В последние несколько лет пристальное внимание привлекают погодные аномалии, связанные с дождевыми паводками. Целью настоящих исследований является анализ повторяемости экстремальных сумм осадков, их генезиса и оценка возможности их обнаружения с помощью результатов спутникового зондирования. Исследовались метеорологические ряды атмосферных осадков суточного разрешения 23 станций юга Западной Сибири с 1951 по 2017 гг. Для выявления экстремальных климатических явлений в режиме атмосферных осадков использован рекомендованный ВМО индекс- R5d ( максимальная пентадная сумма осадков ). Получено, что 90% всех метеорологических станций исследуемого региона зарегистрировали значительное превышение пентадных сумм осадков относительно месячных норм после 2000 года. Повторяемость экстремумов в рядах осадков демонстрирует наличие высокой пространственной неоднородности их проявления, а сумма выпавших осадков часто превышает уровень средних значений в 2-3 раза. Значения максимальных пентадных сумм осадков становятся все больше над центральным и южным районами Западной Сибири. Над северной частью территории такие осадки чаще обусловлены наличием развитых фронтов. На юге территории высокие пентадные суммы преимущественно формируются на фоне мезомасштабных процессов. Диагностировать и прогнозировать экстремально высокие суммы осадков на территории юго-востока Западной Сибири позволяют данные о вертикальных профилях относительной и удельной влажности, полученных на основе спутниковых измерений. Сохранение тенденции увеличения повторяемости развития мощной мезомасштабной конвекции на территории исследования приведёт к дальнейшему увеличению повторяемости таких опасных метеорологических явлений, как град, интенсивные ливни, шквалов и др., причиняющих значительный ущерб.

Пересмотрены результаты лидарного зондирования аэрозоля в стратосфере над Томском за период с 29 июня по 14 июля 1991г. первоначально интерпретированные как аэрозольные слои после извержения вулкана Пинатубо. С помощью траекторной модели NOAA HYSPLIT показано, что аэрозольные слои, зарегистрированные 29 июня и 11 июля на высотах 12 и 14,2 км, соответственно, являлись стратосферным дымовым шлейфом от крупных лесных пожаров, имевших место в июне 1991 г. в провинции Квебек (Канада). Продукты горения достигли стратосферы за счёт конвективного подъёма внутри пирокумулятивного облака(ругоСb), зарегистрированного 19 июня в 100 км к западу от г. Бэ-Комо (Квебек, Канада). Аэрозольные слои, наблюдаемые 8,9 и 14 июля на высотах от 11 до 16,5 км, представляли собой суперпозиции дымового шлейфа от квебекского ругоСb и первых следов извержения вулкана Пинатубо.

Приводится описание принципа работы многоэлементного ориентированного измерителя характеристик солнечного излучения, не имеющего подвижных элементов и способного определять суммарную, прямую и рассеянную радиацию и продолжительность солнечного сияния.

Рассмотрены методы фазирования каналов излучения для реализации когерентного сложения линейнополяризованных полей узкополостных волоконных лазеров. Показана высокая эффективность работы внутреннего контура обратной связи, основанного на интерференции периферийных участков излучения фазируемых каналов (гауссовых пучков). Этот метод прост в реализации, позволяет масштабировать мощность оптических фазированных решеток и не требует массивных оптических элементов. Приведены формулы для расчета оптической схемы для реализации контура обратной связи и результаты эксперимента по когерентному сложению трех пучков.

Приведены результаты анализа температурных сигналов. Представлена математическая модель температурного сигнала в форме колебания, модулированного по амплитуде и фазе. Вычисление амплитуды и фазы реализовано на основе теории аналитического сигнала. Амплитуда и фаза температурных сигналов применены в качестве критериев выделения климатических кластеров. Описан алгоритм климатической кластеризации.

Представлена реконструкция динамики природно-климатических условий по данным споро-пыльцового анализа и AMS-датирования торфяного разреза южно-таежного водораздельного болотного массива Болтное в Западной Сибири. Реконструирована динамика региональной лесной растительности за последние 4200 лет. Выявлен период криогенного прекращения торфонакопления 2995-2215 л.н.,а также климатические изменения термического и влажностного режимов. Периоды похолодания в последнее тысячелетие совпадают с минимумами солнечной активности: Оорта, Вольфа, Шперера, Маундера, Дальтона.

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.

Впервые проведены исследования биоразнообразия сосудистых растений в высокогорный лиственничниках Северо-Чуйского хребта (Горный Алтай) на восточном и западном склонах троговой долины р. Актру на высотах 2000-2200 м над уровнем моря. Флористический комплекс лиственничников включает 102 вида; при этом мезоэкотипы выположенных нижних частей склонов- 72, верхних крутых частей склонов - 63 вида. В ландшафте высокогорных лиственничников ведущими семействами являются Poaceae, Asteraceae, Ranunculaceae, Caryophyllaceae, Rosaceae, Fabaceae, Apiaceae, которые включают 56 видов. Наиболее крупное семейство Poaceae (17 видов во флоре ландшафта лиственничников) является ведущим и во флористических комплексах каждого обследованного мезоэкотипа. В комплексах двух экологически различающихся мезоэкотипов выявлено 35 общих видов. Наибольшее чсло специфических видов (37) обнаружено для нижней части склонов. Определение дифференцирующего разнообразия показало низкое сходство обследованных лесов (индекс Жаккара 0,35). В экологическом пространстве высокогорных лиственничников представлены виды разных экологических групп: мезофиты, психрофиты, петрофиты, ксерофиты и гигрофиты; преобладающей экологической группой являются мезофиты, участие которых составляет более 50%.

Представлены результаты исследований мощности сезонномезлого слоя и температурного режима торфяных почв олиготрофного болота в южно-таежной зоне Западной Сибири. Экспериментальные наблюдения выполнены в 2011-2017 гг. при помощи атмосферно-почвенного измерительного комплекса на глубинах от 0 до 240 см на пяти площадках: гряде и мочажине грядово-мочажинного комплекса, низком и рослом рямах и топи. Анализ результатов показал существенные различия в температурном режиме почв и глубине сезонного промерзания на площадках с высоким и низким уровнями болотных вод. Предложенная регрессионная модель позволяет прогнозировать максимальную глубину промерзания с использованием данных о максимальной высоте снега и средней за зиму температуре воздуха.

В работе представлены перспективы применения оптического осадкомера ОПТИОС для определения опасных метеорологических явлений , связанных с выпадением атмосферных осадков. Приведены результаты измерения дождя высокой интенсивности (более 50 мм/ч). Показано, что ОПТИОС позволяет определять характеристики атмосферных осадков для обеспечения оперативного оповещения о возникновении опасного явления.

Сопоставляются ряды средней многолетней температуры, полученной на 927 метеорологических станциях Северного полушария, за период 1955-2014 гг. и известные данные об астрономической инсоляции для тех же интервала и локализации. Показано, что среднегодовую астрономическую инсоляцию как функцию широты, подвергнутую линейному преобразованию, следует рассматривать как среднюю широтную температуру. Обоснование этого результата осуществляется с помощью регрессии сопоставляемых данных и путем группировки метеостанций. Полученные оценки прироста среднеширотной температуры в период 1985-2014 гг. по сравнению с 1955-1984 гг., так же как вклад в температурную изменчивость составляющих - детерминируемой астрономической инсоляцией и определяемой стохастическими процессами в геосфере, не противоречат известным оценкам, что верифицирует введенную линейную трансформацию астрономической инсоляции.

По данным автоматического мониторинга с 1 июля 2013 г. по 30 июня 2017 г. на территории Тункинской котловины изучена внутригодовая динамика температуры грубогумусовых криозёмов, оценены последствия сведения леса и агрогенной трансформации гумусового горизонта на режим промерзания и протаивания почв, приведшее к деградации многолетнемёрзлого слоя.

В созданной геоинформационной системе проводится анализ загрязнения атмосферы от пожаров осушенных торфяников Томской области на территориях Бакчарского и Шегарского лесничеств. Вычислены параметры горизонтального и вертикального возмущения в слое атмосферы от пожаров на участке Иксинского болота, которые включают максимальный вертикальный размер конвективной колонки ( смесь с воздухом продуктов полного и неполного сгорания топлива, поднимающаяся над очагом пожара ), тепловыделение и скорость распространения аэрозольного облака продуктов горения. На основе геоданных и данных по биомассе растительного покрова участка Иксинского болота рассчитаны объемы выбросов загрязняющих веществ от пожара. Показано, что в атмосферу поступило значительное количество оксида углерода, диоксида углерода, метана. В настоящее время для данного участка характерно восстановление растительного покрова, рассчитана положительная динамика вегетационного индекса NDVI. Накопление биомассы на участке Иксинского болота, наличие сухостоя, а также сети дорог свидетельствует о высоких рисках возгорания растительности и торфа и выброса в атмосферу загрязняющих веществ.

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.

В сентябре 2002 г. в результате расщепления полярного вихря над Антарктикой наблюдалось внезапное стратосферное потепление (ВСП). Аномально раннее разрушение антарктического полярного вихря весной 2002 г. произошло в результате повышенной активности вертикально распространяющихся планетарных волн. В работе исследуется динамика южного полярного вихря в период ВСП 2002 г. В качестве возможной причины ослабления полярного вихря, которое предшествовало его расщеплению под действием планетарных волн, рассмотрено аномальное понижение температуры нижней субтропической стратосферы,способствовавшее уменьшению стратосферного меридионального температурного градиента.

В континентальных условиях Северо-Чуйского центра оледенения (Центральный Алтай) исследованы первичные сукцессии растительности от поселения первых растений и формирования простых группировок до первичных растительных сообществ. Наблюдения проводили в течение 15 лет на молодых моренах долинных ледников Малый Актру (2200-2250 м над ур.м.) и Большой Левый Актру (2370-2500 м над ур. м.), ХIХ в. Выделены три стадии и четыре подстадии первичной сукцессии растительности, выявлены видовой состав сосудистых растений, мхов и напочвенных лишайников, доминирующие виды, охарактеризованы особенности первичной растительности. Получены представления о ходе сукцессий и их особенностях на разных абсолютных высотах в условиях верхней части лесного и подгольцового поясов. Установлено, что в ходе сукцессии за 150 лет в верхней части лесного пояса на молодых моренах формируется молодое лесное сообщество, в подгольцовом - совокупность микроценозов, подобных тундровым сообществам. В первичной сукцессии на моренах ледника Малый Актру участвуют 146 видов сосудистых растений, 44 вида мхов и 6 видов лишайников , на моренах ледника Большой Левый Актру- 128 видов сосудистых растений, 26 видов мхов и 8 видов лишайников.

Выбор информативных критериев и объективных методов классификации остается актуальной задачей климатологии. Исследуются изменения температуры по данным 818 станций Северного полушария за 1955-2011 гг. Приведены результаты климатической кластеризации для разных временных периодов, соответствующих основным тенденциям изменения глобальной температуры, на основе алгоритма, использующего для классификации согласованность изменений фазы колебаний приземной температуры. Степень согласованности оценивалась коэффициентом корреляции между фазами исходных температурных рядов. Выявлено, что на фоне роста глобальной температуры происходит перестройка в структуре согласованности температурных колебаний, наблюдается переход многих станций более северных классов в более южные. Районами Северного полушария, где метеостанции изменили свою структурную принадлежность в разные периоды, что может служить показателем чувствительности к глобальным климатическим трендам, являются территории Фенноскандии, Британских островов, Центральноевропейской географической области и Среднеевропейской равнины, Гренландии, Российской горно-островной Арктики и Субарктики, п-ва Флорида, а также станции, расположенные в районах горного рельефа Евразии и в зонах влияния основных центров действия атмосферы.

Для региона Сибири ( 50-70 гр. с.ш.; 60-100 гр. в.д.) по данным приземных синоптических карт изучена многолетняя ( 1976- 2018 гг.) изменчивость таких характеристик циклонов и антициклонов, как число, среднее многолетнее давление в центрах барических образований, средняя многолетняя продолжительность и траектории их движения. Установлено, что во второй половине исследуемого периода увеличивается число циклонов и антициклонов, наблюдается падение давления в центрах циклонов и его рост в центрах антициклонов. Можно сделать вывод, что в это время циклоны становятся более глубокими, а антициклоны- более интенсивными, в то время как их продолжительность уменьшается; в течение года антициклональная погода наблюдалась над территорией Сибири чаще, чем циклоническая.

Начало ХХI в. сопровождается ростом числа инвазий по всему миру. Наибольшую угрозу представляет ксилофильная энтомофауна, приводящая к деградации лесных экосистем и их биологического разнообразия. На фоне этих глобальных процессов на территории Сибири, активно развивается инвазия уссурийского полиграфа в леса с участием пихты сибирской. Цель исследования заключалась в оценке факторов устойчивости пихты сибирской к воздействию уссурийского полиграфа в Западно-Сибирском регионе инвазии. В качестве основных факторов были выбраны возраст дерева, диаметр ствола, пораженность сердцевинной гнилью, толщина коры и напряженность роста. Основная причина выбора именно этих факторов заключается в их пригодности для экспресс-оценки устойчивости пихтовых лесов к воздействию инвайдера. В результате проведенных исследований выявлено достоверное различие диаметров ствола поврежденных и неповрежденных полиграфом деревьев (критерий Манна-Уитни, р=0.0068 0.05), также достоверны различия в толщине коры (р 0.05). Пораженность стволовой гнилью также достоверно не отличалась, однако в более нарушенных насаждениях чаще всего уссурийским полиграфом атакуются деревья с сердцевинной гнилью. Устойчивые сообщества характеризуются слабой пораженностью стволовыми гнилями, большей разновозрастностью и растянутостью распределения стволов по диаметру и толщине коры.

Представлены соотношения и результаты расчетов эффективной толщины осажденного слоя водяного пара и эффективной длины оптического пути, приведенной по поглощающей способности углекислого газа к приземному слою атмосферы. Расчеты выполнены для оптико-электронных систем ИК-диапазона, работающих на наклонных трассах при углах места менее 20 гр с учетом сферичности земной поверхности.

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.

Представлены результаты экспериментального исследования оптических и геометрических характеристик облаков верхнего яруса над Томском совместно с актинометрическими измерениями солнечной радиации. Приведён суточный и трёхлетний ход характеристик облаков, в том числе с аномальным обратным рассеянием. В отличие от ранее выполненных исследований, представленные данные получены с использованием режима "параллельного" накопления одноэлектронных импульсов при регистрации лидарных сигналов.

Устойчивость стратосферного полярного вихря в зимне-весенний период является одним из ключевых факторов, определяющих продолжительность и масштабы разрушения стратосферного озона в полярной области. Максимум скорости арктического полярного вихря наблюдается зимой, а антарктический вихрь, как правило, усиливается в начале весны. В результате над Антарктикой ежегодно с августа по ноябрь наблюдается масштабное разрушение озона, а над Арктикой с января по март- лишь небольшие эпизодические аномалии. В работе рассмотрена причина высокой силы и устойчивости антарктического полярного вихря в зимне-весенний период. На основе данных реанализа ERA-Interim показана высокая согласованность между внутригодовыми изменениями температуры нижней субтропической стратосферы и скорости зонального ветра в субполярной и полярной нижней стратосфере в Южном полушарии. Результаты численного моделирования с использованием модели PlaSim-ICMMG-1.0 демонстрируют усиление зонального ветра в субполярной области при повышении температуры субтропической стратосферы. Показано, что зимне-весеннее усиление антарктического полярного вихря происходит благодаря увеличению стратосферного меридионального температурного градиента в результате сезонного повышения температуры нижней субтропической стратосферы в этот период.

Для увеличения нефтеотдачи и ограничения водопритока на месторождениях с низкой пластовой температурой (20-23 °С) в Институте химии нефти СО РАН создана новая низкотемпературная наноструктурированная композиция с двумя гелеобразующими компонентами (полимерным и неорганическим) с улучшенными реологическими характеристиками. Представлены лабораторные исследования кинетики гелеобразования, реологических и фильтрационных характеристик в системе “поливиниловый спирт - борная кислота - соль алюминия - карбамид - гексаметилентетрамин - полиол - вода”, которая при 20-23 °С образует связнодисперсные наноразмерные структуры типа “гель в геле”, имеющие в 2.4-6.8 раза большую вязкость и в 1.4-2.3 раза более высокую упругость по сравнению с гелями с одним гелеобразующим компонентом. Образование геля непосредственно в пласте приводит к селективному ограничению водопритока, изменению направления фильтрационных потоков, снижению обводненности, ограничению прорывов закачиваемого рабочего агента в добывающие скважины. По результатам лабораторных исследований показана высокая эффективность композиции для перераспределения потоков и дополнительного вытеснения нефти из каналов с очень высокой проницаемостью, что позволяет рекомендовать ее для применения на холодных добывающих и нагнетательных скважинах со сложным геологическим строением пласта, наличием высокопроницаемых разломов, трещин и промытых каналов, в частности, для ограничения водопритока и увеличения нефтеотдачи пермокарбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения с естественным режимом эксплуатации. Ожидаемый результат: прирост коэффициента извлечения нефти, снижение обводненности продукции и интенсификация добычи нефти.

Рассмотрены площади потери лесов от пожаров в Верхнекетском р-не Томской области. Вычислены объемы выбросов загрязняющих веществ в результате пожаров. Установлено , что в Верхнекетском р-не дымовые аэрозоли от исследуемых пожаров 2012 и 2016 гг. по своей массе значительно превосходят техногенные выбросы от стационарных источников. По лидарным данным CALIOP установлены высоты поднятия дыма от 1,3 до 4,3 км, что не противоречит проведенным расчётам на основе модельных формул.

В зимне-весенний период 2020 г. наблюдалось беспрецедентное по продолжительности и глубине разрушение стратосферного озона над Арктикой. Впервые за 42 года наблюдений понижение озона регистрировалось в течение 4 месяцев, что по продолжительности сопоставимо с антарктической озоновой дырой. При этом среднее над Арктикой общее содержание озона достигало минимальных значений за 1979-2020 гг. в течение 57% времени в период с января по апрель 2020 г. Продолжительность и глубина разрушения озона над полярной областью определяются динамикой стратосферного полярного вихря. Ослабление полярного вихря, как правило, наблюдается в условиях высокой активности вертикально распространяющихся планетарных волн. В зимне-весенний период 2019/2020 гг. наблюдалась относительно низкая активность планетарных волн. В данной работе рассматривается арктическая озоновая аномалия 2020 г., сформировавшаяся в условиях усиления полярного вихря при снижении волновой активности.

Представлен алгоритм энергетического расчета пороговой освещенности входного зрачка оптико-электронной системы(ОЭС) в диапазоне 0.9+ 5.3мкм. Получены зависимость времени накопления... на матричном фотоприемнике от скорости счета сигнальных фотонов n , а также зависимость n от отношения сигнал/шум. Произведен расчет освещенности входного зрачка объектива сферической формы подсвеченного Солнцем. Разработана программа для энергетического расчета ОЭС в различных участках ИК-диапазона и представлен ее интерфейс.

Дополнительные наблюдения на водосборных бассейнах с высокой паводковой опасностью позволяют заблаговременно предупредить о возможном развитии чрезвычайной ситуации, а также принять меры для уменьшения ущерба региону. В связи с этим в бассейне р. Маймы была установлена система автономного мониторинга состояния окружающей среды, разработанная в Институте мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, получившая название Автономный комплекс "Майма". На основе синхронных наблюдений в нескольких точках водосбора он позволяет осуществлять непрерывный дистанционный мониторинг гидрометеорологической ситуации в реальном времени с любой заданной периодичностью измерений в любой заданной точке водосбора и моментально проводить ее оценку. В данной статье показано, как проходило половодье 2016 года и каковы различия внутригодовой динамики измеряемых параметров в двух пунктах наблюдений, расположенных на территории бассейна реки всего 30 км друг от друга. Также затронута проблема пропускной способности почвы и грунтов во взаимодействии с метеорологическими характеристиками в период весеннего половодья. Выявлено, что синхронные наблюдения в нескольких точках водосбора позволяют уменьшить ущерб от чрезвычайной ситуации гидрологического характера в бассейне реки.

Обледенение является одним из наиболее опасных метеорологических явлений для авиации. Обледенение воздушного судна происходит в результате отложения льда на его поверхности при кристаллизации переохлажденных капель воды в условиях отрицательной или слабоположительной температуры воздуха. В работе на основе данных бортовой погоды за 2012-2018 гг. исследуются региональные особенности возникновения обледенения воздушных судов в районе аэродромов Новосибирска, Санкт-Петербурга и Ростова-на- Дону. В частности, рассмотрена повторяемость и интенсивность обледенения воздушных судов в исследуемых регионах в зависимости от формы облачности и температуры воздуха. Наибольшее количество сообщений об обледенении за период с 2012 по 2018 г. поступало от воздушных судов в районе аэродрома Новосибирска. Основным фактором, определяющим частоту возникновения обледенения, являются климатические условия аэродромов. Наибольшее количество случаев обледенения в районах рассмотренных аэродромов, включая сильное обледенение, отмечалось при фронтальной облачности, а именно: при сочетании слоисто-кучевой облачности с высоко-кучевыми и перистыми облаками. В районах аэродромов Новосибирска и Ростова-на-Дону обледенение воздушных судов наблюдалось в основном при отрицательных температурах на уровне земли, а в районе аэродрома Санкт-Петербурга в большинстве случаев - при положительных приземных температурах.

Описываются методика и результаты комплексного эксперимента по исследованию влияния облаков ( матрица обратного рассеяния света, оптическая толща, отношение рассеяния ) и их геометрические характеристики ( высоты нижней и верхней границ, вертикальная мощность ) определялись на основе лидарных данных, а поток рассеянной солнечной радиации над точкой стояния лидара измерялся зенитным пиранометром. Показано, что зеркальные ОВЯ, т.е. состоящие из преимущественно горизонтально ориентированных ледяных кристаллов, существенно уменьшают поток рассеянной солнечной радиации, приходящей к земной поверхности из призенитной области небосвода, по сравнению с ОВЯ с такой же оптической толщей, но с хаотической ориентацией частиц.

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 основе данных четырехлетних измерений общего содержания водяного пара в атмосфере с европейского спутника ENVISAT в теплые периоды года ( июнь- август ) проанализировано его пространственное распределение на территории полуострова Ямал и в близлежащих окрестностях. Особое внимание уделено вариациям водяного пара при переходе от мало- к обильно обводненным участкам подстилающей поверхности. Выявлено, что для всех пяти выбранных участков, расположенных в сухой тундре и крупных водоемах, оказался типичным не гауссов, а логарифмический вид функций распределения общего содержания водяного пара по числу случаев его измерений. Каждая функция имеет по меньшей мере две моды. Вычислены и приведены параметры этих мод, которые необходимы при проведении модельных расчетов климатических условий на северных территориях. Среднегеометрические величины общего содержания водяного пара над Гыданской, Байдарацкой и, особенно, Обской губами могут более чем в полтора раза превышать таковые для малообводненных территорий тундры и имеют четкие границы, совпадающие с географическими контурами водоемов. С наибольшей вероятностью эти границы реализуются при незначительных скоростях приземных ветров, что свидетельствует о слабо выраженном процессе турбулентного перемещения нижних слоев воздуха. Такой вывод подтвержден результатами обработки опубликованных данных наземных и спутниковых наблюдений. По ним для всех пяти участков рассчитаны и построены розы ветров в те же временные интервалы, когда проводились спутниковые измерения содержания водяного пара. Их анализ свидетельствует о том, что на выбранных участках преобладает северное и северо-западное направление ветра, а средние скорости ветров на высоте 10 м над подстилающей поверхностью равны 5-6 м/с при среднеквадратическом отклонении 1,5 м/с. Приводятся дополнительные сведения о виде функций распределения ряда параметров и в других природных средах ( водные объекты, растительность ), подтверждающие вышеизложенное для водяного пара.

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.

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.

Использование оксидных нелинейных кристаллов для генерации и преобразования излучения в ТГц-диапазоне спектра методами нелинейной кристаллооптики - новое перспективное направление, которое активно развивается в последние годы. Впервые рассмотрена возможность эффективного удвоения миллиметрового излучения в диапазоне 400-2500 мкм в боратных кристаллах. Рассчитаны углы фазового синхронизма. Показано, что для кристаллов LN и BBO возможна реализация о+о е и е+о е-взаимодействия, а для LB4- только о+о е. Рассчитан угол сноса, спектральные и угловые ширины синхронизма. Дана оценка максимальной эффективности генерации второй гармоники с учётом измеренного порога оптического разрушения 150 ТВт/см2 для кристалла LB4 и 100ТВт/см2 для -ВВО, которая показывает преимущества использования оксидных кристаллов в ТГц-диапазоне спектра.

Проведено моделирование процесса обработки пачечного сигнала в лазерном дальномере, измеряющем высоту орбиты космических аппаратов импульсным методом на дальностях 180+ 370 км при работе фотодетектора в режиме интеграции заряда с учётом мощности фона солнечной радиации. При этом дальномер излучает пачку (пять) импульсов длительностью 10 нс с интервалом между ними 250 мкс. Цифровая обработка принимаемых эхосигналов основана на методе синхронного последетекторного сложения амплитуд всех импульсов пачки. При моделировании обработки такого сигнала использовался строб дальности 180+ 367,5 км. Представлено описание программы и ее интерфейса для моделирования, которые формируют нормальный гауссовский шум со средним значением и дисперсией, зависящими от среднего значения мощности фона. Определены вероятности ложной тревоги и правильного обнаружения сигнала с учетом порогового числа фотоэлектронов для различного числа сигнальных фотоэлектронов в одном импульсе пачки. Исследованы ошибки измерения дальности во всем диапазоне строба.-.

В работе показана возможность использования телеметрии малоразмерных БПЛА для контроля над состоянием атмосферной турбулентности. Спектр турбулентности определялся из данных углов крена, тангажа и рысканья квадрокоптера DJI Mavic Mini и сравнивался с результатами измерений автономного метеорологического комплекса АМК-03. Измерения осуществлялись на Базовом экспериментальном комплексе ИОА им. В.Е. Зуева СО РАН ( БЭК ) 24 июля и 12 августа 2020 г., поверхность территории которого близка к ровной и однородной. Установлено, что спектры турбулентности, полученные с помощью АМК-03 и DJI Mavic Mini, в целом совпадают, а незначительные различия наблюдаются в высокочастотной области спектра, начиная с f~ 1 Hz. Для данных, полученных в июле, спектры турбулентности в инерционном диапазоне подчиняются закону " пяти третей", а отношения измеренных спектров турбулентности поперечной и продольной компонент скорости соответствуют изотропной турбулентности Колмогорова- Обухова. В случае измерений, выполненных в августе, наблюдалось незначительное отклонение от закона " пяти третей", что фиксировалось как на основании измерений, полученных с помощью АМК-03, так и DJI Mavic Mini. Для оценки продольных и поперечных масштабов турбулентности применялся метод наименьших квадратов, в качестве кривой регрессии использовалась модель Кармана. Масштабы турбулентности, рассчитанные по июльским и августовским данным АМК-03 и DJI Mavic Mini, совпадают, также с хорошей точностью выполняется условие, которое описывает связь между продольными и поперечными масштабами в изотропной атмосфере.

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.

Рассматривается совместное влияние на систематическую погрешность ультразвуковых измерений температуры неучтенной временной задержки прохождения сигнала между парами " излучатель- приемник звука " и температурных изменений расстояний между ними. Приводятся аналитические соотношения для оценивания рассматриваемой погрешности и результаты ее расчетов. Описывается метод градуировки подобных приборов в климатической камере с применением эталонных средств измерений, позволяющий более чем на порядок уменьшить влияние неучтенной временной задержки в диапазоне измеряемых температур от -70 до +50 градусов С.

В работе по данным реанализа проводится исследование пространственно-временной изменчивости адвективного теплопереноса в атмосфере над океанами в Северном полушарии за период 1979-2018 гг. Максимальное увеличение интенсивности адвективного теплопереноса в начале ХХI века наблюдается в слое тропосферы 850-500 гПа в районах Тихого океана на их северной и южной границах. Получено, что области интенсивного выноса и притока тепла располагаются вблизи границ меридиональных ячеек циркуляции - в субтропических и субполярных круговоротах океанов соответственно. Межгодовая изменчивость теплопереноса в обоих океанах , как правило, обусловлена влиянием процессов атмосферной циркуляции. Изменение характеристик переноса внутри выявленных районов, в которых наблюдается дисбаланс адвекции тепла, позволяет говорить о возможном влиянии выноса тепла из этих регионов на возникновение аномалий температуры воздуха на прилегающих территориях.

Рассмотрены особенности ослабления стратосферного полярного вихря, предшествующие его разрушению. Для анализа аномальной динамики полярных вихрей использовался метод оценки основных параметров вихря при оконтуривании его границ с помощью значений геопотенциала, определенных по максимальному градиенту температуры и максимальной скорости ветра по данным реанализа ERAS5. Показано , что критерии аномального ослабления полярного вихря, предшествующего его разрушению- это сокращение площади вихря до значений меньше 10 млн км кв. и последующее уменьшение средней скорости ветра по границе вихря до значений меньше 30 и 45 м/с в нижней и средней стратосфере соответственно. В этом случае полярный вихрь становится небольшим циклоном ( характеризующимся высокими температурами и отсутствием динамического барьера) и разрушается в пределах трех недель.

На основе данных наземных наблюдений и спутникового дистанционного зондирования в период с 2006 по 2020 г.г. проведено исследование влияния дыма от удаленных лесных пожаров в Сибири на электрическое состояние приземного слоя атмосферы. Рассмотрены случаи, когда задымление охватывало всю толщу тропосферы и когда распространение дыма наблюдалось только в средней и верхней тропосфере. Установлено, что дымы от лесных пожаров в этих случаях оказывают сильное влияние на электрическое состояние приземного слоя, которое выражается как в завышении , так и в занижении нормальных значений электрического поля.

После мощных извержений тропических вулканов в стратосфере наблюдается систематическое повышение температур относительно многолетних норм. Температурные аномалии в стратосфере тропического пояса вызывают формирование очагов тепла в Арктическом регионе, что в свою очередь приводит к значительному уменьшению границ ледового покрова Северного Ледовитого океана. С использованием спектральной модели общей циркуляции атмосферы промежуточной сложности проанализировано возмущающее влияние новых температурных контрастов в стратосфере Северного полушария на климатические изменения в арктических регионах. Рассмотрено влияние мощных вулканических извержений на временные ряды изменений температуры тропической стратосферы и приземных температур для региона п-ва Чукотка. Установлено, что все мощные вулканогенные аэрозольные возмущения стратосферы откликаются в течение 10 лет всплесками температур у поверхности Земли в очаге тепла на п-ве Чукотка.

Предложен механизм попадания вулканогенных аэрозолей в стратосферу после извержений плинианского типа, максимальная высота выброса которых не превышает высоты тропопаузы. С использованием траекторной модели NOAA HYSPLIT и общедоступных глобальных температурных данных показана роль вулканических газо-пепловых облаков в изменении температурного режима верхней тропосферы и нижней стратосферы, разрушении тропопаузы и , как следствие, в усилении стратосферно-тропосферного обмена. Установлено, что при прохождении вулканических облаков регистрируется анамальное увеличение приземных концентраций озона.

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.

С целью выявления особенностей динамики температурного режима почв при послепожарном восстановлении подтаежных светлохвойных геосистем Тункинской котловины рассмотрены процессы демутации в сосновых лесах урочища Бадары после прошедших в 2010 г. пожаров. В ходе мониторинговых наблюдений 2011-2020 гг. на участке горелого леса рассмотрена специфика восстановления древесного подроста, а также кустарникового яруса и живого напочвенного покрова. Отмечен период появления первых всходов подроста подлеска, установлено проективное покрытие видов всех лесорастительных ярусов. При сравнении доминирующего состава биоценозов вторичных сукцессий с естественными растительными сообществами выявлены индикаторы перспективности успешного лесовосстановления. На выбранных площадках проведен анализ 10-летних данных наблюдения за температурным режимом почв от поверхности до глубины 3,2 м. Измерения проводились круглосуточно в автоматическом режиме с помощью атмосферно-почвенных измерительных комплексов. В результате анализа полученных данных выявлены разности между температурами почвы на нарушенном и естественном участках. Открытые почвы на площадке, подвергшейся пожару, больше прогреваются в летнее время и больше промерзают в зимнее. Снежный покров, выступая в роли теплоизолятора на обеих площадках, уменьшает различия, однако при позднем его установлении контрасты увеличиваются. За период наблюдения отмечено уменьшение микроклиматических разностей по мере восстановления растительного покрова, что указывает на восстановление температурного режима на пирогенно-нарушенном участке. Полученные результаты применимы при анализе пирогенной трансформации подтаежных светлохвойных геосистем юга Восточной Сибири и прогнозе послепожарного восстановления светлохвойных лесов Тункинской котловины с учетом региональной специфики. Продолжение комплексного мониторинга позволит более детально оценить восстановление ландшафтно-климатических условий территории.

На природных и экспериментальных ( клоновые архивы, испытательные культуры ) объектах изучена структура репродуктивной функции у четырех видов и многих географических экотипов кедровых сосен. У кедра сибирского на юге лесной зоны в Западной Сибири динамика плодоношения определяется погодными условиями в год опыления. Семенная продуктивность снижается из-за поздних весенних заморозков и повышенных температур в сентябре. В течение последних 30 лет направленное изменение этих факторов определило существенное снижение плодоношения. Продуктивность и устойчивость видов и географических экотипов кедровых сосен определяются соответствием их потребности в тепле климату места испытания. В условиях изменения климата местный экотип по росту и плодоношению нередко уступает более теплолюбивым видам и экотипам.

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.

Приведено сравнение трех методов представления данных микроуголькового анализа для изучения тысячелетней истории палеопожаров на примере микроугольковых данных из донных отложений оз. Узункёль ( Улаганское плато, Центральный Алтай ). Доказаны преимущества использования индекса СС- абсолютной концентрации микроугольков в 1 см3 ( Charcoal Concentration ) и индекса СI - расчета годовой аккумуляции микроугольков на единицу площади в 1 см2 ( Charcoal Infux ) в образцах озерных отложений по сравнению с данными абсолютных подсчетов микроугольков. Проанализированы результаты применения индексов СС и СI к микроугольковым данным из донных отложений оз. Узункёль от позднеледниковья ( 17 000 кал л.н.) до современности. Выявлено, что использование индекса СI снимает искусственный эффект увеличенного обилия микроугольков при низкой пыльцовой продуктивности степных ландшафтов. Результаты исследования содержания микроугольков в донных отложениях озера всеми тремя методами показали, что естественные пожары в Центральном Алтае были наиболее интенсивны в голоцене в переходный нестабильный климатический период 9500 - 9000 кал. л.н., когда один тип ландшафта ( степь ) сменялся другим типом ( лес ), т.е. наиболее подвержены естественным пожарам в прошлом были лесостепные ландшафты. Использование индекса СI выявило, что развитие древних культур на Алтае сопровождалось общим увеличением концентрации и аккумуляции микроугольков в озерных отложениях, начиная с 4500 кал. л. н. Резкое увеличение концентрации и годовой аккумуляции микроугольков произошло после 1700 кал. л. н., что могло быть вызвано увеличением плотности населения в этом районе Алтая.

Представлено описание экспериментальной установки и методики последовательной подачи в измерительную кювету анализатора ДОГ-07, использующего в качестве источника излучения ртутную капиллярную лампу, работающую на основе поперечного эффекта Зеемана, дозированных порций насыщенных паров ртути и примесных газов ( бензола и толуола ). Показано, что при добавлении паров бензола или толуола в концентрациях до 10 мг/м3 в измерительную кювету ДОГ-07, где находятся пары ртути в концентрации более 30 нг/м3, погрешности в измеряемой концентрации ртути не наблюдается. При введении в измерительную кювету большей концентрации паров бензола измеряемая концентрация ртути увеличивается, а при введении большей концентрации паров толуола уменьшается, что приводит к дополнительным погрешностям измерений.

Рассматривается циклоническая и антициклоническая деятельность над Западной Сибирью в период 1976 - 2004 гг. Анализируются траектории перемещения барических образований разного генезиса и их повторяемость.

На основе анализа и прогноза реконструированных изменений общего содержания озона в атмосфере ( ОСО ) в Томской области выделены две зоны его изменений. Показано, как на основе зонирования территории по изменениям ОСО можно повысить прижимаемость саженцев хвойных пород деревьев за счет варьирования времени и места посадок.

По результатам статистического анализа материалов многолетних наблюдений проведена оценка пространственно-временного проявления заморозков воздуха на территории южной тайги Западной Сибири. Несмотря на то что устойчивый переход среднесуточной температуры через 5 град.С за последний 15-летний период стал наступать раньше в среднем на 5-7 дней, сохраняется высокая вероятность ежегодного возникновения заморозков на всей территории исследования. Наблюдается пространственная дифференциация продолжительности и интенсивности заморозков: среднегодовое количество дней с заморозками в воздухе с мая по сентябрь изменяется от 7,5 на юго-западе до 12 на северо-востоке и существенно варьируется по годам. За последний 35-летний период наибольшее количество дней с заморозками зафиксировано в 1986, 1988, 1989, 1991, 1998, 2006 и 2010 гг. Диапазон изменчивости среднемноголетней продолжительности периода без заморозков составляет около 40 дней. На исследуемой территории заморозки представляют собой значительный рискоформирующий фактор для сельского хозяйства. С целью уменьшения рисков в сфере растениеводства рассчитана вероятность возникновения заморозков по декадам весенних, летних и осенних месяцев. Отмечается, что наибольшие риски для местной системы растениеводства связаны с поздними весенними заморозками. Даже в третьей декаде мая вероятность их наступления составляет от 18 до 32%, а в северо-западной части вероятность возникновения заморозков в первой декаде июня превышает 10%. При этом число случаев с наиболее опасными поздними весенними заморозками, при которых температура опускается до -3 град.С и ниже, за последние десятилетия, по данным большинства метеостанций исследуемого района, уменьшается. В целом по региону не исключается высокая вероятность возникновения заморозков в последующие годы, особенно в весенне- летний период.

Полярные стратосферные облака ( ПСО) играют значительную роль в формировании полярных озоновых аномалий, выступая в качестве " поверхностей " для гетерогенных реакций, протекающих с высвобождением фотохимически активного молекулярного хлора в период с конца зимы по начало весны. Кроме того, в течение зимы на частицах ПСО происходит накопление " резурвуаров" хлора, реагентов гетерогенных реакций. В случае разрушения частиц ПСО в середине зимы, процесс накопления соединений хлора прерывается, и в период с конца зимы по весну не наблюдается разрушения озона даже в условиях сильного полярного вихря, в присутствии вновь сформировавшихся ПСО. В работе с использованием метода оконтуривания вихрей исследована динамика арктического полярного вихря зимой 1984/1985, 1998/1999, 2001/2002, 2012/2013 и 2018/2019 гг., как причины аномально длительного отсутствия ПСО в Арктике в середине зимы, когда в январе они существовали в течение не более 5 дней по данным спутниковых наблюдений. Разрушение частиц ПСО в исследуемые годы наблюдалось при ослаблении динамического барьера полярного вихря, вследствие локального уменьшения скорости ветра по границе вихря ниже 20 м/с в нижней стратосфере, которое регистрировалось на протяжении практически всего января. Описанные в работе случаи являются единственными примерами аномального ослабления арктического полярного вихря в середине зимы за период с 1979 по 2022 г.

Приведены результаты исследований впервые наблюдаемой в Сибири вспышки массового размножения нового инвазивного вредителя кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour )- союзного короеда ( Ips amitinus (Eichh.)). Исследования проведены в юго-восточной части Западной Сибири, на территории Томской области, в поврежденных чужеродным короедом припоселковых кедровниках. Показано, что возникновение вспышки спровоцировано благоприятными погодными условиями последних десятилетий и обилием в экосистемах - реципиентах инвазии деревьев, ослабленных по разным причинам, среди которых важное значение имела вспышка численности сибирского шелкопряда в 2016-2018 гг. Выявлены особенности популяционной динамики союзного короеда в новых местообитаниях по сравнению с первичным ареалом в Европе : повышение уровня численности популяций, сужение трофической специализации вплоть до региональной монофагии, снижение роли межвидовой конкуренции за счет вытеснения инвайдером местных видов стволовых дендрофагов, одновременное существование очагов размножения в разных фазах развития и связь их характеристик с породным составом насаждений и факторами ослабления. Предложена и реализована на уровне лесничеств оригинальная методика оценки риска распространения вспышки размножения союзного короеда на территории Томской области при воздействии комплекса факторов, способствующих повышению его численности.

В статье обобщены результаты изучения долговременной истории палеопожаров в мире и отдельно на территории России. Рассматриваются перспективные и достоверные методы реконструкции локальной и региональной динамики палеопожаров- микро- и макроугольковый анализы. На основе обзора мировых и российских научных достижений анализируются подходы к изучению палеопожаров, методы обработки и идентификации микро- и макроскопических частиц угольков, включая новейшие средства программного обеспечения их идентификации (The Charcoal Quantification Tool, WinSEEDLETM) и анализа (CharAnalysis ). Кроме того рассматриваются возможности современных международных баз по палеопожарам ( Global Charcoal Datebase, Reading Paleofire Datebase ), содержащих в себе актуальную информацию по локальной и региональной палеопожарной обстановке в голоцене. Анализируются проведенные региональные исследования по изучению палеопожаров в мире и на территории России, а также подчеркиваются перспективные направления и некоторые проблемы, связанные с реконструкцией палеопожаров. Обзор российских публикаций показал, что центральная часть и юг Восточно-Европейской равнины, а также юго-восток Западной Сибири являются наиболее изученными регионами в вопросах реконструкции динамики палеопожаров. Единичные подобные исследования проводились на Урале, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, но большая часть регионов России остаются не изученными в данном направлении. В последние годы основной акцент в российских исследований приходится на изучение локальной динамики пожаров на основе применения микроуголькового анализа. Анализ международных баз данных по палеопожарам показывает ,что эти сведения нуждаются в кардинальном пересмотре в отношении ключевых месторождений на территории России. Авторами представлена обобщенная карта-схема России с указанием ключевых участков, на которых проведены реконструкции палаопожарной динамики с использованием микро- или макроуголкового анализов.

Приводится сравнение основных характеристик арктического полярного вихря, полученных по данным GSFC NASA ( средняя скорость зонального ветра на 60 град с.ш., средняя температура в области 60-90 град с.ш.) и методом оконтуривания вихрей с помощью геопотенциала ( средняя скорость ветра по границе вихря, средняя температура внутри вихря), на примере трех крупнейших арктических озоновых аномалий и в среднем за 1979-2021 гг. Средняя скорость ветра по границе вихря согласно методу оконтуривания в среднем в два раза выше средней скорости зонального ветра на 60 град с.ш. и составляет в январе 37,3+- 5,6 и 58,9 +- 13,1 м/с на уровнях 50 и 10 гПа соответственно. Средняя температура внутри вихря, согласно методу оконтуривания, в целом на 5 град.С ниже средней температуры в области 60-90 град. с.ш. в нижней стратосфере. Полученные количественные характеристики расширяют представление о динамике арктического полярного вихря в нижней стратосфере.

Представлен алгоритм восстановления высоты нижней границы облаков ( ВНГО ) по данным пассивного спутникового зондирования с помощью методов искусственного интеллекта. Определение ВНГО рассмотрено как частный случай решения задачи классификации. Обучение алгоритма осуществлялось путем сопоставления результатов активных измерений ВНГО на сети наземных светолокационных и лазерных регистраторов ASOS ( Automated Surfase Observing System), лидаром CALIOP ( спутник CALIOP ) и радарам CPR ( спутник CloudSat ) с другими параметрами облачности, полученными по данным спектрорадиометра MODIS ( спутник Aqua ). Проанализированы возможности инструментов активного зондирования по определению ВНГО у облаков с различной оптической толщиной. Алгоритм восстановления ВНГО основан на использовании трех независимых самоорганизующихся нейронных сетей Кохонена. Определены значения ВНГО однослойной облачности над Западной Сибирью в летнее время по данным MODIS. Установлено, что разработанный алгоритм недооценивает ВНГО во всем диапазоне допустимых значений оптической толщины. Среднее смещение полученных оценок ВНГО относительно эталонных данных ASOS/CALIOP/CPR составляет - 0,2 км при среднеквадратичном отклонении 1,2 км.

Период существования полярных озоновых аномалий зависит от фазы квазидвухлетней цикличности (КДЦ ). КДЦ определяет расположение субтропической критической линии ветра, которое влияет на распространение планетарных волн в стратосферу. В результате, во время западной фазы КДЦ наблюдается усиление полярного вихря, а во время восточной - его ослабление, что проявляется в сроках, продолжительности и интенсивности разрушения стратосферного озона. Полярные озоновые аномалии формируются внутри устойчивого полярного вихря в период с конца зимы по весну в результате протекания гетерогенных и фотохимических реакций разрушения озона в присутствии солнечного излучения. Работа посвящена исследованию влияния фаз КДЦ на разных изобарических уровнях на динамику стратосферных полярных вихрей на основе спутниковых данных Goddard Space Flight Center NASA. Показано, что преобладающее влияние на динамику полярных вихрей оказывает КДЦ на уровне 30 гПа. В динамике антарктического полярного вихря это проявляется с сентября по декабрь, особенно в октябре и ноябре, а в динамике арктического полярного вихря - на протяжении всего периода его существования.

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.

Представлена динамика гидротермических коэффициентов, характеризующих агроклиматические ресурсы на территории Сибири, в пределах координат 50-65 град с.ш., 60-120 град в.д. в период современных климатических изменений. Проанализированы интенсивность, повторяемость, продолжительность неблагоприятных для сельского хозяйства метеорологических явлений (атмосферных засух и условий переувлажнения). В качестве индикатора использованы индекс засушливости Педя ( S) и стандартизированный индекс осадков и испарения ( SPEI ), рассчитанные по данным 134 метеостанций и реанализа ERA5. В Восточной Сибири и на западе рассматриваемой территории наблюдается увеличение засушливости ( тренд 0,2 - 0,5 ед. за 10 лет). Северные районы Казахстана, Саяны и Западно-Сибирская низменность в 1950 - 2020 гг. характеризуются относительной стабильностью гидротермических условий ( статистически значимые изменения не выявлены ). Прямая линейная зависимость гидротермических условий от крупномасштабных циркуляционных процессов в большинстве случаев не обнаружена. Наибольшее число статистически значимых коэффициентов корреляции получено для индекса засушливости S и индекса скандинавского колебания SCAND.

Обсуждаются проблемы обеспечения орнитологической безопасности объектов и территорий. Приводится краткий обзор методов защиты от птиц и факторов, влияющих на эффективность отпугивания, особо выделяя акустическое отпугивание. На примере аэропорта г. Томска рассматривается использование биоакустических отпугивателей птиц направленного действия с системой технического зрения. Формулируются задачи создания эффективных орнитологических средств отпугивания с применением элементов искусственного интеллекта для обнаружения птиц, распознавания вида, формирования необходимого воздействующего излучения и др..

Описана временная динамика верхней границы леса в ороклиматических условиях Катунского хребта на примере горно-ледникового бассейна Аккем за последние 120 лет. Рассмотрены изменения плотности деревьев и подроста кедра и лиственницы на восточном и западном склонах, зарождение и особенности образования плотных и разреженных групп и внешние факторы, влияющие на их формирование.

Исследованы особенности регистрации паров бензола и толуола анализатором ртути ДОГ-07 ( на основе поперечного эффекта Зеемана ), линии излучения которого попадают на полосы поглощения этих газов. Показано, что постепенное увеличение в измерительной кювете анализатора концентрации молекул бензола приводит к увеличению регистрируемой концентрации газа. Такое же увеличение вводимой концентрации паров толуола приводит к неоднозначному значению регистрируемых величин концентраций. Приведены возможные причины наблюдаемых явлений.

Полярные вихри играют существенную роль в распределении стратосферного озона, движении воздушных масс в полярной и субполярной стратосфере и температурном режиме над полярной областью. Антарктический полярный вихрь формируется осенью, достигая пика своей устойчивости в начале весны. Поздней весной, когда он ослабевает, усиливается влияние на него нижней субтропической стратосферы. В данной работе рассмотрена роль изменений температуры нижней субтропической стратосферы в усилении антарктического полярного вихря. С помощью корреляционного анализа на основе данных реанализа ERA5 выявлено существенное увеличение влияния незначительных изменений температуры нижней субтропической стратосферы на динамику антарктического полярного вихря во второй половине ноября.

С использованием традиционных и современных методов картографии изучены биологические инвазии в темнохвойные леса Западной Сибири опасных чужеродных стволовых насекомых-дендрофагов - уссурийского полиграфа и союзного короеда. Наряду с мониторингом инвазионных процессов, проводимым в Томской области и включавшим широкое обследование ее территории для получения фактографических данных о степени деградации поврежденных лесов, особое внимание при картографировании уделялось применению средств ГИС-технологий. На примере некоторых аспектов данных инвазий представлены особенности и возможности составления, а также использования картографического материала в научных и прикладных целях. Показана высокая результативность пространственно-временной оценки наблюдаемых процессов и явлений на локальном уровне методами современного картографирования с привлечением материалов наземного мониторинга и ортофотоснимков с беспилотных летательных аппаратов. С помощью ГИС дана наглядная пространственная оценка степени деградации поврежденных вредителями лесов, лесопатологического состояния насаждений и размера ущерба от воздействия инвазивных дендрофагов на модельных территориях. Выявлено, что для Томской области наибольшая степень риска от экспансии уссурийского полиграфа и союзного короеда наблюдается в южных и юго-восточных районах. Использование функционала ГИС позволило создать серию оригинальных тематических карт, отражающих различные аспекты пространственных особенностей инвазий, что позволяет делать краткосрочные прогнозы зарождения и распространения очагов вредителя, проводить мониторинг и контроль их развития, а также выявлять направленность процесса распространения вредителей на разных уровнях территориальной иерархии.

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.

Представлен краткий обзор задач, для решения которых требуется информация об энергетических характеристиках атмосферных осадков, выпадающих в виде дождя, а также методов ее получения. Предложена методика определения кинетической энергии, переносимой гидрометеорами, на основе микроструктурных характеристик осадков, получаемых с помощью оптического осадкомера ОПТИОС. Методика апробирована на примере сильного ливня, прошедшего в Томске 22.07.2023 г. Проанализировано влияние различных микроструктурных параметров на кинетическую энергию, приносимую каплями дождя на подстилающую поверхность. Проведено сравнение с величинами, получаемыми по упрощенным методикам. Возможности оптического осадкомера позволяют успешно применять его при решении задач, требующих точной оценки энергетических параметров дождей.

Пространственная разнонаправленность климатических изменений обусловливает необходимость создания прогнозных моделей состояния растительного покрова. Предлагаемое нами решение для пространственного моделирования биопродуктивности природных экосистем создает основу для дальнейшей количественной оценки потенциального поглощения СО2, что в настоящее время считается одной из наиболее актуальных экологических задач. В предлагаемой работе с помощью методов геоанализа условий произрастания отработана оригинальная технология моделирования потенциального распространения биоценозов и их продуктивности, отражающая внутренний аттрактор развития биоценозов под влиянием локальных гидролого-климатических условий их произрастания. Методика реализована для территории юго-востока Западной Сибири в рамках общедоступной ГИС Saga на основе цифровой модели рельефа и данных климатического реанализа WoldClim 2.0. Для прогноза данных на период третьего десятилетия ХХI в. использовался региональный климатический прогноз В.В. Паромонова на основе адаптивной модели-метола экспоненциального сглаживания. Верификация результатов моделирования выполнялась на основе базы данных "Продуктивность экосистем Северной Евразии ". В результате получены пространственнораспределенные данные в виде растров с высоким пространственным разрешением для среднемноголетней потенциальной биопродуктивности по данным реанализа за 1970-2000 гг. и спрогнозированным данным на период 2021-2030 гг. Выявлена как положительная, так и отрицательная тенденция потенциальной биопродуктивности для различных природных зон юго-востока Западной Сибири, обусловленная пространственной разнонапрвленностью изменения теплоэнергетических ресурсов и атмосферных осадков по территории. В целом наблюдаемое потепление на достаточно дренированных территориях способствует увеличению биологической продуктивности агро- и биоценозов, а на переувлажненных - к ее уменьшению.

Вулкан Эребус является самым южным действующим вулканом на Земле, в состав выбросов которого входят соединения, играющие существенную роль в каталитических циклах разрушения стратосферного озона. Высокие циклоны способствуют подъему газовых выбросов вулкана Эребус ( включая HCl и SO2) из тропосферы в высотный диапазон формирования озоновой дыры от 14 до 22 км. Рассмотрено интегральное содержание HCl и ClONO2 за 1992-2023 гг. над разными станциями, а также проведен анализ изменчивости частоты появления высоких циклонов над вулканом Эребус за 1980 - 2022 гг. по данным реанализа ERA5. Выявлено, что максимальная частота появления высоких циклонов над вулканом Эребус, как правило, наблюдается в июле. Анализ интегрального содержания HCl на разных станциях показал, что значения над Антарктикой значительно превышают таковые над Арктикой, а также почти в два раза выше, чем на станциях, расположенных в средних широтах. Показан предполагаемый эффект накопления HCl в стратосфере: коэффициент корреляции между пятилетними средними значениями частоты появления высоких циклонов и площади озоновой дыры с временным сдвигом ряда на четыре года вперед относительно ряда частоты появления высоких циклонов, рассчитанный с 1980 по 2023 г., составил 0,78. Полученные результаты могут быть использованы для более точного прогнозирования и моделирования изменений в атмосфере, связанных с деятельностью вулкана.