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.

В Центральном Алтае для ороклиматических условий Северо-Чуйского хребта впервые детально описано современное состояние верхней границы леса. Показано, что в этом районе выделяются следующие категории верхней границы леса: 1) сомкнутых лесов (до 2300 м над ур. м.), 2) групп деревьев (от 2235 до 2370 м) и 3) отдельных деревьев (от 2240 до 2475 м на восточном и от 2240 до 2390 м на западном склоне соответственно). Граница сомкнутых лесов неоднородна и представлена старовозрастными кедровыми, лиственнично-кедровыми лесами, а также более молодыми лиственничными, кедрово-лиственничными лесами послепожарного происхождения. Границы групп деревьев и отдельных деревьев образует преимущественно кедр сибирский (Pinus sibirics) с незначительным участием лиственницы сибирской (Larix sibirica). Все границы извилисты; их абсолютная высота на отдельных участках значительно (до 150 м) снижена за счет выхода каменистых осыпей и/или лавинно-селевых конусов. В современный период на обследованных границах самоподдержание популяций кедра и лиственницы осуществляется за счет семян лесных экосистем на верхней границе сомкнутых лесов. репродуктивная граница кедра проходит на высоте 2350-2390 м, лиственницы - 2350-2420 м.

На верхней (лесные массивы, приграничные с высокогорной тундрой) и нижней (с Курайской степью) границах произрастания лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) на Северо-Чуйском хребте (Горный Алтай) описана возрастная структура лиственничных древостоев, проведен дендроклиматический анализ связи радиального прироста лиственницы сибирской с многолетним ходом среднемесячной температуры воздуха и сумм осадков. Показано, что новые возрастные поколения лиственницы сибирской появляются во внутривековые и вековые периоды улучшения лесорастительных условий, связанные с потеплением климата.

Возрастная структура лиственничных древостоев и радиальный рост деревьев лиственницы изучались в горно-ледниковом бассейне Аккол (Южно-Чуйский хребет, Юго-Восточный Алтай). Выделены три возрастных поколения. Наибольшее влияние на изменчивость радиального прироста оказывают весенне-летние температуры.

В работе приведена характеристика основных жизненных форм кедра сибирского (стволовой, кустовой, стланниковой), произрастающих на высотах 2235-2475 м над ур. м. в лесотундровом экотоне Северо-Чуйского хребта.

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%.

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.

Исследовали содержание фотосинтетических пигментов и функциональную активность хлоропластов двухлетней звои кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour), произрастающего в центральной части Горного Алтая на высотах 1570, 1710, 2000 и 2100 м над уровнем моря. На высотах 2000 и 2100 м наблюдали сильные некрозы и хлорозы хвои. Выявлено уменьшение содержания хлорофиллов и каротиноидов по высотному профилю, что, вероятно, связано с ограничением их биосинтеза при низкой температуре и деструкцией в экстремальных природных условиях. В хвое деревьев, произрастающих в верхней части горного профиля. снижалась активность электро-транспортных реакций на уровне фотосистемы 2 и увеличивалась интенсивность темнового дыхания.

В лесотундровом экотоне Северо-Чуйского хребта Центрального Алтая на примере модельного горно-ледникового бассейна Актру у Pinus sibirica выделены и описаны семь жизненных форм (прямостоячие одноствольное, малоствольное и многоствольное деревья, дерево с "юбкой", кустовидная форма, стланец и живой валежник) и одна относительно автономная морфологическая структура (стланиковидное образование в основании материнского ствола дерева). Рассмотрены способы их образования. основной причиной образования жизненных форм, отличных от прямостоячего одноствольного дерева с более или менее симметричной кроной, является гибель частей дерева под воздействием метеорологических факторов и геоморфологических явлений. Климатические условия на протяжении ХХ века в лесотундровом экотоне этого бассейна были достаточно благоприятными для роста жизненных форм прямостоячих деревьев P. sibirica.

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

Представлены результаты мониторинговой оценки естественного возобновления в кедровых лесах высокогорий Центрального Алтая. Показано, что лучшее состояние свойственно подросту кедра сибирского на верхней границе леса, худшее - в подгольцовых редоклесьях и поврежденных древостоях.

Приведены результаты исследований нового фактора деградации сибирских пихтовых лесов - уссурийского полиграфа Polygraphus proximus (Coleoptera: Curculiomidae, Scolytinae). Установлено его широкое распространение в регионах Южной Сибири. Выявлены высокие значения демографических показателей, интенсивное усыхание древостоев в очагах массового размножения, негативное влияние инвайдера на различные компоненты лесных биогеоценозов.

Проанализирована динамика температуры по актуальным данным со станций Алтайского региона. Проведенное исследование показало, что изменения климатических характеристик в регионе происходят синхронно. Синхронность в изменении составляющих температурных рядов на всех рассмотренных станциях характеризуется высокой связностью каждой из составляющих с соответствующим типовым полем. Выявлено, что часть изменчивости рядов температуры, описываемая скрытыми периодичностями, составляет в среднем 1,3%, что гораздо больше влияния трендов, которое для большинства станций не превышает 0,3%. Наибольший вклад в изменения температуры в Алтайском регионе вносят гармоники с периодом 20 лет (средние годовые), 40 и 9 лет (зимние), 18 лет (летние), 5-8 лет (осень, весна). Получен долгосрочный прогноз изменения температуры воздуха в регионе до 2030-х гг.

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

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.

Рассмотрено состояние средств наблюдений на геофизическом стационаре ИОМ СО РАН. Помимо сертифицированной метеостанции II категории в составе стационара действуют посты наблюдений рассеянной УФ- радиации, напряженности электрического поля, содержания ртути в окружающей среде. Дается краткое описание соответствующих средств наблюдений и приводятся некоторые полученные с их помощью результаты. Рассматриваются ближайшие перспективы развития средств наблюдений.

Приведены краткие сведения и технические характеристики приборов, устройств. систем и комплексов. которые создавались в ИОМ СО РАН в течение 30 лет для исследования оптико-метеорологических параметров атмосферы и могут быть использованы в задачах экологического и метеорологического мониторинга окружающей среды. Рассмотрены проблемы. связанные с метрологическим обеспечением создаваемых приборов и методик выполнения измерений.

В монографии рассмотрены проблемы рационального и экологически сбалансированного использования торфяных ресурсов Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. Приводятся сведения о ресурсах болот и лесов, представлен анализ их использования при застройке, добыче и транспортировке нефти.Рассмотрены функции торфяных болот, разработана методика их эколого-экономической оценки, и получены первичные результаты этой оценки. Учитывались водорегулирующие, газорегулирующие, водоочистительные и ресурсные свойства торфяных болот. Аналогично показана эколого-экономическая оценка лесов.Приводятся результаты альтернативных решений при застройке болотных и лесных экосистем, учитывающих минимизацию ущерба, наносимого экосистемам.Книга предназначена для широкого круга специалистов. занимающихся проблемами управления природными ресурсами, их охраной и рациональным использованием, для инженерно-технических работников предприятий-природопользователей, проектных организаций, административно-управленческих структур, инвестиционных фондов. предпринимателей, а также может быть полезна для аспирантов, студентов и научных сотрудников, изучающих вопросы рационального природопользования и торфопользования.

Обзор содержит наиболее значимые результаты работ российских ученых в области динамической метеорологии, выполненных в 2011-2014 гг. Он является частью Национального отчета России по метеорологии и атмосферным наукам, подготовленного для Международной ассоциации по метеорологии и атмосферным наукам (IAMAS). Отчет был рассмотрен и одобрена на XXVI Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (IUGG). К обзору прилагается список основных публикаций российских ученых по динамической метеорологии за 2011-2014 гг.

В сборник включены материалы докладов по методологии и результатам исследований современного состояния и тенденций изменения климатической системы Сибирского региона. Рассмотрены научно-методические вопросы организации многокомпонентного мониторинга мезомасштабных природно-территориальных комплексов Сибири по физической, химической, биологической и техногенной компонентам системы. Представлены доклады по методологии и результатам исследований, оценке состояния и выявлению происходящих изменений в экосистемах бореальных лесов. Рассмотрены вопросы заболачивания ландшафтов таёжной зоны. Представлены доклады о влиянии антропогенных факторов на трансформацию ландшафтов Сибири.Сборник представляет интерес для специалистов в области климатологии, метеорологии, экологии, охраны окружающей среды, а так же по физическим и техническим проблемам климато-экологических изменений.

В монографии на примере лесов Тянь-Шаня и Рудного Алтая дано решение задачи моделирования и прогноза норм естественной заселенности горных склонов лесообразующими породами; решена задача количественного анализа парцеллярной дискретности древостоев. Обоснована новая единица горизонтального сложения древостоев - элементарная группа деревьев. Рассмотрена роль элементарный групп в лесу и их лесоводческое значение. В целом материал монографии дает научную основу для дифференцированного решения исследовательских и прикладных задач с учетом природного разнообразия горизонтального сложения горных лесов.Работа рассчитана на геоботаников, биогеоценологов, лесоводов, географов, а также на работников лесоустроительных предприятий и лесных хозяйств.

В монографии рассматриваются общие теоретические вопросы и методы фрактального анализа применительно к геоморфологическим объектам флювиальной природы. На примере территорий Саяно-Тувинского нагорья, Горного Алтая, Западно-Сибирской низменности, Саратовского Поволжья в России и поймы р. Дуная в Румынии обсуждаются вопросы самоподобия элементов эрозионной сети различного порядка, раскрываются основные причины фрактальности речной и овражно-балочной сетей. Для широкого круга специалистов. Книга будет полезной также аспирантам и студентам вузов, чья будущая профессия связана с исследованиями в области геологии, геоморфологии и геоэкологии.

Предложена модель роста покрытия с подвижной границей раздела фаз. Скорость роста покрытия считается заданной и зависит от напряженности электрического поля и частоты. Концентрации элементов у поверхности следуют либо из решения внешней задачи, либо из эксперимента. разработан специальный алгоритм численного исследования задачи. Показано, что, как в случае подложки из титана, так и в случае подложки из циркония в ней формируются растягивающие напряжения, которые переходят в сжимающие, а в покрытии в обоих случаях напряжения растягивающие. Анализ различий в величинах напряжений позволяет рекомендовать для практического использования имплантаты из титана с кальций-фосфатным покрытием.

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.