Представлены материалы исследований динамики геофизических и гидрометеорологических процессов и их математического моделирования. Исследовано взаимодействие мощной радиоволны высокочастотного диапазона с ионосферой, включая возникающие при этом геофизические эффекты в системе литосфера - ионосфера - магнитосфера. Изучены особенности атмосферного распространения ударных волн, вызванных взрывными извержениями вулканов. Широко представлено направление, связанное с исследованием и учетом влияния неоднородного поля силы тяжести при математическом моделировании атмосферных процессов. Рассмотрен ряд вопросов атмосферного электричества. Приведен обзор существующих методов и технологий аэрозольного воздействия на метеорологические и климатические процессы. Выполнен анализ характеристик внетропических циклонов, исследована их роль в формировании теплоотдачи с поверхности океана в Северной Атлантике. Выполнено статистическое моделирование экстремальных атмосферных осадков для учета при оценке риска сильных наводнений и решении других задач. Для специалистов в области наук о Земле, экологии.

В рамках калибровочной модели упругого тела с дефектами получены динамические уравнения дислокационного ансамбля. С учетом аналогии между полученными уравнениями и уравнениями Максвелла в электродинамике записано определяющее соотношение, связывающее поле дефектов с материальным континуумом. В феноменологических теориях пластичности данное соотношение соответствует определению вязкопластического тела. Рассчитаны дисперсионные соотношения и конфигурации нормальных колебаний дислокационного ансамбля в вязкопластической среде.

Исследованы объемные изменения при спекании порошковых смесей Ti-Cu в концентрационном интервале 0-12 ат.% Cu. Установлен экстремальный характер концентрационной зависимости усадки прессовок. Методами металлографии, рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализов изучены фазовый состав, микроструктура спеченных материалов и элементный состав структурных составляющих. Обсуждена роль процессов, ответственных за формирование структуры при спекании, а также рассмотрено влияние на эти процессы дисперсности порошков, однородности распределения меди в порошковой смеси и длительности изотермической выдержки при спекании.

На основе калибровочной модели "пластически несжимаемой" среды с диссипацией рассмотрена структура колебаний в неограниченной среде с дислокациями. Показано, что учет диссипации приводит к существенной перестройке структуры нормальных колебаний. При некоторой величине диссипации слабозатухающие низкочастотные колебания объемного сжатия и высокочастотные колебания продольного звука описываются одной ветвью закона дисперсии. Изменение структуры колебаний от "жидкоподобных" колебаний к колебаниям продольного звука происходит в окрестности ω, которая наряду с граничной частотой "оптических" колебаний ω0 является характеристической. Установлено, что рассматриваемая калибровочная модель при учете диссипации энергии не описывает "жидкости Коссера".

В монографии рассмотрен современный уровень состояния вычислительно-информационных технологий мониторинга и моделирования климатических изменений и их последствий для окружающей среды. Подробно описана вычислительно-геоинформационная веб-платформа для работы с геопривязанными климатическими данными. Представлен обзор современных и ожидаемых в будущем климатических изменений и их последствий. Показана сложившаяся ситуация в области вычислительно-информационного обеспечения мониторинга и моделирования климатических процессов. Детально проанализированы современные вычислительно-информационные технологии для работы с геопривязанными данными. Приведены первые результаты исследований климатических изменений и их последствий на территории Сибири, полученные с помощью системы "Климат". Книга рассчитана на специалистов в области метеорологии, климатологии, информатики и прикладной математики.

Проанализированы производные среднегодовой температуры по данным 927 метеостанций Северного полушария за период 1955-2016 гг. Изменения производных рассматриваются как проявления эмерджентного свойства целостной климатической системы. Введена мера этих проявлений. Она имеет вид функционала, который включает усреднение положительных и отрицательных производных и вычисление их коэффициентов корреляции. Установлено, что выборочное распределение сумм противоположенных экстремумов производных среднегодовой температуры симметрично и имеет больший эксцесс, нежели нормальное. В исследуемый период значения меры уже находятся вблизи своих предельных значений, поэтому необходима ежегодная оценка изменений меры эмерджентных свойств в системе многоканального мониторинга.

Спектральными методами установлены структурные особенности гуминоподобных веществ в растениях на стадии отмирания, гуминовых кислот в гумифицированных в течение 2 лет растениях-торфообразователях и нативных торфах на отрогах Васюганского болота. С увеличением степени гумификации возрастают полидисперсность и оптическая плотность гуминовых кислот, в их химическом составе увеличивается содержание ароматического и карбонилсодержащего углерода.

Исследования проводились на отрогах Васюганского болота в пределах бассейна реки Ключ. На основе анализа состава органического вещества торфяных залежей, болотных и речных вод геохимически сопряженных ландшафтов, соответствующих автономной, транзитной и трансаккумулятивной частям бассейна, установлены концентрация и формы выноса химических соединений с болотными водами в реку Ключ.

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.

Автор книги - известный ученый из Великобритании А. Вест - определяет химию твердого тела как науку о синтезе, структуре, свойствах и применениях твердых материалов. По содержанию и форме изложения книга может служить введением в предмет для всех, предполагающих специализироваться в данной области или желающих получить о ней общее представление, что особенно важно в настоящее время, когда происходит оформление химии твердого тела в самостоятельный раздел химической науки и возникает потребность подготовки кадров по этой специальности. В часть 1 вошли гл. 1-12 английского издания, где излагаются теоретические основы химии твердого тела. Для студентов и препадавателей химических и химико-технологических вузов, а также для исследователей и инженеров различных отраслей, имеющих дело с химическими превращениями в твердом состоянии.

Проведены исследования региональной изменчивости содержания серы, смол, парафинов и фракций в нефтях с применением методов статистического и кластерного анализов. Использована информация из базы данных по химии нефти, которая в настоящее время включает более 8000 элементов нефтяной физико-химической и геологической информации по всем основным нефтеносным бассейнам Евразии. Выявлены меридианальные и широтные зависимости содержания перечисленных показателей состава нефти. Исследована региональная изменчивость свойств нефтей по совокупности показателей: содержания серы и смол, содержания серы и асфальтенов, содержания серы, смол и асфальтенов. Результаты исследований представлены на компьютерной карте Евразии.

Показано, что отдельные компоненты нефти, их более узкие по групповому, функциональному составу и молекулярно-массовому распределению фракции, а также некоторые синтетические соединения, моделирующие структурные фрагменты нефтяных компонентов, существенно изменяют спектральные характеристики никель- и ванадил-этиопорфирина – моделей нефтяных металлопорфиринов. Наибольшие искажения аналитического сигнала никель- и ванадилэтиопорфиринов наблюдаются в ближней УФ-области спектра поглощения. Среди изученных веществ максимальный спектральный эффект наблюдался в присутствии концентратов высокомолекулярных нефтяных азотистых оснований, карбазола, фенантрена, антрацена. Интенсивность аналитического сигнала в этом случае падает практически до нуля. Отмечается зависимость эффекта искажения аналитического сигнала от количества добавки и времени контакта. Полученные результаты свидетельствуют о возможности проявления при количественном анализе нефтяных металлопорфиринов не только аддитивных, но и мультипликативных помех.

Численно моделируется процесс ударного взаимодействия двух анизотропных тел: цилиндрического ударника и пластины. Моделирование проводится методом конечных элементов в трехмерной постановке. Исследовано влияние ориентации осей симметрии анизотропного материала на разрушение.

Представлены результаты экспериментального исследования микроструктуры и фазового состава поверхностных легированных слоев никелевой мишени, сформированных в режиме высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия на вакуумно-дуговом источнике ускоренных ионов "Радуга-5". Установлено формирование наноразмерных интерметаллидных фаз Ni3Al и NiAl и твердого раствора переменного состава системы Ni-Al.

Методами оптической петрографии и рентгеноструктурного анализа изучены дуниты, претерпевшие интенсивные пластические деформации с образованием различных петроструктурных типов. Показано, что в зависимости от увеличения степени деформации микроструктуры пород качественно изменяются в следующей последовательности: протогранулярная, порфирокластовая, порфиролейстовая, мозаичная, что отражается, соответственно, в изменении среднего размера кристаллитов на наноуровне.

Методом атомно-силовой микроскопии исследовано изменение морфологии поверхности гальванических покрытий AuNi при трибологических испытаниях в условиях сухого трения. Показано, что фрактальный анализ позволяет численно охарактеризовать эволюцию рельефа поверхности трения покрытий на различных стадиях испытаний.

Проведена оценка качества нефтей основных российских нефтегазоносных провинций, в том числе Волго-Уральской и Западно-Сибирской, наиболее важных в настоящее время для ТЭК страны. Дан сравнительный анализ качества нефтей России и ряда зарубежных месторождений по их физико-химическим характеристикам.

В составе асфальтенов нефти месторождения Джафарлы, полученной из глубоко погруженных карбонатных отложений эоцена и верхнего мела, с помощью ИК- и ПМР-спектроскопии с применением сдвигающего реагента Eu (fod)3 впервые идентифицированы компоненты, в молекулах которых структурные блоки сшиты простыми эфирными связями. Вследствие термодеструкции высокомолекулярных соединений в ходе высокотемпературной вакуумной перегонки нефти асфальтены значительно обедняются эфирным кислородом и одновременно алициклическими структурами. Аналогичные изменения структурных параметров наблюдаются при экстракционном удалении из асфальтенов большей части соединений эфирного типа. Эти результаты косвенно свидетельствуют о преимущественно полициклановом или полицикланоареновом строении углеродных скелетов в молекулах обнаруженных высокомолекулярных простых эфиров.

Методом рентгеноструктурного анализа определены параметры дальнего атомного порядка ŋ в сплаве Pb3Fe после различных режимов упорядочивающего отжига, ступенчатого и изотермических в двухфазной области при T= 600 ˚ С в течение 175 и 350 ч. показано, что с увеличением длительности изотермического отжига степень дальнего атомного порядка уменьшается.

Предложен способ количественного анализа никельпорфиринов НП и ванадилпорфиринов ВП в нефтях и родственных природных объектах, основанный на хроматографическом разделении исходного объекта на фракции, содержащие различные металлокомплексы порфиринов с последующим расчетом искомой концентрации НП и ВП из спектров поглощения полученных фракций. Сравнение тридиционного способа, основанного на экстракционном концентрировании определяемых компонентов горячим спиртом и ацетоном, и предложенного способа свидетельствует в пользу последнего.Он не требует больших затрат времени (продолжительность анализа 1.5-2.0 ч), обеспечивает исчерпывающее элюирование анализируемых компонентов с колонки, исключает ошибки, обусловленные взаимным наложением полос поглощения НП и ВП. Продемонстрирована применимость разработанного способа для количественного анализа металлопорфиринов в нефтях, их осадочных фракциях, природных битумах, асфальтитах.

Методом термогравиметрического анализа исследовано термическое разложение образцов битума зимнего хранения (обогрев водяным паром), который был обработан с целью удаления воды по регламенту и с превышением регламентируемых температуры и времени обработки. Рассмотрено влияние на термолиз механохимически активированной минеральной добавки и добавки-имитатора асфальтенов. Приведены рассчитанные значения энергии активации термического разложения образцов битума.

Исследованы конверсия асфальтита (брутто-формула СН1,23N0,017S0,037O0,01) в потоке сверхкритической воды (СКВ) при 400С, 30 М Па и влияние на проесс добавки алюминиевой стружки. Состав и количество продуктов и нерастворимого остатка конверсии определены с помощью жидкостно-адсорбционной хроматографии, элементного анализа, ИК и ЯМР 1 Н спектроскопии, масс- и хроматомасс- спектрометрии. Установлено, что СКВ не только растворяет компоненты асфальтита, но и участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Термолиз асфальтита в СКВ, выделение тепла и образование водорода при окислении алюминия сверхкритической водой способствуют гидрированию асфальтита in situ, уменьшению доли нерастворимого остатка конверсии от 44,5 до 11,3 %, снижению доли олефинов и увеличению доли ароматических и полиароматических веществ в продуктах конверсии. При добавлении алюминия степень десульфуризации асфальтита за счет удаления серы в иден H2S возрастает более чем в 3,5 раза.

Представлены результаты реконструкции долговременной динамики палеопожаров в лесостепной зоне Западной Сибири ( Новосибирская область) на примере торфяной колонки Николаевского ряма. Согласно данным радиоуглеродного датирования, исследованная толща торфа формировалась в течение 3200 кал. лет - с позднего суббореала до современности. На основе проведенного макроуголкового и радиоуглеродного анализа выявлен 21 локальный пожарный эпизод, а также определено время их возникновения, периодичность и интенсивность. Данные по динамике палеопожаров лесостепного ряма были сопоставлены с опубликованными палеоклиматическими реконструкциями для Барабинской низменности. В конце суббореального периода выделено шесть пирогенных эпизодов с пиком пожарной активности 2850-2750 кал. л. н. при скорости аккумуляции частиц угля 370 частиц см2/год. Больше всего пожаров произошло в субатлантическом периоде- 15 эпизодов с самым крупным локальным пожарным очагом в период 1100- 1050 кал. л.н., скорость аккумуляции частиц угля достигала 600 частиц см2/год. Данные палеопожарные пики совпадают с потеплением климата Барабинской низменности, выраженным в увеличении средней температуры июля и преобладании лесостепных фитоценозов в составе растительных сообществ Барабы. Более влажные условия климата и распространение таежной растительности с 2100 по 1700 кал. л. н. препятствовали возникновению пожаров на территории ряма. В более холодные периоды пожары либо отсутствовали, либо отсутствовали, либо имели незначительную интенсивность. При сопоставлении динамики палеопожаров Николаевского ряма с палеоклиматическими реконструкциями выявлено влияние климатических изменений на возникновение и интенсивность пирогенных эпизодов.