приводится перечень выработанных торфяных месторождений Западной Сибири.

В книге рассмотрены вопросы распространения битуминозных торфов на Европейской территории России, Белоруссии и в Западной Сибири. Проанализированы физико-географические и палеоклиматические факторы, способствующие отложению битуминозных торфов в торфяной залежи. Представлены стратиграфические разрезы с отложениями битуминозных торфов. Изучена битуминозность распространенных торфов Томской области и выявлены битуминозные торфа переходного и низинного типов. По опубликованным и фондовым материалам геологической разведки проведен поиск и оценены ресурсы как верховых, так и переходных и низинных битуминозных торфов. Учет битуминозных торфов переходного и низинного типов позволил существенно расширить сырьевые ресурсы битуминозных торфов. На основании анализа геологической информации выделены стратиграфические схемы локализации битуминозных торфов в залежах Томской области и сделан прогноз распространения таких торфов на ее территории. Книга рассчитана на специалистов, научных работников, аспирантов, студентов, занимающихся вопросами освоения торфяных ресурсов как сырья для химической переработки.

Исследован химический состав сапропелевых отложений озер Томской области, а также изучены особенности структуры и свойств гуминовых веществ данных сапропелей. Показано, что озерные отложения содержат высокое количество гуминовых веществ, обладающих парамагнитными и антиоксидантными свойствами.

Проведен сравнительный анализ состава и распределения органических соединений в донных отложениях пресного оз. Мурашка (Томская обл.) и гиперсоленого оз. Мармышанское (Алтайский край). Идентифицированы ациклические, алициклические и ароматические углеводороды, нормальные алифатические кислоты и их эфиры, ациклические и алициклические кетоны, ациклические, алициклические и ароматические спирты, фосфаты, фураны и тиофены. Выявлены особенности состава органических соединений в озерах различной степени минерализации.

В данной работе за временной интервал 1976- 2016 гг. проведен анализ межгодовой изменчивости среднесезонных значений температуры воздуха, скорости ветра, количества атмосферных осадков и их экстремумов для Западной Сибири отдельно для севера и юга территории, а также для Томской области. Исследование проводилось по данным наблюдений на метеорологических станциях (NOAA и ВНИИГМИ-МЦД ). Кроме того, привлекался реанализ ERA Interim По данным инструментальных наблюдений установлено, что в начале ХХI века в весенне-летний период потепление наблюдалось на всей территории Западной Сибири, а зимой на юге региона ( в том числе и в Томской области) отчетливо проявляется похолодание, тогда как в северной его части температура стабильно росла. Временной ход среднегодовых величин количества осадков подобен ходу температуры воздуха, а скорость ветра уменьшалась во все сезоны. Анализ временного хода экстремальных оценок температуры воздуха также показал, что на юге Западной Сибири в зимние месяцы наблюдается похолодание. Кроме того, зимой происходило увеличение положительных экстремальных значений количества осадков и скорости приземного ветра. Летом, напротив, появляется вероятность возникновения засушливых периодов, поскольку наблюдается рост отрицательных экстремальных значений количества осадков. Эта тенденция особенно выражена на юге Западной Сибири, а также в Томской области. Сравнение среднесезонных оценок температуры и количества осадков по данным наблюдений и реанализа показало высокую степень их подобия. При этом наименьшее сходство характерно для оценок скорости ветра, особенно на севере Западной Сибири. Получено, что в начале ХХI века в Западной Сибири увеличивается экстремальность климата, которая характеризуется как ростом числа дней с опасным явлением, так и усилением экстремумов исследуемых климатических величин. Это создает предпосылки для перехода экстремальных климатических событий в разряд опасных метеорологических явлений.

В течение последних нескольких десятилетий наблюдается смещение к полюсу таких элементов общей циркуляции атмосферы, как ячейка Гадлея и штормтреки. На основе результатов численного моделирования динамики климата с использованием идеализированной модели климатической системы показано, что тенденция к смещению штормтреков Северного полушария в условиях потепления климата (по сценарию RCP-8.5) к полюсам будет продолжаться. Обсуждаются также другие особенности динамики общей циркуляции в условиях меняющегося климата, обнаруженные в ходе численного эксперимента.

Проанализирована динамика температуры по актуальным данным со станций Алтайского региона. Проведенное исследование показало, что изменения климатических характеристик в регионе происходят синхронно. Синхронность в изменении составляющих температурных рядов на всех рассмотренных станциях характеризуется высокой связностью каждой из составляющих с соответствующим типовым полем. Выявлено, что часть изменчивости рядов температуры, описываемая скрытыми периодичностями, составляет в среднем 1,3%, что гораздо больше влияния трендов, которое для большинства станций не превышает 0,3%. Наибольший вклад в изменения температуры в Алтайском регионе вносят гармоники с периодом 20 лет (средние годовые), 40 и 9 лет (зимние), 18 лет (летние), 5-8 лет (осень, весна). Получен долгосрочный прогноз изменения температуры воздуха в регионе до 2030-х гг.

Полагается, что внешнее вынуждающее воздействие синхронизирует природно-климатические процессы и проявляется в сходстве их существенных признаков. Вводятся ортогональные составляющие процессов, отличающиеся совпадением и несовпадением существенных признаков. Отношения между составляющими можно интерпретировать как приток энергии от Солнца и как сток энергии. Для вычисления составляющих разработаны алгоритмы на основе преобразования Фурье в базисе тригонометрических функций. Теория применена для декомпозиции рядов чисел Вольфа и температуры с 818 метеостанций Северного полушария Земли в интервале с 1955 по 2010 г. Новый подход характеризует проявления вынуждающей силы и соответствует известным представлениям о природно-климатических процессах, поэтому является информативным, непротиворечивым и пригодным для анализа рядов наблюдений.

Книга составлена из статей участников первого Всероссийского постоянно действующего научного семинара "Самоорганизация устойчивых целостностей в природе и обществе", посвященного обсуждению проблем собственности на природные ресурсы. Книга интересна тем, что в ней помещены современные воззрения на проблему собственности зарубежных ученых (Н. Тидемана, Р. Анделсона, Ф. Харрисона), опирающихся на идеи Генри Джорджа, и отношение к этой проблеме российских ученых. рассматриваются общие теоретические положения, в которых доказывается возможность иного, не существовавшего в практике подхода к собственности на землю. Утверждается, что земля, как и другие природные ресурсы, является общим достоянием людей. Обоснованно доказывается, чо в частной собственности могут находиться только результаты труда человека. Рассматривается структура рентных доходов, вопросы земельного налогообложения, математические методы исчисления ренты. Книга актуальна для экономистов и политиков, особенно для тех, кто занят законодательной деятельностью в области использования природных ресурсов. Она привлечет внимание преподавателей вузов, а также может вызвать интерес у всех читателей, небезразличных к судьбе России.

Описаны два варианта мощных акустических излучателей на основе антенных решеток. Максимальный уровень достигаемого звукового давления в слышимом диапазоне частот составляет 145 и 155 дБ/1м. Излучатели могут быть использованы в научных экспериментах и для передачи звука на расстояния 1-1,5 км.

Рассмотрены вопросы распространения звуковых волн над земной поверхностью Даны формулы для расчета ослабления звука, вызванного наличием подстилающей поверхности. Приведены различные модели импеданса подстилающей поверхности. Показаны результаты теоретических расчетов ослабления звука при его распространении над различными типами подстилающих поверхностей. Проанализировано влияние геометрии распространения звука на его характеристики.

Установлены статистические закономерности пространственно-временной динамики дисперсии трех компонентов скорости ветра в пограничном слое атмосферы по результатам измерений доплеровским мини-содаром. На протяжении 5-суточного периода измерений в осенний период с 12 оп 16 сентября 2003 г. значения дисперсии х- и у-компонентов скорости ветра лежали в интервале от 0.00й до 10м2/с2; для z-компонента от 0.001 до 1.2 м2/с2. Отмечался их рост в утренние часы (около 11:00 местного времени) и в вечернее время (с 18:00 до 22:00 местного времени), что объясняется началом прогрева и последующего охлаждением земной поверхности, которые сопровождаются усилением движения воздушных масс. В ночное время (с 00:00 до 5:00 местного времени) дисперсия z-компонента изменяется от 0.01 до 0.56 м2/сц, что хорошо согласуется с имеющимися в литературе данными. Найдены константы аппроксимации и оценены погрешности их использования, что позволяет описывать суточную динамику дисперсии скорости ветра.

Проведенные мини-содаром измерения профилей скорости ветра в слое 20-200 м показали на его большую эффективность в контроле тонкой структуры атмосферного пограничного слоя (АПС), выявления струйных течений и обнаружении сдвига ветра. Анализ результатов измерений высотных профилей вектора скорости ветра и его вертикального и горизонтального компонентов показал, что аналитические аппроксимации вертикального профиля горизонтальной скорости ветра возможны для нейтральной и неустойчивой стратификаций атмосферы. Довольно хорошо они описываются логарифмическим законом. Найдены константы аппроксимации и оценены погрешности их использования. Установленные физические закономерности п полученные константы для горизонтальной и вертикальной компонент скорости ветра позволяют описывать их почасовую дневную динамику и могут быть рекомендованы для использования в моделях АПС при проведении прогностических расчетов. Векторное представление позволяет визуализировать пространственно-временную динамику поля ветра в атмосферном пограничном слое, в частности оценить форму, размеры струйных течений и сдвига ветра в нем.

Исследованы особенности динамики сезонномерзлого слоя по среднесуточным данным температуры почвы на метеостанции Бакчар за период с 1963 по 2011 г. и показана связь характеристик сезонного промерзания с температурой воздуха и динамикой снежного покрова.

При наблюдениях за фазовым состоянием конденсированных сред и метеорологическими условиями обнаружен эффект их синхронного изменения. Обнаруженный эффект открывает новые возможности для инструментального контроля изменений метеоусловий, включая экстремальные, а также для выявления возможных общих факторов, вызывающих эти изменения.

Предложен метод акустического зондирования внешнего масштаба динамической турбулентности. При интерпретации данных зондирования использовался разработанный авторами адаптивный алгоритм. Работоспособность предложенного метода подтверждается сравнением полученных результатов с имеющимися в литературе данными.

Предложен новый подход к восстановлению фазы из интерферограммы, заключающийся в применении классического метода прослеживания интерференционных полос. но на выборке, в которой интерференционные полосы меняют число и ориентацию. Восстановленные из отдельных интерферограмм волновые фронты усредняются, и по полученной оценке судят о качестве контролируемой поверхности. Усреднение фазы из нескольких интерферограмм позволяет понизить дисперсию ошибки восстановления фазы, вызванную не только случайным шумом, но и неравномерностью покрытия апертуры интерференционными полосами, и неоднородностью источника света. Результаты проведенных модельных экспериментов показывают перспективы применения интерферометрии в нанометрологии высококачественных оптических элементов.

Обзор содержит наиболее значимые результаты работ российских ученых в области динамической метеорологии, выполненных в 2011-2014 гг. Он является частью Национального отчета России по метеорологии и атмосферным наукам, подготовленного для Международной ассоциации по метеорологии и атмосферным наукам (IAMAS). Отчет был рассмотрен и одобрена на XXVI Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (IUGG). К обзору прилагается список основных публикаций российских ученых по динамической метеорологии за 2011-2014 гг.

Рассмотрен принцип действия датчиков и индикаторов с использованием эффекта памяти формы в металлах. связанный с твердотельными фазовыми переходами, которые контролируются температурой и механическим напряжением. Представлено писание некоторых видов датчиков на основе этого эффекта и приведены примеры их использования в системах регулирования технологических процессов и для систем мониторинга окружающей среды.

Книга содержит оригинальные материалы известных российских ученых по комплексной проблеме биогеохимических исследований речных и пойменных экосистем в бассейне Оби. Дано описание экогеохимического состояния речных вод и донных отложений Оби, Иртыша и Томи. Приведены результаты биогеохимических исследований водных и пойменных экосистем. Описаны различные биоиндикационные методы на основе дендрохронологических данных. Рассмотрены аспекты экологии популяций водных организмов и ценопопуляций.Для специалистов в области экологических исследований природных сред, гидрохимии, биогеохимии, биофизики и биологии, а также студентов и аспирантов.

Предложен метод измерения вертикальных профилей метеопараметров с помощью портативной автоматической электронной метеостанции, установленной на беспилотном летательном аппарате (ПЭМС-БПЛА). Дано описание аппаратуры, приведены результаты полевых испытаний. рассмотрены перспективы развития ПЭМС-БПЛА.

Излучение и поглощение линии ртути 253,652 нм широко используется при решении многих задач спектроскопии, фотохимии, аналитики, магнитометрии, а также в других областях науки и техники. Своеобразные физико-химические свойства ртути и потребность в определении ее микроконцентраций (вплоть до фоновых значений) привели к выделению ртутных анализаторов в самостоятельный класс аналитических приборов. В работе систематизированы характеристики линии, которые необходимо учитывать в прикладных исследованиях (ширина контура, столкновительное уширение и сдвиг, зеемановское расщепление, изотопическая и сверхтонкая структура). Сведении, имеющиеся в литературе, дополнены результатами оригинальных исследований авторов.

Рассмотрены особенности дальнометрирования космическим лидаров "Балкан" океанической поверхности в двух режимах полетной ориентации орбитальной станции "Мир", которые использовались при проведении сеансов лазерного зондирования. Проанализированы закономерности и случайные флуктуации изменения ориентации оптической оси лидара в этих сеансах. Приведена оценка возможных причин систематических расхождений между расчетными баллистическими данными и результатами измеренных значений наклонной дальности в обоих режимах полета станции.

Представлены разработанный атомно-абсорбционный анализатор ртути с зеемановской коррекцией неселективного поглощения и методики определения ртути для различных сред. Показана возможность его широкого использования для организации многоцелевого ртутного мониторинга окружающей среды. В качестве примера приведены результаты исследования торфоболотных экосистем.

Разработаны стационарные газоанализаторы для непрерывного измерения содержания окислов азота и серы в дымовых газах теплоэлектростанций, сжигающих природный газ, уголь и мазут. Работа газоанализаторов основана на использовании метода дифференциального поглощения в УФ-области спектра без применения лазерных источников света. Эксплуатация газоанализаторов на российских теплоэлектростанциях показала их высокую чувствительность, надежность и простоту обслуживания при невысокой стоимости по сравнению с зарубежными приборами аналогичного класса.

Представлены описание виртуальной измерительной площадки оптического осадкомера и критерии выбора ее размера. Проведен расчет вероятности одновременной регистрации нескольких частиц осадков. Показано, что создаваемый прибор должен обеспечивать одновременную регистрацию как минимум двух капель дождя. Проведены оценки объема передаваемых данных и расчет чувствительности прибора. Сделан вывод о более широких возможностях и связанных с этим перспективах применения разрабатываемого оптического измерителя осадков по сравнению с традиционно применяемыми осадкомерами.

Подведены итоги разработки улучшенных технологий синтеза и выращивания модифицированных легированием нелинейных кристаллов GaSe, методов характеризации и результаты исследования физических свойств, проанализированы параметры разработанных на их основе источников перестраиваемого излучения среднего ИК и широкополосных источников ТГц-диапазонов, приведены первые результаты применения в прикладной спектроскопии.

В 2014-2015 гг. изучено строение верхней части мерзлой тощи третьей морской равнины и термокарстово-эрозионной долины в районе озера Сохонто на Центральном Ямале: криолитологическое строение и возраст отложений, ботанический состав и свойства торфа хасырея. Верхняя часть мерзлой толщи третьей морской равнины сложена сингенетически промерзавшими сартанскими субаэральными отложениями с полигонально-жилистыми льдами, по которым развивается темокарст. Нижнеголоценовые эпигенетически промерзавшие отложения слагают разновысотные ступени термокарстово-эрозионной долины. Установлено. что термокарст проявился в накоплении озерных осадков в первой половине голоценового оптимума и продолжается в настоящее время. ПО измерениям растительных сообществ торфа хасырея реконструированы палеоклиматические условия и пульсирующий характер развития термокарста и многолетнемерзлых пород за последние 1.4 тысячи лет.

Рассмотрены основы матричного описания процедур для измерения параметров Стокса и приборные векторы анализаторов, применяемых в приемных системах поляризационных лидаров. Представлены формы состояния поляризации зондирующего излучения и способы их получения, которые необходимы для измерения элементов матрицы обратного рассеяния исследуемой среды. Приведены основные типы анализаторов на основе лучерасщепляющих призм, поляроидов и фазовых пластинок. их основные характеристики и критерии эффективности, необходимые для проведения сравнительного анализа. На примере лидаров "Стратосфера-1М" и "Светозар-3" рассмотрены варианты оптимального построения одноканальных и многоканальных приемных систем поляризационных лидаров.

Рассмотрены геологические минералого-геохимические особенности циркон-ильменитовых месторождений Западной Сибири, охарактеризованы уровни накопления в них редких, редкоземельных и радиоактивных элементов. Отмечено, что в коллективном концентрате тяжелой фракции они накапливаются в промышленно значимых количествах. Этот тип месторождений следует рассматривать как комплексный с титаном и цирконием. Приведены данные по обогащению данного типа тонкозернистых песков до получения коллективного концентрата тяжелой фракции и последующего гидрометаллургического передела с получением готовой продукции и полуфабрикатов. Показана экономическая значимость этого типа месторождений вообще и для Западной Сибири в частности, оценена экономическая эффективность традиционного способа переработки по сравнению с новыми, более высокотехнологичными способами. Даны рекомендации по освоению этого месторождений. Монография рассчитана на широкий круг специалистов в области геологии, минералогии и геохимии россыпных месторождений, обогатителей и специалистов в области гидрометаллургии, представителей бизнеса и экономистов, лиц принимающих политические и экономические решения в регионах, представителей горнорудных компаний, а также на студентов и аспирантов ВУЗов.

В книге анализируются проблемы, связанные с обеспечением экономической, социальной и экологической устойчивости управления припоселковыми кедровниками. и даны конкретные рекомендации по его совершенствованию. Представленные материалы могут быть использованы для совершенствования законодательства и практики управления как припоселоковыми кедровниками, так и в целом лесами. имеющими важное социально-экологическое значение.Книга предназначена сотрудникам органов власти и управления. в первую очередь органов управления лесами, а также научно-образовательных и неправительственных организаций, ответственным лесопользователям и всем, кому небезразлична судьба российских лесов.

Методом хромато-масс-спектрометрии изучен состав соединений продуктов пиролиза нерастворимого органического вещества осадка озера Тухлое (Новосибирская область, Западная Сибирь). Установлено, что в пиролизате присутствуют нормальные алканы и алкены, алифатические спирты и кислоты, ароматические углеводороды, алкилтиофены, фенолы.