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.

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.

По данным реанализа было проведено исследование пространственно-временных изменений мериодиональных ячеек циркуляции для сибирского сектора Северного полушария для двух временных интервалов: периода интенсивного глобального потепления 1976-1998 гг. и периода замедления темпов потепления 1999-2014 гг. Выявлено, что наиболее существенных изменения наблюдаются в зимний сезон в начале XXI в.: произошло почти полное исчезновение полярной ячейки и увеличение интенсивности ячее Хэдли и Феррела. Получены и проанализированы тенденции изменений адвективных и вихревых меридиональных потоков тепла. а также их связь с функцией тока. Установлено, что в период ослабления процесса глобального потепления во все месяцы наблюдается увеличение интенсивности и количества центров вихревой циркуляции, что приводит к развитию мериодиональной циркуляции, усилению процессов блокирования и, как следствие. к уменьшению меридионального притока тепла в сибирском секторе в начале XXI в.

Представлены результаты анализа динамики показателей экстремальности климата на территории Западной Сибири. Для вычисления индексов использованы суточные данные 75 метеорологических станций Западной Сибири за период 1961-2013 гг., который для оценки тенденций был разделен на два интервала: 1961-1980 и 1991-2013 гг.Выявлены уменьшение частоты холодных дней и ночей за период 1991-2013 гг. по сравнению с периодом 1961-1990 гг., значимое лишь на нескольких станциях. и увеличение теплых экстремальных температурных показателей, значимое на большей части территории. Изменения от периода к периоду индексов экстремальности осадков неравнозначны и разнонаправлены в различных частях Западной Сибири. В северной части рассматриваемой территории произошло уменьшение числа дней с осадками различной интенсивности на 1-2 дня. Южная территория характеризуется ростом на 1-2 дня числа дней с осадками различной интенсивности. Изменения в динамике индексов экстремальности осадков в среднем от периода к периоду в большинстве случаев незначимы. что может быть связано отчасти с редкой наблюдательной сетью, особенно севернее 60-го градуса широты, и что подтверждает необходимость ее оптимизации. Наиболее успешно эта проблема может быть решена за счет использования автоматических автономных измерительных установокПрименение компонентного анализа для оценки синхронности изменения температурных критериев по территории показало их высокую пространственную согласованность, что может быть обусловлено вкладом крупномасштабных процессов в динамику показателей экстремальности температурного режима. Компонентный анализ динамики экстремальных осадков показал несогласованность его изменений в пределах территории исследования. что подтверждает существенное влияние местных факторов на режим осадков.

На основе экспериментальных данных спутника Envisat исследована территориальная распространенность водяного пара для различных природно-климатических зон юга западной Сибири в летние сезоны 2008-2011 гг. Анализ коррелированности временных рядов содержания водяного пара в атмосфере по данным спутника Envisat W и радиозондовых наблюдений w для территории аэрологической станции г. Омске показал, что абсолютные величины W и w линейно связаны между собой. Коэффициент корреляции равен 0.77 (уровень значимости р = 0.05). Рассчитаны функции распределения количества водяного пара по числу случаев его измерений со спутника Envisat для безоблачного неба для трех зон с разными физическими параметрами подстилающей поверхности: степной, Большого Васюганского болот (БВБ) и лесной зоны. Функции распределения носят бимодальный характер, причем каждя отдельная мода подчиняется нормальной логарифмическому закону. Приведены параметры этих распределений.

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 статье рассматривается такое базовое понятие как лесовозобновительный период на примере сплошных вырубок с предварительным и последующим возобновлением целевых пород в южной подзоне тайги Томской области. Приводится обзор источников по тематике и их аналитический разбор. Обосновывается и дается определение термина и его суть. Показывается необходимость нормативного закрепления понятия в действующем лесном законодательстве.

В ежегодном докладе рассмотрено социально-эколого-экономическое состояние Томской обасти. Освещены концепции экологической безопасности и управления охраной окружающей среды в целях устойчивого развития области; количественная и качественная оценка природных ресурсов, их значение для социально-экономического развития территории. В оформлении использованы фотографии особо охраныемых природных территорий Томской области. Для специалистов органов государственной власти, научных работников, преподавателей и студентов вузов, учителей и учеников старших классов, широкого круга читателей.

В работе рассмотрены результаты трендового и корреляционного анализа температуры воздуха и вегетационного индекса NDNI за теплый период для территории тайги и тундры Западной Сибири в 1982-2015 гг. Выявлено, что при значимых (а=0.05) положительных трендах температур воздуха в отдельные месяцы весенне-летнего периода, как для зоны тайги, так и для зоны тундры наблюдается значимое увеличение NDVI . Рассчитаны тренды температуры воздуха и NDVI для зон тайги и тундры с апреля по октябрь 1982-2015 гг. и показана неравномерность их пространственного распределения по рассматриваемой территории. Выявлено, что развитие растительности в теплый период в значительной степени определяется ее развитием в первый месяц теплого периода - май для тайги и июнь для тундры. Показано, что значение NDVI в мае в зоне тайги формируется под воздействием температур апреля-мая , а в июне в зоне тундры- под воздействием температур июня , однако, в последние годы в связи с потеплением вклад температур воздуха мая в формирование растительного покрова тундры увеличивается. Значимые коэффициенты корреляции NDVI с осредненной температурой апреля-мая и мая -июня характерны практически для всей территории региона, за исключением прибрежных северных районов в первом случае и юго-западных - во втором.

Получены оценки пространственно-временной изменчивости климатических характеристик на территории Западной Сибири за 1976-2014 гг. Установлено влияние на эту изменчивость параметров циркуляции атмосферы, таких как составляющие скорости ветра, относительная завихренность, индексы крупномасштабной циркуляции. Выявлено, что в зимние месяцы процесс потепления сменился процессом похолодания, что связано, в первую очередь, с изменением процессов атмосферной циркуляции, описываемых индексом SCAND.

Представлены результаты математического моделирования и прогнозирования динамики полей термокарстовых озер на территории многолетней мерзлоты Западной Сибири до конца нынешнего столетия. Описана геоимитационно-регрессионная модель динамики термокарстово-озерных полей, свойства которой определены на основе статистического распределения координат местоположения и площадей озер, полученных экспериментальным путем с использованием разновременных космических снимков Landsat за период 1973-2009 гг. В модели учтена взаимосвязь термокарстово-озерных и климатических изменений, установленная на основе многомерного регрессионного анализа экспериментальных данных. Прогнозирование динамики полей термокарстовых озер в зоне мерзлоты Западной Сибири осуществлено с помощью компьютерных экспериментов на модели с учетом известных прогнозов изменения среднегодовой температуры для исследуемой территории. Показано, что повышение температуры будет сопровождаться сокращением площади термокарстовых озер в зоне мерзлоты Западной Сибири.

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.

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.

Для исследования структуры и динамики полей температуры разного пространственного и временного масштаба был применен метод выделения структур и привлечены средние месячные температуры воздуха 249 станций на территории северной части Евразии за период 1955-2010 гг. Проведена классификация поля средней месячной температуры в годовом ходе. Выделены структуры с большими площадями, внутри которых формируются очаги воздушных масс различного происхождения. Уточные очаги зарождения воздушных масс, однородные поля температуры и переходные контрастные зоны между ними.

Материалы наблюдений за максимальной и минимальной суточными температурами, накопленные с конца XIX до начала XXI в. на тысячах метеостанций, - огромный пласт информации, которая используется весьма слабо, в основном для ежедневных прогнозов погоды, в которых сообщаются значения самой высокой и самой низкой температур воздуха за все годы наблюдений за данные сутки, причем только в областном (краевом, столичном) центре. В настоящей работе приведено около 150 карт изолиний средней, максимальной и минимальной годовых, месячных и декадных температур воздуха на территории Сибири за многолетний период наблюдений, в основном за XX столетие, а также приводятся таблицы наблюденных и прогнозных температур воздуха по 34 метеостанциям Сибири. Справочник должен стать настольной книгой для специалистов планирующих органов, проектных институтов, учреждений, предприятий и жителей не только Сибири, но и всей России, а также других стран, специалистов фирм, сотрудничающих с россиянами, для всех, кто интересуется климатами Сибири и их термическими характеристиками. Книга будет полезна школьникам, студентам, аспирантам, научным работникам, производственникам всех специальностей.

Для территории Сибири, ограниченной 50-70 с.ш. и 60-11- в.д., за период современного глобального потепления 1976-2005 гг. исследованы изменчивости поля температуры, циклонической активности, а также влияние циркуляции на аномалии температуры. Показано, что тренд повышения среднегодовой температуры на территории за указанный период составил 0,36С/10 лет с более высокими значениями в отдельные календарные месяцы. Общее количество циклонов снижалось со скоростью 1,4 события/10 лет, причем это снижение обусловлено уменьшением количества западных и южных циклонов, тогда как число северных циклонов возрастало. Обсуждается механизм, объясняющий временную динамику циклонов различных направлений изменениями меридионального температурного градиента.

Для региона Сибири (50-70 с.ш., 60-110 в.д.) по данным 163 метеорологических станций определены временные ряды усредненных по территории температуры, приземного давления и облачности в зимний период (декабрь-февраль) за 1976-2011 гг. Для этого же временного промежутка по данным приземных синоптических карт сформированы ряды характеристик зимних циклонов: общего числа и давления в центрах. Установлено, что изменчивость климатических характеристик и характеристик циклонической активности различается в двух временных интервалах: 1976-1990 и 1991-2011 гг. В первом их них температура и облачность возрастают, а приземное давление падает. При этом уменьшается число циклонов и происходит их интенсификация. т.е. углубление. Во втором временном интервале происходят изменения противоположного знака. Анализ корреляций между характеристиками климата и циклонической активности позволил непротиворечиво объяснить влияние циклонов на приземное давление и облачность.

Приведены результаты структурирования поля приземной температуры Северного полушария для периода современных климатических изменений. В основе предложенной классификации - гипотеза географической обусловленности особенностей фазовой модуляции температурного сигнала. Критерием служит согласованность, а именно фазированность колебаний температуры в отдельных географических районах.Полагаем, что изменения режимов синхронизации природно-климатических процессов в условиях меняющегося климата приводят к пространственной трансформации структуры температурного поля, что есть модулированное колебание. Совокупность внешних и внутренних возмущающих воздействий, оказываемых на климатическую систему, формирует сложный вид фазовой модуляции, но она находится в некотором соответствии этим возмущениям. Исходное пространство 8181 температурных рядов структурировано в 17 региональных кластеров. В них изменения температуры происходят синхронно. Проанализированы свойства полученных структур и их соответствие известным климатическим классификациям. Алгоритм дает возможность исследователю выбирать степень дифференциации исследуемого поля в зависимости от поставленной задачи. Для выявления особенностей трансформации внешнего сигнала в поле приземной температуры была получена оценка индекса фазовой модуляции. Величина отклонения индексов от известных закономерностей для гармонической фазовой модуляции позволяет количественно оценить роль региональных климаторегулирующих факторов. Модуляция, наиболее близкая к гармонической, выявлена в районе Североатлантического термогалинного конвейера.Предложенный подход может использоваться как аналитическая основа для изучения изменений климата в любом пространственном масштабе только по данным о приземной температуре до заданного исследователем качественного уровня. Поиск синхронизации в нелинейных хаотических системах, чувствительных к начальным условиям, может стать одним из перспективных путей оптимизации прогнозных моделей.

В работе впервые для территории Западной Сибири (45-75 град. с.ш., 60-90 град. в.д.) проводится исследование пространственно-временной изменчивости характеристик влажности лесной подстилки ( топлива ) на основе индексов пожарной опасности Канады ( CFFWIS ) в 2016 - 2021 гг., а также оценивается ее влияние на природные пожары в регионе в теплый сезон ( март- октябрь ). Результаты приводятся для разных ландшафтных зон. Значимые оценки связи очагов возгораний с влажностью подстилки на глубине 18 см получены в центральной и южной частях Западной Сибири ( коэффициент корреляции до 0,40 ). Значимые зависимости пожаров от влажности подстилки на глубине 7 см отмечаются лишь в отдельные весенние и летние месяцы на юге региона ( коэффициент корреляции до 0,54 ). Максимальное влияние ( 0,60 ) влажности подстилки на возгорания отмечается на глубине 1,2 см в апреле в южных районах Западной Сибири. Таким образом, влажность топлива важна при описании условий возникновения и развития пожаров, однако, ее влияние на поведение лесных пожаров еще не до конца изучено и требует дополнительных исследований с учетом данных о метеорологических и атмосферных условиях. Полученные результаты в будущем могут быть использованы при решении задач в области прогноза потенциальной пожарной опасности.

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.

По данным наблюдений за 1976-2014 гг. выполнен анализ полей температуры воздуха и атмосферного давления на территории Западной Сибири, проведено сравнение изменчивости температуры и давления на двух временных интервалах: 1976-2005 гг. и 1985-2014 гг. Для этих же интервалов проведена оценка вкладов климатообразующих факторов, радиационных и циркуляционных. Установлено, что на исследуемой территории Западной Сибири в период 1985-2014 гг. по-прежнему наблюдается повышение среднегодовой температуры приземного воздуха, однако процесс потепления протекает менее интенсивно по сравнению с периодом 1976-2005 гг. Большую роль в уменьшении темпов роста температуры играют зимние месяцы, в которые во втором временном интервале происходит смена процесса потепления процессом похолодания. Показано, что преобладающий вклад в период с 1985 по 2014 гг. оказали циркуляционные факторы, т.е. механизмы, описываемые индексами глобальной циркуляции.

Анализируются эмпирические данные, касающиеся роли таких региональных климаторегулирующих факторов в Западной Сибири, как орографический и арктический, факторы Сибирского максимума (антициклона) и болотных систем. Влияние орографического фактора, обусловленного наличием Уральских гор с запада и Среднесибирского плоскогорья с востока. а также прилегающими реками Обь и Енисей с их поймами, приводит к воздействию на воздушные потоки в нижней тропосфере, вследствие чего в зимние месяцы широтная зональность изотерм приближается к меридиональной. Влияние арктического фактора в Западной Сибири связано преимущественно с Карским морем, ледовое покрытие которого обусловлено режимом атмосферной циркуляции и океанических течений в Северном ледовитом океане. Влияние Сибирского максимума с центром в Горном Алтае, включая Монгольский Алтай, вызвано блокированием зонального переноса в Западной Сибири и даже за ее пределами. В частности, не исключается, что наблюдаемые в последние годы в Карском море тренды к потеплению связаны не только с изменениями океанической циркуляции, но и с влиянием Сибирского максимума, изменяющего меридиональный температурный градиент и режим атмосферной циркуляции в нижней тропосфере. Роль болотных систем зависит от особенностей изменения температурного режима на их территории за счет теплофизических свойств торфяных залежей и гидрологического режима, что определяет уменьшение амплитуды колебаний среднемесячных температур на 7% по сравнению с таковой для прилегающих территорий. Особая роль фактора болотных систем состоит также в регулировании углеродного баланса вследствие стока и эмиссии таких парниковых газов, как углекислый газ и метан. Результаты анализа позволяют обосновать необходимость учета этих факторов при мониторинге и моделировании глобальных и региональных климатических или экосистемных изменений.

Обсуждается системно-эволюционный подход к описанию и анализу природно-климатических изменений по результатам обработки данных мониторинга. Предложены графоаналитические методики анализа пространственно-временных изменений природно-климатических систем по их отображениям в пространстве оценочных функций. Приведены примеры анализа современных климатических изменений в Западной Сибири для отдельных участков эволюционной траектории (кратковременное похолодание 1966-1972 гг., аномалия температурных изменений весной 1999 г.).

В настоящем сборнике представлены работы, в которых рассматриваются вопросы разработки лазерных локаторов для зондирования атмосферы и их отдельных узлов. Большое внимание уделено вопросам оптимального приема и регистрации лидарных сигналов, а также системам автоматизированной обработки результатов измерений.Здесь же рассматривается широкий круг вопросов, связанных с разработкой и исследованием акустических и радиоакустических методов зондирования параметров атмосферы - турбулентности, скорости ветра, температуры и т. д. Приведены описания локационных систем и систем обработки сигналов.Сборник предназначен для специалистов по геофизике, метеорологии, а также для специалистов, разрабатывающих и применяющих средства и методы лазерной и акустической техники для исследования атмосферы.

Цель работы- оценка влияния вариации снежного покрова на территории Западной Сибири в октябре на температурный и циркуляционный режимы указанной территории в последующий зимний сезон. Исследование проводилось с использованием нескольких массивов данных ( данные наблюдений - ВНИИГМИ- МЦД, NOAA; реанализы- NCEP/NCAR и ERA - Interim; данные климатического моделирования - INMCM4 и INMCM5). Это позволило минимизировать вклад возможных ошибок исходных данных в итоговый результат. Для выявления влияния низкочастотной составляющей изменчивости рассматриваемых параметров на конечный результат были рассмотрены исходные ряды данных и ряды данных с исключенным трендом. Значимая отрицательная линейная связь площади снежного покрова в октябре с циркуляционным режимом, сформировавшимся в последующий зимний сезон, обнаружена лишь на коротких временах. При этом значимая связь с температурой воздуха на этих же временных интервалах не обнаружена для всех массивов данных, кроме данных наблюдений.

Для территории Западной Сибири проводился расчет и анализ оценок температуры и давления, а также таких характеристик их временных рядов, как трендоустойчивость, квазицикличность, долговременная память, с помощью стандартных статистических методов и по методам фрактального и кратно-масштабного анализов. Оценка коэффициентов линейной регрессии в зимний сезон показали, что изменения климатических величин с начала XXI в. являются статистически значимыми, при этом наблюдается согласованность между выявленными периодичностями временных рядов (коэффициент когерентности - 0.9). Полученные результаты говорят о возможности использования данных методов анализа в прогностических целях.