В данной статье представлены результаты изучения строения ледяного покрова рек методом георадиолокации с борта летательного аппарата. На основе анализа полевых георадарных данных, полученных на затороопасном участке р. Лены у с. Партизан в апреле 2022 г. и 2023 г., уточнены особенности волновых картин (радарограмм) ледяного покрова различного строения в пред- весенний период. Использование разработанного алгоритма обработки и интерпретации данных георадиолокации позволило построить карту с отображением пространственного распределения толщины льда и его строения на исследуемом участке специальными маркерами. В практических целях результаты георадиолокации позволяют уточнить краткосрочный прогноз сроков вскрытия рек и скорректировать план превентивных мероприятий по разрушению ледяного покрова с толщиной, превышающей установленный норматив.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
Вопрос борьбы с опасными ледовыми явлениями на водных объектах, оценка их потенциального риска на арктических территориях России актуальны для своевременного прогнозирования и принятия эффективных мер по их предотвращению. Например, ледовые заторы льда, формирующиеся в процессе вскрытия северных рек, сопровождаются резким подъёмом уровня воды, что приводит к опасным наводнениям. Так, ущерб, причинённый наводнениями экономике Республики Саха (Якутия) за период с 1998 г. по 2013 г., составил примерно 17,1 млрд. руб.
Список литературы
1. Бурцева Е. И., Парфенова О. Т. Экономический ущерб от наводнений на реках Республики Саха(Якутия) // Проблемы современной экономики. 2015. № 1(53). С.256-259.
Burtseva E. I., Parfenova O. T. Economic damage caused by floods of the rivers in Sakha Republic (Yakutia). Problemy sovremennoj ekonomiki = Problems of modern economics. 2015; 1(53): (256-259). (In Russ.).
2. Федоров А. А., Шамаев С. Д., Давыдова Т. А. Аналитический обзор современного состояния георадиолокационных исследований ледяного покрова рек // Сборник трудов VI международной конференции “Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития”. М.: Перо, 2022. С. 232-235. EDN: BHCSEF
Fedorov A. A., Shamaev S. D., Davydova T. A. Analytical review of the current state of georadiolocation studies of river ice cover. Sbornik trudov VI mezhdunarodnoj konferencii Gidrometeorologiya i ekologiya: dostizheniya i perspektivy razvitiya = Proceedings of the VI International Conference Hydrometeorology and ecology: achievements and prospects of development. Moscow: Pero, 2022; (232-235). (In Russ.).
3. Козлов Д. В. Лед пресноводных водоемов и водотоков. М.: МГУП, 2000. 263 с. EDN: SMTSBV
Kozlov D. V. Led presnovodnykh vodoemov i vodotokov = Ice in freshwater reservoirs and watercourses. Moscow: MSUP, 2000: 263 p. (In Russ.).
4. Голубев В. Н. Формирование ледового покрова на пресноводных водоемах и водотоках // Вестник Московского университета. Сер.5. География. 2014. № 2. С. 9-16. EDN: SEOPHB
Golubev V. N. Formation of ice cover on fresh-water reservoirs and water courses. Vestnik Moskovskogo universiteta = Moscow University Bulletin. 2014; (2): (9-16). (In Russ.). EDN: SEOPHB
5. Аржакова С. К. Зимний сток рек криолитозоны России. М.: РГГМУ, 2001. 209 с.
Arzhakova S. K. Zimnij stok rek kriolitozony Rossii = Winter runoff of rivers of the cryolithozone of Russia. Moscow: RSHMU, 2001: 209 p. (In Russ.).
6. Лобанов В. А., Горошкова Н. И. Характеристики ледового режима рек Республики Саха (Якутия) и их климатические изменения // Ученые записки РГГМУ. 2019. № 55. С. 86-98. DOI: 10.33933/2074-2762-2019-55-86-98 EDN: ULXOAJ
Lobanov V. A., Goroshkova N. I. Characteristics of the ice regime of the rivers of the Sakha Republic (Yakutia) and their climatic changes. Uchenye zapiski RGGMU = Scientific Notes of the RSHMU. 2019; (55): (86-98). (In Russ.). DOI: 10.33933/2074-2762-2019-55-86-98
7. Чижов А. Н. Формирование ледяного покрова и пространственное распределение его толщины.Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 128 с.
Chizhov A. N. Formirovanie ledyanogo pokrova i prostranstvennoe raspredelenie ego tolshhiny = Ice cover formation and spatial distribution of its thickness. Leningad: Hydrometeoizdat, 1990: 128 p. (In Russ.).
8. Зайцев А. А., Кирик О. М., Михайлов В. С. Взаимодействие речного льда с руслом на р. Лене иеё притоках // Эрозия почв и русловые процессы. 2008. Вып.16. С. 242-262.
Zaitsev A. A., Kirik O. M., Mikhailov V. S. Interaction of river ice with the channel on the Lena River and its tributaries. Eroziya pochv i ruslovye processy = Soil erosion and channel processes. 2008; (16): (242-262). (In Russ.).
9. Козлов Д. В. Моделирование ледовых явлений. М.: ИВП, 2020. 145 с.
Kozlov D. V. Modelirovanie ledovykh yavlenii = Modeling of ice phenomena. Moscow, 2020: 145 p. (In Russ.).
10. Козлов Д. В., Бузин В. А., Фролова Н. Л. и др. Опасные ледовые явления на реках и водохранилищах России. М.: РГАУМСХА им. К.А. Тимирязева, 2015. 348 с. EDN: TZRFOT
Kozlov D. V., Buzin V. A., Frolova N. L. et al. Opasnye ledovye yavleniya na rekakh i vodokhranilishchakh Rossii = Dangerous ice phenomena on rivers and reservoirs in Russia. Moscow: RGAUMSHA, 2015: 348 p. (In Russ.).
11. Донченко Р. В. Ледовый режим рек СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 248 с.
Donchenko R. V. Ledovyi rezhim rek SSSR = Ice regime of the rivers of the USSR. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1987: 248 p. (In Russ.).
12. Мачерет Ю. Я. Радиозондирование ледников. М.: Научный мир, 2006. 392 с.
Macheret Y. Ya. Radiozondirovanie lednikov = Radiosounding of glaciers. Moscow: Nauchny Mir, 2006: 392 p. (In Russ.).
13. Владов М. Л., Судакова М. С. Георадиолокация. От физических основ до перспективных направлений. М.: ГЕОС, 2017. 240 с. EDN: YHKKYT
Vladov M. L., Sudakova M. S. Georadiolokatsiya. Ot fizicheskikh osnov do perspektivnykh napravlenii = GPR. From physical foundations to promising directions. Moscow: GEOS, 2017: 240 p. (In Russ.).
14. Дьяков А. Ю., Калашник А. И. Методические основы георадарных исследований горнотехнических объектов. Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2021. 110 с. DOI: 10.37614/978.5.91137.443.3 EDN: IHKJWP
Dyakov A. Y., Kalashnik A. I. Metodicheskie osnovy georadarnyh issledovanij gornotekhnicheskih ob“ektov = Methodical bases of GPR studies of mining objects. Apatity: FIC KSC RAS, 2021: 110 p. (In Russ.). DOI: 10.37614/978.5.91137.443.3 EDN: IHKJWP
15. Jol H. M. Ground Penetrating Radar: Theory and Applications. Elsevier Amsterdam Netherlands. 2009.544 p.
16. Annan A. P. Ground Penetrating Radar Applications Procedures & Principles. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://geolportal.sdsu.edu/jiracek/sage/documents/Sensors and Software GPRManual.pdf (дата обращения 20.05.2023).
17. Matzler C., Wegmuller U. Dielectric properties of fresh-water ice at microwave frequencies // J. PhysicsD: Applied Physics. 1987. Vol. 20. P. 1623-1630. DOI: 10.1088/0022-3727/20/12/013
18. Fujita F., Matsuoka T., Ishida T., et al. A summary of the complex dielectric permittivity of the in themegahertz range and its application for radar sounding of polar ice sheets // Physics of the ice core (ed.Hondoh). Hokkaido University Press, 2000. P. 185-212.
19. Matsuoka T., Fujita F., Morishima S., Mae S. Precise measurement of dielectric anisotropy in ice Ih at39 GHz // J. Applied Physics. 1997. Vol. 81. №5. P. 2344-2348.
20. Fedorov M. P., Fedorova L. L. Identification of River Ice Cover Structure by Ground Penetrating RadarData // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2022. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/document/9966564. (дата обращения: 20.05.2023). DOI: 10.1109/LGRS.2022.3225560
21. Фёдоров М. П., Федорова Л. Л. Исследование строения ледяного покрова на затороопасныхучастках р. Лена методом георадиолокации // Успехи современного естествознания. 2022. № 10.С. 130-135. DOI: 10.17513/use.37920 EDN: MLZYML
Fedorov M. P., Fedorova L. L. Study of the structure of the ice cover in the ice hazardous areas of the Lena River by GPR method. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in current natural sciences. 2022; (10): (130-135). (In Russ.). DOI: 10.17513/use.37920 EDN: MLZYML
22. Андросов И. М., Завадский А. С. Оценка негативного воздействия вод реки Лены на населенныепункты Республики Саха (Якутия) // Труды VIII Международной научно-практической конференции “Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей”. М.: РУДН, 2014.Т. 1. С. 5-16. EDN: VASPXH
Androsov I. M., Zavadsky A. S. Assessment of the negative impact of the Lena River waters on the settlements of the Republic of Sakha (Yakutia). Trudy VIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Dinamika i termika rek, vodokhranilishch i pribrezhnoi zony morei” = Proceedings of the VIII International Scientific and Practical Conference “Dynamics and thermodynamics of rivers, reservoirs and coastal zones of seas”. Moscow: RUDN, 2014; (1): (5-16).
23. Федеральное агентство водных ресурсов ФГУ “Востсибрегионводхоз” Аналитический отчето результатах наблюдений за состоянием водных объектов в зоне деятельности ФГУ “Востси-брегионводхоз” за 2011 г. Иркутск, 2012. 128 с.
Federal Agency for Water Resources FGU “Vostsibregionvodkhoz” Analytical report on the results of observations of the state of water bodies in the area of FGU “Vostsibregionvodkhoz” for 2011. Irkutsk, 2012: 128 p. (In Russ.).
24. Fedorov M. P., Fedorova L. L., Omelyanenko A. V. Investigation of the Lena river ice cover by GPRfrom helicopter / 14th International Conference on Ground Penetrating Radar, 2012. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ieeexplore.ieee.org/document/6254958/ (дата обращения: 20.05.2023). DOI: 10.1109/ICGPR.2012.6254958 EDN: RGHWLL
Выпуск
Другие статьи выпуска
С 21 по 23 сентября 2023 г. в Санкт-Петербурге состоялась VII международная конференция «Исторический подход в географии и геоэкологии». В качестве организаторов конференции выступили Российский государственный гидрометеорологический университет, Русское географическое общество (РГО), Институт Географии РАН, Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена и Псковский государственный университет.
Математика в РГГМУ является одной из важнейших дисциплин. В данной статье подробно проанализирована роль преподавателей-математиков в процессе обучения студентов университета. Уделено внимание математическому моделированию и вычислительной математике, представлен эксперимент, связанный со студенческими докладами по истории Российской математической школы. Такой цикл докладов положительно влияет на процесс воспитания чувства патриотизма у молодого поколения и повышает у студентов интерес к математике.
Представлена история развития Института озероведения с даты образования (16 декабря 1943 г.) по настоящее время. Восьмидесятилетию Института озероведения посвящена Всероссийская научная конференция «Лимнология в России», состоявшаяся в г. Санкт-Петербурге 12-14 февраля 2024 г. Современная тематика исследований ИНОЗ РАН определила основные направления работы Конференции.
В статье представлен авторский подход к определению водопотребления в рекреационных местностях. С учетом специфики пространственных и инфраструктурных особенностей Алтайского края и Новосибирской области проведена оценка ресурсной обеспеченности и производимых воздействий на рекреационные среды. На основе анализа данных о количестве, номерном фонде и благоустройстве, сезонности средств размещения рассчитаны годовые величины водопотребления из поверхностных и подземных вод или систем водоснабжения рекреационных объектов в разрезе туристских дестинаций обоих регионов. Перспективы исследования ориентированы на оценку сброса отработанных вод и поступления антропогенных загрязнителей в окружающую среду в результате рекреационной деятельности.
С помощью натурных наблюдений (съемки по длине русла и ежедневные вертикальные зондирования в одной точке) проведена оценка динамики и дальности проникновения вверх по руслу затоков солоноватых вод в устьевой участок реки Преголи в осенний период 2022 г. Максимальная дальность проникновения верхней границы устьевой зоны смешения в 2022 г. составила более 17 км, что превышает дальности, оценённые ранее по данным 90-х годов прошлого века. Выявленное усиление эффекта проникновения солоноватых вод вверх по руслу может усугубиться при существующей тенденции изменений местных климатических условий. Сохраняется угроза блокирования водозаборов г. Калининграда интрузиями вод с повышенной солёностью. Необходимо продление сети мониторинговых станций вверх по руслу реки.
В статье дана оценка изменения водопоглотительной способности почв речных бассейнов Республики Башкортостан. Установлено, что в период снеготаяния в почвах речных бассейнов образуется водонепроницаемый слой. Он наблюдается как в период стабилизации климата, так и при его изменении. Среднемесячная температура почвы февраля -2 °С и ниже на глубине 0,20 м является показателем степени отсутствия на водосборе участков с талыми почвами, при которой потери талого стока отсутствуют или они наименьшие. Согласно этому критерию, на основе натурных наблюдений, показано, что при климатических изменениях водопоглотительная способность почвы речных водосборов возросла, а условия образования водонепроницаемого слоя уменьшились.
В статье проанализированы среднесуточные и среднемесячные значения температуры воздуха осенью и весной в северо-западной и центральной частях Европейской территории России за 1959-2018 гг. Выделены границы градаций, при которых среднесуточная температура воздуха считалась аномальной, и проанализировано число случаев аномально теплых и холодных дней за два периода с 1959 г. по 1988 г. и с 1989 г. по 2018 г. Оценена статистическая значимость изменений среднемесячных значений температуры воздуха и числа случаев аномально теплых и холодных дней за два периода. Определены характерные синоптические ситуации для дней с аномально высокими и низкими значениями среднесуточной температуры воздуха.
В работе представлен начальный этап построения нового алгоритма детектирования и локализации атмосферных рек (АР) на основе анализа полей интегрального влагосодержания атмосферы (ИВА) по данным микроволновых сканеров SSMIS. Критерием детектирования потенциальных АР являлось превышение ИВА адаптивного порогового значения. С помощью этого критерия были построены бинарные маски областей высоких значений ИВА и проведена их скелетизация. Проанализировано положение скелетов потенциальных АР помесячно за первую половину 2012 г. Продемонстрирована сильная изменчивость пространственного положения потенциальных АР, определенных по представленному алгоритму. Вместе с тем четко выделены наиболее известные и стабильно формирующиеся АР. Расчет переноса влаги в АР возможен с помощью подхода спутникового радиотепловидения.
В настоящее время в ответ на ускорение темпов изменения климата и в соответствии с международными обязательствами в Российской Федерации происходят процессы сокращения выбросов парниковых газов и адаптации к изменениям климата на национальном, отраслевом, корпоративном и региональном уровнях. Обоснованием для разработки и ранжирования адаптационных мероприятий по степени их значимости являются результаты комплексного анализа климатических рисков, которым подвержены население, территория и экономика объекта воздействия. В статье рассмотрены особенности оценки климатических рисков для урбанизированных субъектов Российской Федерации на примере Санкт-Петербурга. Приведены уровни опасности климатических рисков, данные о подверженности им территории города, указаны основные места их проявления. Ключевые слова: адаптация, изменения климата, опасность, риск, урбанизированная территория.
Предложена аппроксимационная функция статистического распределения вероятности плотности воздуха в приземном слое атмосферы. Аппроксимационная функция содержит три параметра и обладает свойством сезонной, суточной и географической универсальности. Выборочные статистические оценки параметров найдены по месячно-часовым выборкам метеорологических данных: температуры и влажности воздуха и атмосферного давления в различных районах приземного слоя атмосферы. Выполнена проверка гипотезы о согласии аппроксимационной функции с эмпирическими распределениями с помощью критериев согласия Пирсона и Колмогорова-Смирнова. Гипотеза о нормальности статистического распределения вероятности плотности атмосферного воздуха в приземном слое атмосферы отвергнута на основе критерия нормальности Харке-Бера.
Издательство
- Издательство
- РГГМУ
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- 192007, г Санкт-Петербург, Фрунзенский р-н, ул Воронежская, д 79 литера а
- Юр. адрес
- 192007, г Санкт-Петербург, Фрунзенский р-н, ул Воронежская, д 79
- ФИО
- Михеев Валерий Леонидович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@rshu.ru
- Контактный телефон
- +7 (812) 7128077
- Сайт
- https://www.rshu.ru/