Проблемы экосистемных изменений и организации цикла средообразующих климатообразующих процессов исследованы в рамках системно-эволюционной методологии на основе совместного анализа сопряженных изменений сред, компонентов геосферы и межсистемных отношений в региональной природно-климатической системе. Выявлена климатические значимая роль подвижных циклонов и получены количественные оценки их вклада в изменение характеристик климата Западной Сибири. Условно обратимые преобразования экосистема вызывают межгодовые и условно обратимые многолетние изменения характеристик регионального климата.Направленность и характер эволюционно значимых изменений биосистем, в том числе и биоценозов, определяются их отношениями в рамках многоуровневой иерархии природно-хозяйственных и биоклиматических отношений. Сокращение биомассы и продуктивности биоценозов, уменьшение биоразнообразия свидетельствуют о нарушении естественных процессов экстенсивного развития сообществ организмов в биосфере.

Настоящее издание подготовлено сотрудниками Международного банка реконструкции и развития / Всемирного банка. Содержащиеся в нем решения, интерпретации и суждения не обязательно отражают взгляды Совета исполнительных директоров Всемирного банка или правительств, которые они представляют. Всемирный банк не гарантирует точности сведений, содержащихся в настоящей публикации. Национальные границы, цвета, обозначения и прочая информация, указанная на картах, включенных в настоящее издание, не подразумевает какое-либо суждение со стороны Всемирного банка относительно юридического статуса какой-либо территории либо одобрения или принятия таких границ.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга. Книга не имеет аналогов по содержанию и предназначена для студентов, аспирантов и преподавателей разных специальностей: геология, биология, химия, физика, охрана окружающей среды, химические технологии, электротехника и нанотехнологии.

В статье приведены результаты корреляционного анализа временных рядов общего содержания озона и приземного уровня биологически активной УФ-В солнечной радиации на длине волны 305 нм для регионов Канады в умеренных (выше 50 с.ш.) и полярных широтах.Показано, что, несмотря на метеорологические и геофизические различия регионов и модулятором изменчивости биологически активной части спектра служит озоносфера.Выявлена высокая степень корреляции временных рядов межсуточной и среднемесячной изменчивости коротковолновой УФ-В радиации, в том числе для вегетационного периода, с колебаниями ОСО, что позволяет при отсутствии статистически обеспеченных рядов радиационных наблюдений в качестве альтернативной замены использовать временные ряды ОСО в любых регионах циркумполярной зоны.

В статье рассмотрено влияние повышенных доз биологически активной УФ-В радиации на наземные и водные экосистемы. Показано, что ускорение роста СО2 в атмосфере в 80-90-х гг. XX в. до 1,6 млн-1 в год произошло при систематическом росте в этот период УФ-В радиации из-за длительной вулканогенной депрессии озоносферы вследствие аномально высокой частоты извержений вулканов, выбрасывающих продукты в стратосферу. Ускорению роста атмосферного СО2 способствовало не только подавление фотосинтетической активности в наземных и водных экосистемах, но и снижение поглотительных свойств Мирового океана из-за существенного повышения температуры его поверхности в этот период примерно на 0,7С за счет интенсивного поглощения увеличивающейся УФ-В радиации растворенным органическим веществом.

Обзорная статья по материалам конференции освещает современное состояние дел в вопросах изучения изменений климата и ландшафтов Евразии в послеледниковое время с помощью разнообразных палеолимнологических методов, анализа слоев спелеотерм и древесно-кольцевых серий традиционными и новейшими палеогеографическими методами.

В книге рассмотрены содержание проблемы хронобиологического анализа растений, методологическая основа и опыт первых исследований в период изменения климата на крупной территории экологически весьма разнообразной Республики Казахстан; разработаны основные концептуальные подходы к решению проблемы для равнинных и горных территорий. Изложенные здесь результаты - только начало дальнейших исследований, которые должные быть развернуты в области хронобиологического анализа растительных систем. И потому выполненная работа была бы вполне оправданна, если послужит их развитию.Книга предназначена для широкого круга специалистов - биологов, метеорологов, программистов - математиков, ученых экологов, педагогов, практиков сельского и лесного хозяйства.

Предложена методика числовой оценки скорости, направления и величины смещения характеристик растений при изменении климата.

Рассмотрены вопросы индикации уязвимости растений при изменении климата.

Рассмотрены вопросы адаптации развития растений при изменении климата.

Рассмотрены вопросы адаптации растений при изменении климата.

Представлен новый подход к изучению развития структуры снежного покрова на основе его кристалломорфологии, а также фундаментальных законов природной симметрии и эволюционной биологии. Разработаны детерминированные и стохастические эмпирические модели, описывающие сублимационно-метаморфический цикл сезонного снежного покрова как эволюционный биосферный процесс. Выявлены стадийность форм роста кристаллов и саморазвитие снежных горизонтов в различных полиморфных вариантах метаморфического цикла. На этой основе разработана новая кристалломорфологическая классификация сезонного снега, по которой описаны региональные и локальные типы снежных структур. Вероятностные закономерности эволюции выявлены моделями авторегуляции метаморфизма двух типов: саморегуляции снежных горизонтов и регулирования их извне. Эволюционные модели призваны совершенствовать методы долгосрочного прогнозирования лавинной опасности. Проведена также количественная оценка структурно-эволюционного полиморфизма снежного покрова. Для специалистов в области изучения эволюционных биосферныхъ процессов. структурного снеговедения и прогнозирования снежных лавин.

Детально изучены два торфяных разреза олиготрофного грядово-озерного комплекса южнотаежного болота Иксинского. Выполнены анализы ботанического состава, степени разложения, зольности и плотности торфа, численности диатомовых водорослей. Датированы 14 проб торфа. Проведена реконструкция фитоценозов и водных режимов. Предложена методика повышения качества хронологии торфонакопления с учетом его перерывов, использованием скорости аккумуляции торф соседних слоев-аналогов, радиоуглеродных дат-аналогов, синхронизации торфяных разрезов по сходным стадиям водного режима. На основе системно-эволюционного методического подхода и индикаторов палеокриогенных процессов обнаружены многочисленные нарушения эндогенного развития, обусловленные совместным влиянием континентального климата и значительной дифференциации микрорельефа минерального дна, сложенного карбонатными суглинками. Выявлено формирование комплексности и гетеротрофности уже на стадии заболачивания; частые (вековые и внутривековые) резкие смены растительных сообществ и водного режима, значительные колебания уровней болотных вод; псевдоинверсии на более минеротрофную стадия развития; длительное сохранение комплексности; типовое и фитоценотическое разнообразие комплексов; преобладание топяных и топяно-озерных комплексов; блоковый характер торфонакопления, неоднократные перерывы в аккумуляции торфа из-за формирования вторичных озер во влажные потепления, многолетнемерзлых бугров пучения в сухие похолодания, вторичных термокарстовых озер в периоды последующих потеплений. Отмечено преобладание климатические обусловленных стадий развития, многократное влияние палеокриогенных процессов, максимальное влияние на функциональное состояние болот холодных сухих и влажных периодов. Это подтверждает наличие в лесной зоне Западной Сибири, наряду с эндогенным типом болотообразовательного процесса, регионального, климатически обусловленного типа. Чуткий отклик изученного типа комплекса позволяет создавать высокоразрешающие реконструкции и прогнозы как функционального состояния болот, так и климата.

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.

В сборнике трудов опубликованы расширенные материалы докладов, представленных на Международную конференцию "Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики", Томск, 5 - 8 сентябры 2001. Сборник представляет интерес для исследователей и специалистов, занимающихся проблемами климатологии, физики и химии окружающей среды, биологии, медицины, географии, экологии и управления.

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.

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.

Сборник посвящен вопросам анализа изменений климата Земли, и в особенности России, включая последствия изменений климата. В статьях описаны результаты анализа данных инструментальных наблюдений за температурой воздуха, температурой почвогрунтов, за скоростью ветра и количеством осадков. В анализе использованы данные метеорологических станций и гидрологических постов, радиозондовые данные о пограничном слое и свободной атмосфере. Рассматриваются зависимости температуры воздуха от циркуляционных характеристик атмосферы и от аномалий в орбитальном движении Земли. Описаны характеристики циклонической деятельности на территории России по данным о траекториях циклонов. Цикл работ посвящен климатическому районированию по подобию региональных колебаний климата и анализу дальних связей колебаний климата Европы и температуры поверхности океана. Отдельные статьи посвящены климату Калужской и Брянской областей, приведено краткое описание справочника «Климат России». Представлено описание метода статистического контроля данных наблюдений за температурой почвогрунтов по вытяжным термометрам, и дано описание полученного проконтролированного архива данных. Рассматривается метеорологическая обусловленность опасных наводнений и лесных пожаров в России.

В книге рассмотрены основные особенности климата Московской агломерации: пространственная структура аномалий и изменения во времени. Проанализированы поля температуры, влажности, осадков, радиационные характеристики, состояние загрязнения воздушной среды. В результате современных возможностей мониторинга (с использованием автоматических станций, спутниковых систем), суперкомпьютерного моделирования атмосферы, прогресса в работе с географической информацией полученных качественно новые результаты. Показано, что на фоне общего потепления в Московской агломерации рост температуры происходит быстрее и эффективнее проявляется в сопутствующих явлениях, чем на окружающих территориях. Это можно трактовать как урбанистическое усиление глобальных (региональных) изменений климата. Аномалии городского метеорологического режима приводит к снижению комфортности условий проживания. Рост дискомфорта превышает темп потепления.

В книге излагаются базовые основы построения математических моделей при решении задач физики климатической системы, приводятся методы их конечномерной аппроксимации и возникающие при этом основные численные алгоритмы, обсуждаются суперкомпьютерные технологии численной реализации моделей. В качестве иллюстрации изложенных подходов рассматриваются: задача моделирования течения вязкой несжимаемой жидкости в областях сложной конфигурации, проблема вихреразрешающего воспроизведения динамики геофизических пограничных слоев, задача моделирования региональных особенностей атмосферной циркуляции, проблема воспроизведения современного климата и оценки его возможных в будущем изменений. Книга рассчитана на специалистов в области наук о климатической системе Земли.

Представлена комплексная междисциплинарная оценка макроэкономических последствий изменений климата на территории Российской Федерации на период до 2030 г., в том числе оригинальные оценки и прогнозы авторов. Отдельные прогнозные оценки охватывают перспективу до 2050 г. Подробно рассматриваются воздействия погодно-климатических изменений на динамику и качественные показатели развития основных производственных комплексов российской экономики, а также развитие регионов страны. Анализируются ключевые направления и группы мероприятий по их адаптации к указанным воздействиям и снижению рисков изменений климата для экономики. Обоснована неотложность комплекса мер адаптации к текущим и ожидаемым в краткосрочной перспективе последствиям изменений климата с его наблюдаемыми вариациями в целях снижения уязвимости населения и хозяйственных объектов к указанным изменениям, в том числе необходимость укрепления и развития институтов и нормативно-правовой базы политики в области климата. Подчеркиваются необходимость и экономическая эффективность учета климатического фактора в программах и проектах модернизации производства и сферы услуг в России, прежде всего использования инновационных технологий в энергетике, а также в сфере ЖКХ, на транспорте, в строительстве, сельском хозяйстве и промышленности. Особо выделена роль науки и научных организаций как ключевых факторов и институтов адаптации российской экономики и общества в целом к изменениям климата.

В сборник включены материалы Британско-Российской конференции, организованной в Новосибирске 13-15 июня 2007 г. Британским советом и Институтом водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук. Конференция проведена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Федерального агентства водных ресурсов (Министерство природных ресурсов РФ) и Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

В сборнике содержатся результаты теоретических и экспериментальных исследований по современным проблемам изменения климата и прогноза погоды, атмосферной диффузии и мониторинга состояния атмосферы, климатологии, дистанционного зондирования атмосферы. Сборник рассчитан на широкий круг научных работников и инженеров, интересующихся результатами современных исследований в области метеорологии и их практическим использованием.

В монографии исследуется проблема №1 XXI столетия (по определению генерального секретаря ООН). Представленная книга пытается оценить происходящее сегодня резкое изменение климата с особым акцентом на события и исследования 2006-2009 г., не охваченные Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата. Дается анализ движущих сил глобального потепления, климатического моделирования и оппонирующим (антропогенном происхождению потепления) взглядам. Основное содержание - оценка последствий идущего изменения климата (при разных уровнях глобального потепления) на мировом, региональном и функциональном уровнях, и попытка ответить на вопросы «Что делать?» (оценка возможного противодействия глобальному потеплению) и «Что делается?» (оценка предпринимаемых усилий). Основной вывод - необходимость следования рекомендации «принципа предосторожности», принятого в Рио-де-Жанейро в 1992: "В случае существования опасности серьезного или непоправимого ущерба недостаток полной научной информации не может служить причиной для отсрочки эффективных мер по предотвращению разрушения окружающей среды".

В монографии рассмотрены материалы многолетних палеогеографических исследований на северном склоне Северо-Чуйского хребта, на основе которых построены кривые изменения температуры теплого периода за вторую половину голоцена. Сделана попытка выяснить продолжительность температурных циклов и их периодичность. Дан прогноз ближайших изменений температуры теплого периода на основе полученной цикличности. В «Приложении» приводятся материалы радиоуглеродного датирования ледниковых рыхлых отложений северного склона Северо-Чуйского хребта, которые отбирались в 2002-2006 гг. сотрудниками ИВЭП СО РАН. Радиоуглеродное датирование за 2002-2005 гг. финансировалось по гранту РФФИ № 03-05-64852 (руководитель В.П. Галахов). За 2006 г. - по гранту РФФИ № 06-05-64920 (руководитель А.Р. Агатова). Монография подготовлена и издана при финансовой поддержке РФФИ (грант 08-05-00148). Радиоуглеродное датирование проводилось в Институте геологии и минералогии СО РАН в лаборатории геологии и палеоклиматологии кайнозоя (г. Новосибирск). Работа выполнена в рамках интеграционного проекта СО РАН «Ледники как индикаторы опустынивания Центральной Азии».