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.

Анализ рядов температуры приземного слоя атмосферы, полученных на метеостанциях Евразии, выполненный с использованием аналитического сигнала, является предметом данной статьи. Климатические классы выделяются путем сравнения фазы температурного ряда с оценкой типовой фазы в итерационном процессе. данная вычислительная технология впервые применена для изучения климатических процессов. Новы подход является информативным и соответствует известным представлениям о географии климата. Подтверждается, что фазировка и синхронность являются существенными особенностями климатических процессов на Земле.

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

Обсуждаются новые методы и некоторые результаты анализа природно-климатических изменений в Сибири по данным наблюдений на гидрометеорологической сети. На основании закономерностей, выявленных за период инструментально наблюдаемых региональных изменений, названных современными, анализируются задачи по развитию методологии и техники мониторинга природно-климатических систем и процессов, определяющих эволюцию их состояний. оцениваются итоги научно-исследовательских и конструкторско-технологических работ Института оптического мониторинга СО РАН с позиций его основного научного направления.

Исследования проводились на основе формализации утверждения, что внешнее вынуждающее воздействие, общее для какой-либо физико-географической единицы. проявляется в сходстве существенных признаков всех процессов в ее пределах. Введенный критерий согласованности дает количественную характеристику этого воздействия. При анализе согласованности на всей азиатской территории России зимой были выделены области, занимаемые обширным азиатским антициклоном. Для летнего периода была выявлена аномалия синхронности термического поля, очевидно. связанная с поглощением тепла водными массами в области между Обью и Енисеем. Предложен новый полезный инструмент, интегрирующий информацию, содержащуюся в экспериментальных данных, который имеет перспективы для дальнейших исследований и интерпретаций.

В сборнике представлены тезисы докладов Международной конференции "Глобальные климатические процессы и их влияние на экосистемы арктических и субарктических регионов", организованной Мурманским морским биологическим институтом КНЦ РАН. Рассматриваются теоретические и практические проблемы, связанные с глобальными изменениями климата и современным состоянием экосистем арктических и субарктических регионов. Обсуждаются современные тенденции и прогнозы состояния гидрологического режима Северного Ледовитого океана, пери-гляциальные явления и процессы, методология и результаты геолого-геофизических и палеогеографических исследований. Большое внимание уделено особенностям эволюции флоры и фауны арктических и субарктических регионов в условиях глобальных климатических изменений и антропогенного пресса.

Приведены результаты комплексного палеоэкологического исследования грядово-мочажинного болотного комплекса на территории южной тайги Западной Сибири на примере двух разрезов "Мочажина" и "Гряда". Особое внимание уделено обнаружению климатических воздействий на формирование торфяных залежей в голоцене.

Атлантическое долгопериодное колебание (АДК), связанное с изменением океанического переноса тепла в Северной Атлантике и Атлантическом секторе Арктики, оказывает значительное влияние на климат Северного полушария (СП). С 1970-х по начало 2000-х гг. наблюдался рост индекса АДК, совпадающий с трендом глобального потепления. Для оценки вклада АДК в сезонные изменения температуры в СП проанализированы численные эксперименты с совместной моделью общей циркуляции атмосферы ECHAM5 и термодинамической моделью верхнего перемешанного слоя океана с использгван6ием аномальных потоков океанической конвергенции тепла, связанных с АДК. При этом исследовался относительный вклад аномальных потоков тепла в Атлантике и в Арктике. Показано, что АДК может объяснять около 40% наблюденных температурных изменений в последние 30 лет в зимний и летний сезоны. Вертикальная структура температурных изменений, связанных с АДК, также имеет много общего с эмпирическими оценками, в частности воспроизводит арктическое усиление с максимальными трендами у поверхности в высоких широтах СП. АДК в модели приводит к увеличению вероятности формирования аномально холодных температурных режимов в феврале на территории России, несмотря на рост средней температуры для февраля. Также отмечено увеличение вероятности формирования аномально жарких июлей, в том числе на европейской территории России. Показано, что важный вклад в сезонные изменения вносят аномальные потоки тепла в Арктике, которые обычно не учитываются при моделировании эффекта долгопериодных колебаний в Северной Атлантике. Полученные результаты указывают на важную роль АДК в формировании погодно-климатических аномалий.

Рассмотрена структура информационно-моделирующей системы, предназначенной для изучения климатических изменений и динамики геокриологических процессов на территории мерзлоты, включающая в качестве основных составляющих базу данных и подсистему имитационного моделирования полей термокарстовых озер. Предложенная геоимитационная модель основана на экспериментально установленных свойствах реальных полей термокарстовых озер в зоне многолетней мерзлоты Западной Сибири.

В сборнике публикуются основные результаты междисциплинарных исследований по современному состоянию и процессам развития физической, химической и биологической компонент в природно-климатической системе Большого Васюганского болота, а также обсуждаются гуманитарные и технологические проблемы этого природного образования.Значительное место в сборнике уделено методологическим проблемам комплексных исследований, направленных на выявление региональных особенностей и роли антропогенных факторов при наблюдаемых изменениях окружающей среды и климатаДля широкого круга специалистов в областях наук о Земле и экологии.

В монографии рассмотрена и обобщена российская и зарубежная информация по динамике изменения климата в Арктической зоне. Представлена общая природно-климатическая характеристика Арктики и ее отдельных районов. Дан анализ динамики климатических и других природных изменений в ретроспективе. Рассмотрены модели возможных сценариев потепления климата и его воздействия на окружающую среду и хозяйственную деятельность в Арктике. Разработаны предложения по ликвидации возможных негативных последствий потепления климата на развитие производственной деятельности в Арктической зоне России, функционирования инфраструктурных элементов хозяйства, традиционных промыслов, жизнедеятельности и адаптации человека.

Истощение природных ресурсов. Исчезновение под водой целых стран. Распространение эпидемий. Нехватка продуктов питания. Экономические катастрофы, вызванные катастрофами экологическими. И, наконец, войны, которые неизбежно разразятся в борьбе за оставшиеся природные ресурсы. Неужели нас ждет такое будущее? И можно ли все-таки избежать Апокалипсиса, который положит конец человеческой цивилизации на нашей планете?.

Представленная коллективная монография является фундаментальным обобщением научных представлений по целому ряду факторов, определяющих современные глобальные изменения природной среды, на основе использования обширной информации, накопившейся в разных науках о Земле и позволяющей рассмотреть развитие основных тенденций в современной эволюции природных процессов. Тома 3 и 4 этой книги являются продолжением серии публикаций о глобальных изменениях на поверхности Земли (см. тома 1 и 2 книги «Современные глобальные изменения природной среды», М.: Научный мир, 2006). В книге представлена широкая систематизация материалов по влиянию гелиокосмических, геофизических, тектонических и биологических факторов на развитие различных процессов во всех средах географической оболочки Земли. На большом фактическом материале показана нарастающая активность крупномасштабных геофизических процессов, определяющих развитие тектонической деятельности и вулканизма, изменение глобального климата и мирового водного баланса, нарастание интенсивности экстремальных природных явлений с одновременным усилением воздействий деятельности человека на развитие различных процессов на земной поверхности.

Рассмотрены вопросы применения данных дистанционного зондирования в задачах мониторинга состояния многолетнемерзлых грунтов Западной Сибири в контексте климатических изменений. В качестве геокриологических индикаторов динамики состояния мерзлотных ландшафтов использованы термокарстовые озера. Сформированная коллекция разновременных космических снимков (1973 - 2005 гг.) территорий в сплошной и островной зонах многолетней мерзлоты позволила исследовать динамику изменений состояния многолетнемерзлых пород в условиях глобального потепления последних десятилетий. Установлено, что суммарная площадь озер в зоне слпошной вечной мерзлоты увеличивается, а в зоне прерывистой вечной мезлоты, наоборот, уменьшается.

В книге рассмотрены основные представления о влиянии климата на человека - биоклиматология человека. Приведены характеристика ультрафиолетовых ресурсов, комплексная оценка влияния биоклимата на тепловое состояние и теплопотери органами дыхания человека. Даны оценка изменчивости погоды и её влияние на патологические реакции у метеочувствительных больных. Определены погодно-климатические контрасты при миграции жителей на территории Западно-Сибирской равнины и в некоторые регионы европейской территории России. Для специалистов в области курортологии, физиологии, гигиены, медицинской географии, прикладной климатологии и для всех интересующихся проблемой "Человек - окружающая среда".

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.

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.

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.

Методом вейвлет-анализа исследованы колебательные структуры в межгодовой изменчивости температурных рядов гг. Омска, Томска, Красноярска, Иркутска, Благовещенска и Петропавловска-Камчатского. Масштабы выявленных колебаний приблизительно составляют 5, 11, 22, 30 и 50 лет. Аналогичному анализу подвергнуты временные ряды индекса Южного Колебания SOI, чисел Вольфа W и геомагнитного индекса Ap. Исследованы корреляции как между исходными рядами T, SOI, W, Ap, так и между периодичностями отдельных масштабов. Значимая по уровню 99% корреляция имеет место только между температурными рядами для городов, расположенных в континентальной зоне. Между отдельными периодичностями в колебаниях SOI и в температурных рядах найдена значимая отрицательная корреляция. а в рядах W, Ap и температуры значимая положительная корреляция для масштаба 30 и 50 лет.