Для выявления причин активизации процессов криогенного оползания на территории Юго-Восточного Алтая выполнен детальный анализ временных изменений гидротермического режима естественных сезонов с 1936 по 2016 г. Анализ климатических условий лет пиковой оползневой активности, установленной при обработке данных космической съемки сверхвысокого разрешения, и сопоставление их с показателями, рассчитанными за период до начала устойчивого глобального изменения климата ( 1936-1970 гг.), свидетельствуют о выраженном потеплении климата и его активном влиянии на высокогорные криогенные системы. Периоды интенсификации оползнеобразования, вызванные экстремальным протаиванием деятельного слоя криолитозоны в 1998, 2012, 2016 гг., надежно коррелируются с аномалиями показателей гидротермического режима естественных сезонов года и их структурных единиц.

В статье представлены данные о видовом составе и аспределении папоротников в современной перигляциальной зоне ледников Актру, Карагемского, Аккемского, Софийского, Геблера и Талдуринского (Центральный Алтай). Обнаружены и подтверждены гербарными образцами 16 видов папоротников. Наиболее толерантными к суровым условиям высокогорий являются Botrychium lunaris (L.) Sw., Cystopteris dickieana R. Sim., C. fragilis (L.) и Polystichum lonchitis (L.) Roth. В своем распределении в центрах современного оледенения папоротники большей частью связаны с залеганием горных пород. Заселение папоротников в перигляциальную зону происходит только с помощью спор, первично - путем их заноса из местообитаний, далеких от перигляциальной зоны. Дальнейшее заселение и продвижение видов вслед за отступающими ледниками возможно из спор, образованных спорофитами, растущими в перигляциальной зоне. Прорастание спор, развитие гаметофитов и спорофитов в суровых условиях этой зоны происходит в основном в локальных микронишах, обеспечивающих защиту в холодное и влагообеспеченность в теплое время года.

В монографии на примере лесов Тянь-Шаня и Рудного Алтая дано решение задачи моделирования и прогноза норм естественной заселенности горных склонов лесообразующими породами; решена задача количественного анализа парцеллярной дискретности древостоев. Обоснована новая единица горизонтального сложения древостоев - элементарная группа деревьев. Рассмотрена роль элементарный групп в лесу и их лесоводческое значение. В целом материал монографии дает научную основу для дифференцированного решения исследовательских и прикладных задач с учетом природного разнообразия горизонтального сложения горных лесов.Работа рассчитана на геоботаников, биогеоценологов, лесоводов, географов, а также на работников лесоустроительных предприятий и лесных хозяйств.

С начала ХХI в. дендроиндикационные исследования экзогенных гравитационных процессов (ЭГП) в Западной Европе резко активизировалась, а в России, наоборот, значительно сократилась. В современной зарубежной литературе по этой тематике разрабатываются новые подходы и методы исследования обусловленных ЭГП явлений на склоне, различные аспекты которых продолжают обсуждаться. Дан краткий обзор дендроиндикационных методов выявления, датирования и реконструкции обусловленных ЭГП явлений в прошлом (сели, лавины, обвалы/камнепады) на разных этапах дендрогеоморфологического исследования. Эти исследования основаны на концепции Дж. Шродера: "процесс-событие-отклик". Как результат, выполнялись пространственно-временные реконструкции склоновых явлений на конкретных участках, т.е. оценка протяженности, частоты явлений и интенсивности процесса. Рассматриваются преимущества и ограничения методов, слабо разработанные или нерешенные проблемы дендроиндикации.

При датировании вызванных экзогенными гравитационными процессами ( ЭГП ) событий прошлого широкое распространение в настоящее время получили дендроиндикационные методы. Они наиболее информативны на малоизученных горных территориях, где нуждаются в проверке эффективности их использования. Цель- оценить применяемые в дендроиндикационных исследованиях методы датирования таких событий в конкретных горных условиях - верховьях р. Актру ( Северо- Чуйский хребет, Горный Алтай ) на примере селевого бассейна и лавинного комплекса. Возрастная и анатомическая ( засмоленные кольца ) индикации позволили выявить и датировать события приблизительно ( периоды времени до нескольких десятков лет), травматическая и дендрометрическая - точно ( год ), недендроиндикационные методы - уточнить их ( размеры, вид и год ). Комплексное использование всех этих методов способствовало более полному выявлению событий в прошлом, повышению точности и достоверности их датирования. В селевом бассейне за последние 220 лет датировано 13 событий, в том числе 6 селей, 5 лавин, 1 пожар, в лавинном комплексе за последние 65 лет- 20 лавин.

На примере 7-летнего вегетативного потомства деревьев сосны кедровой сибирской широкого возрастного диапазона исследовано влияние возраста материнских деревьев на изменчивость структуры побегов и характера ветвления. Анализировались клоны ювенальных (J, 5-7 лет), имматурных (Im, 28-56 лет), генеративных ( G, 227-376 лет) и сенильных ( S,449-639 лет) деревьев разновозрастного кедровника (южная тайга, Томская область, север Обь-Томского междуречья). Установлено, что по мере увеличения возраста материнских деревьев у привоев сокращались число боковых побегов и их длина, но при этом возрастала доля латентных почек и усиливалась их роль в формировании систем ветвления, увеличивалась степень доминирования терминального побега над латеральными. Наблюдаемые различия в тенденциях роста и ветвления привоев способствовали формированию возраст-специфического габитуса кроны привоев: ювенильные медленно росли, но активно ветвились, имматурные активно росли и активно ветвились, генеративные активно росли, но хуже ветвились, сенильные одинаково плохо росли и ветвились. Высказано предположение, что возраст материнских деревьев определяет, в первую очередь, характер ветвления привоев.

По данным лазерного зондирования проведен анализ изменения высоты нижней границы ( ВНГ ) облачности нижнего яруса и кучево-дождевых облаков в Западной Сибири за 2010- 2021 гг. Установлено, что в целом происходит уменьшение ВНГ нижней облачности и увеличение ВНГ кучево-дождевых облаков. Увеличение значений ВНГ нижней облачности происходит с севера на юг. В распределении высоты кучево-дождевой облачности прослеживается более меридиональный характер. Сезонный ход ВНГ нижней и кучево-дождевой облачности на юге территории имеет максимум в летние месяцы. В центре и на севере наблюдаются два максимума: для нижней облачности - летом , а для кучево-дождевой облачности- зимой и летом. Результаты кластерного анализа показали, что ВНГ кучево-дождевых облаков, измеренная на разный станциях, сильно различаются. Это, предположительно, обусловлено характером подстилающей поверхности, а также региональными особенностями атмосферной циркуляции и конвективных процессов.

Методами ИК и хроматомасс-спектрометрии исследован качественный и количественный состав органических соединений в донных отложениях водных объектов Республики Алтай. Выявлены особенности компонентного состава и молекулярно-массового распределения алканов, полициклоароматических углеводородов и кислородсодержащих соединений. Показано, что общий уровень органического загрязнения донных отложений водных объектов данного региона носит умеренный характер и не представляет серьезной экологической опасности.

В сборник включены статьи, посвященные наиболее актуальным проблемам стратиграфии позднего докембрия и палеозоя Сибири. Его содержание связано с детализацией и совершенствованием региональных стратиграфических схем, с проблемами границ конкретных стратиграфических подразделений рифея, венда, кембрия, ордовика, силура, девона, карбона и перми, с детальным изучением литостратиграфических и биостратиграфических подразделений, монографическим описанием трилобитов, брахиопод, конодонтов, рыб древнейших геологических эпох. Предназначен для широкого круга специалистов в области стратиграфии и палеонтологии, геологов-нефтяников, составителей геологических карт различного назначения, преподавателей и студентов высших учебных заведений.

Для реконструкции динамики растительности, климата и пожаров на Северном Алтае в позднем голоцене методами споро-пыльцевого и уголькового анализа изучены торфяные отложения болота Малый Лабыш, расположенного в верховьях р. Кондомы в Шорском национальном парке. Литология отложений и радиоуглеродное датирование показали, что болото имеет озерное происхождение и образовалось путем заболачивания речной старицы р. Кондомы. Старичное озеро возникло около 3000 лет назад, а около 2200 лет назад оно превратилось в болото. Спорово-пыльцевой анализ озерных и торфяных отложений выявил неоднократные смены в растительном покрове, вызванные, вероятно, нестабильностью климата в последние 3000 лет. В целом выявлено два влажных тысячелетних периода ( 3000-1800 кал. л. н. и 550-200 кал. л. н. -современность), когда пихта уступала позиции березовым лесам. В статье публикуются также данные о динамике палеопожаров в районе болота Малый Лабыш на основе микро- и макроуголькового анализа, приводится сравнение результатов палинологического и уголькового исследований с палеоклиматическими реконструкциями Западной Сибири в голоцене, делается вывод о связи пожаров с динамикой увлажненности климата, что в совокупности влияло и на изменения растительного покрова Горной Шории.

Представлены результаты первопринципных расчетов методами теории функционала электронной плотности атомной и электронной структуры Pd с симметричными границами наклона. Обсуждается сорбция водорода на границах зерен и соответствующих свободных поверхностях. Анализируется влияние примесей d-металлов на сорбцию водорода на границах зерен. Установлено, что на поверхности (210) предпочтительной является сегрегация примесей d-металлов на террасах, тогда как на поверхности (310) более энергетически выгодной является сегрегация металлов на ступенях поверхности. Сравнительное исследование влияния водорода на подвижность дефектов к границам наклона и соответствующим им свободным поверхностям показало существенное увеличение сегрегации примесей. В присутствии водорода становится возможной сегрегация примесей как на узлы ступени, так и на террасные узлы поверхностей.

Атомная и электронная структура (001) и (110) границ раздела Cr(Ni)/NiAl исследована первопринципным методом псевдопотенциала в рамках теории функционала электронной плотности. Анализируются структурные и электронные факторы, определяющие адгезию на границах "металл-сплав". Расчеты электронных характеристик указывают на преимущественно металлически и ковалентный тип связи на границах раздела.

На примере четырех суходольных ценопопуляций сосны кедровой сибирской (западносибирское Приобье, южная граница ареала), расположенных по градиенту убывания запаса почвенной влаги, проведен сравнительный анализ численных и качественных признаков состояния мужской генеративной сферы. Установлено, что по мере усиления сухости почвы резко сокращается заложение микростробилов на побегах, уменьшаются размеры структурных элементов пыльцевых зерен (длина и высота тела, длина и высота воздушных мешков), сокращаются доля проросшей пыльцы и длина пыльцевых трубок. По числу и размеру микроспорофиллов южные ценопопуляции, напротив, превосходили более северные. Такая разнонаправленность тенденций предположительно связана с фенологическими различиями отдельных этапов морфогенеза мужской генеративной сферы. Недостаток почвенной влаги также негативно сказывается на морфогенезе, как и ее избыток. что подтверждается снижением значений большинства анализируемых признаков в долинных кедровниках (сограх), которые на юге ареала служат основным источником семян при формировании послепожарных суходольных кедровников.

В рамках модели решетки совпадающих узлов и 0-решетки Боллманна исследована атомная структура специальных границ в бинарном сплаве со сверхструктурой L1. Обнаружено, что в совпадающих узлах в плоскости границы возникает нарушение дальнего атомного порядка, т. е. образуется зернограничная антифазная граница (АФГ). Это должно приводить к увеличению энергии специальных границ. Экспериментально обнаруженное увеличение средней энергии специальных границ для сплава Ni3Fe при атомном упорядочении близко к оценочному значению энергии зернограничных АФГ, залегающих в плоскостях границ зерен.

В рамках теории функционала электронной плотности на основе первых принципов проведен расчет электронной структуры и магнитных свойств границы раздела (110) между сплавом NiMnSb и GaAs в зависимости от конфигурации контактных атомов. Обнаружено, что две их шести возможных атомных конфигураций границы раздела обладает высокой степенью спиновой поляризации, которая достигает 100% для одной из изученных интерфейсных структур.

В рамках теории функционала электронной плотности рассчитаны электронная структура и магнитные свойства границы раздела (110) полуметаллического сплава Гейслера NiMnSb с полупроводниками в зависимости от конфигурации контактных атомов. Показано, что спиновая поляризация существенным образом зависит от атомной конфигурации атомов на контактах. Анализируется природа интерфейсных состояний на рассмотренных контактах. Получена практически 100%-ная спиновая поляризация для конфигурации с никелем и сурьмой, которые в сплаве занимают соответствующие позиции аниона и катиона в полупроводнике. Оценка энергии адгезии на границах раздела показала, что контакты с максимальной спиновой поляризацией имеют также наибольшую энергию адгезии и являются энергетически выгодными и стабильными. работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-02-92201 ГФЕН_а) и проекта ИФПМ СО РАН 5.2.1.19. Расчеты в проводились на вычислительном кластере СКИФ Cyberia в Томском гос. университете.

Полнопотенциальным методом присоединенных плоских волн мы изучили электронную структуру объемного и дефектного никеля, содержащего границу наклона Sigma5(210) TiNi с границей Sigma5(310). Анализируются рассчитанные спектры характеристических потерь энергии электронами, рентгеновские спектры абсорбции и эмиссии в никеле и никелевых сплавах в зависимости от состава, структуры и дефектности. Полученные электронные спектры эмиссии и абсорбции находятся в хорошем согласии с известными экспериментальными данными.??.

Представлены результаты систематического анализа атомной и электронной структуры границ раздела для двух серий изоэлектронных металлов в зависимости от окончания оксидной подложки и конфигурации металлических пленок. Расчеты выполнены методом псевдопотенциала в плосковолновом базисе. Рассчитана энергия адгезии металлических пленок в зависимости от плоскости разрыва. Показано, что энергия адгезии максимальная на кислородном интерфейсе, что обусловлено ионной составляющей в химической связи на данной границе раздела. Для алюминиевого и обогащенного алюминием интерфейса характерен металлический тип связи. Проведен анализ локальных плотностей электронных состояний и зарядового распределения вблизи границ раздела. Показано, что появление кислородных вакансий на границах раздела существенно ослабляет адгезию за счет частичного разрыва Me-O-связей.

Изучено влияние крупномасштабных границ раздела в виде протяженных поперечных локализованных областей переплава на механизм пластической деформации поликристаллов низкоуглеродистой стали. Теоретически и экспериментально показано, что в зоне таких границ раздела возникают осциллирующие мезоконцентраторы напряжений, релаксация которых обусловливает формирование в деформируемых поликристаллах периодических полосовых структур мезомасштабного уровня.

На основе уравнений полевой теории дефектов, описывающей динамику дислокационного континуума, исследованы закономерности прохождения плоских гармонических волн через слой вязкоупругих и упруго-вязкопластических сред с дислокациями. Определены коэффициенты отражения и преломления слоя для волн смещений и волн поля дефектов, распространяющихся в изучаемых средах. Проанализированы зависимости найденных коэффициентов отражения и преломления слоя от параметров контактирующих сред и его толщины. Найдены соотношения, определяющие экстремальные значения отражательной способности от толщины слоя.

Проведено численное исследование деформации и разрушения композита с покрытием при растяжении и сжатии. На примере стали, поверхностно упрочненной методом диффузионного борирования, исследована роль сложной геометрии границы раздела основной материал - упрочненный поверхностный слой. Для описания механического поведения стальной основы и хрупкого покрытия используются модели пластического течения с учетом деформационного упрочнения и разрушения. С привлечением критерия разрушения Губера учитывается различие критических величин прочности для разных типов локальных состояний - растяжения и сжатия. Показано, что неровная, "игольчатая" форма границы раздела подложка - покрытие препятствует распространению продольной трещины в это покрытие и предотвращает его отслоение при внешнем сжатии композита. Установлено, что даже при внешнем одноосном сжатии мезообъемов композита иглы боридов находятся под действием растягивающих нагрузок, величина которых сравнима с величиной внешнего сжимающего напряжения, а направление распространения трещин и общий характер разрушения существенно зависят от условий внешнего нагружения.

Методами электронной микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов проведены исследования влияния отжигов и небольших деформаций (до 20 %) на структуру и спектр разориентировок границ зерен субмикрокристаллического никеля. Установлено, что увеличение доли большеугловых границ зерен в зернограничном ансамбле субмикрокристаллического никеля в процессе отжигов происходит в основном за счет образования двойников отжига. Показана зависимость эволюции структуры и спектра разориентировок границ зерен никеля в процессе деформации от механизма деформации. В условиях ползучести развитие зернограничного проскальзывания способствует сохранению субмикрокристаллической структуры и увеличению доли большеугловых границ зерен в зернограничном ансамбле никеля.

В зимний период внутри тропосферного полярного вихря происходит понижение температуры воздуха, что, в свою очередь, отражается на увеличении площади арктического морского льда. Однако Баренцево море зимой часто оказывается у границ тропосферного вихря, где приземная температура выше, из-за чего площадь морского льда уменьшается. С использованием данных реанализа ERA-Interim и спутниковых данных NSIDC показано, что с декабря по февраль площадь арктического морского льда в районе Баренцева моря зависит от формы и расположения тропосферного полярного вихря. На примере динамики полярных вихрей в 1997/1998 и 2015/2016 гг., а также с использованием корреляционного анализа показано, что границы тропосферного полярного вихря могут приближаться по форме и расположению к стратосферному вихрю в период декабря по март. Таким образом, уменьшение площади арктического морского льда в результате изменения границ тропосферного вихря может происходить под влиянием стратосферного полярного вихря в зимний период.

Методами оптической металлографии исследована зеренная структура упорядоченных сплавов Ni3Mn, Ni3Fe и интерметаллида Ni3Al, различающихся величиной энергии дефекта упаковки и энергии антифазных границ. Обнаружено, что в интерметаллиде Ni3Al с наибольшей энергией дефекта упаковки (215 эрг/см2) среднее число специальных границ а зернах, ограниченных границами общего типа, наименьшее и составляет 0,2, тогда как в упорядоченных сплавах Ni3Mn и Ni3Fe среднее число таких границ близко к 1. По тройным стыкам проведены оценки относительной энергии специальных границ. Обнаружено, что доля низкоэнергетических специальных границ (когерентных двойников) от общего числа специальных границ имеет максимальное значение (0,8) в сплавеNi3Mn, энергия дефекта упаковки и энергия антифазных границ которого имеет минимальное значение в ряду исследованных сплавов (57 и 75 эрг/см2 соответственно). При анализе результатов использованы представления о структуре специальных границ в упорядоченных сплавах, согласно которым в границах зерен возникают антифазные границы и энергия границ возрастает на величину, равную энергии антифазных границ, по сравнению с разупорядченным сплавом. В сплаве с более низкой энергией дефекта упаковки (Ni3Mn) возможно существование специальных границ без антифазных границ.