Статья: ИССЛЕДОВАТЕЛЬ, УЧЕНЫЙ, ПЕДАГОГ. К 90-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ПРОФЕССОРА Г. М. ШПЕЙЗЕРА (2025)

На примере геосистем Байкальского региона разработан и реализован новый алгоритм сравнительно-географических методов ландшафтного анализа высотно-поясной дифференциации территорий для выявления региональной специфики площадного проявления разных геомов (наименьших гомогенных геосистем регионального уровня) по высотному фактору. В качестве исходных данных использовались частотные распределения (встречаемости) ареалов геомов по градациям высоты, полученные методами оверлея, т. е. наложения данных цифровой модели рельефа на сетку геомов цифровой ландшафтной карты юга Восточной Сибири. Статистическая оценка частотных распределений основывается на понятиях и формулах теории надежности, с использованием которой рассчитываются показатели надежности существования и интегрированной опасности функционирования геомов четырех физико-географических областей по высотному фактору. Функции опасности с помощью логарифмирования переводятся в линейные зависимости, которые в пучке связей отличаются лишь показателями склонения, определяющими форму распределения геомеров по высоте. Сходство этих показателей в разных физико-географических областях указывает на подобие геомерных структур. Зависимости образуют группу преобразований, состоящую из классов эквивалентности - конгруэнций линий с разными центрами локализации. По порядку значений показателя склонения линейные связи формируют гомологические ряды геомеров, структурно подобных друг другу и сходных по месту и условиям происхождения. Проводилось территориальное сравнение: сопоставлялись изменения с высотой линейных зависимостей геомов разных физико-географических областей, чтобы обосновать их сходство и различие. В результате сравнительно-географического анализа установлено, что на разных территориях высотная структура размещения ареалов одних и тех же геомов отличается по модальным характеристикам, что обусловлено разницей климатических условий, особенностями географической среды. Линеаризованные зависимости встречаемости по высоте также отличаются наклоном линейной связи, что объединяет связи в пучки линий двух конгруэнций, соответствующих классам степных и горно-таежных геомов с разными характерными для них модальными высотами местоположения. Это отражает своеобразие проявления одних и тех же геомов в разных физико-географических областях.

Проведено гидрохимическое исследование минерального сероводородного источника Безымянного, расположенного в лесном массиве на побережье оз. Байкал в Прибайкальском районе Республики Бурятия. Определен химический состав выхода минерального источника и вытекающего ручья. Методами жидкостной хроматографии и газожидкостной хромато-масс-спектрометрии изучен состав аллотропов серы и органических полисульфидов источника в образцах донных осадков, микробных матов и их окружения. Для сравнения полноты извлечения компонентов серы из минеральной воды проведен контроль полисульфидов с использованием разработанных ранее методик концентрирования методом твердофазной экстракции и анализа серы в природных сульфидных минеральных водах. При восстановлении сульфатов и последующем метаболизме сероводорода в донных отложениях обнаруживаются различные формы серы - сульфидная, элементная, органическая, сульфиты и тиосульфаты. Процесс микробиологической сульфатредукции является основным механизмом образования восстановленных соединений серы. На основании морфологических признаков проведено определение видового состава микроорганизмов. Показано присутствие значительного количества гексасеры в воде микробных матов по сравнению с октасерой в источнике, а также наличие азотсодержащих полисульфидов. Присутствие органических полисульфидов, одновременно с элементной серой и сероводородом, позволяет предположить, что они являются активными бальнеологическими компонентами сероводородных минеральных вод.

Отмечается необходимость разработки методики расчета видимости у поверхности земли над равнинной местностью с учетом характера подстилающей поверхности по данным нефелометров, установленных на автоматических дорожных метеорологических станциях, видеокамер и беспилотных воздушных судов с целью повышения эффективности, а также безопасности выполнения полетов межрегиональной авиации. Показывается важность решения задачи по восстановлению горизонтальной видимости у поверхности земли путем использования автоматических дорожных метеорологических станций, установленных вдоль автомобильных дорог и трасс, цифровых видеокамер, позволяющих получать информацию, принимаемую с беспилотных воздушных судов. Рассматриваются методики расчета и результаты. Делается вывод, что методика расчета видимости у поверхности земли позволяет учитывать влияние изменения рельефа равнинной местности, характера подстилающей поверхности, времени года, пространственно-временной изменчивости видимости у поверхности земли в различных типовых синоптических ситуациях. В случае использования цифровых видеокамер оценка видимости ориентиров производится при помощи оптико-электронной дальности видимости.

Впервые рассмотрены особенности вещественного состава трахиандезибазальтовых порфиритов (в том числе брекчиевидных) Шартымского массива и Пичугинских интрузий, которые ранее были отнесены к диоритам и гранитам балбукского комплекса Южного Урала. По результатам петрографических, минералогических и геохимических исследований в брекчиевидных порфиритах выявлено три типа автокластов и один тип ксенокластов. Автокласты незначительно различаются между собой по составу, в том числе по плотности расположения фенокристов плагиоклаза (от 85 до 45 об. %) и его анортитовому миналу (An68-25-5), что в целом соответствует единой закономерно эволюционированной вулканической системе. Ксенокласт отвечает низкокалиевому трахиту и по вещественным характеристикам он не связан ни с брекчиевидными порфиритами, ни с более молодыми риолит-порфирами Шартымского массива. Разработана модель происхождения порфиритов, связанная с деятельностью вулканической постройки, где изученные породы отвечают жерловой фации. На основе геохимического анализа время их проявления ассоциируется с магматизмом балбукского комплекса монцонитоидов (~350 млн лет). Породы обладают ярко выраженными признаками надсубдукционного магматизма (отрицательная Nb-Ta-Ti-аномалия, положительная Pb-аномалия), что весьма характерно для магматитов раннего карбона Магнитогорской мегазоны. Более молодые риолит-порфиры Шартымского массива внедрились в позднем карбоне и вероятно привели к сильной деформации вулканической постройки трахиандезибазальтов.

Отмечается, что одним из факторов формирования пожарных обстановок является пространственная структура сенокосных угодий. В этой связи на участке старовозрастной степной залежи в Южном Предуралье были проведены комплексные исследования, связанные с выявлением взаимосвязей между спектральными (NDVI) и цветными (NDI, ExG, ExGR) вегетационными индексами и количеством фитомассы на условно контрольных и выкошенных площадках. Полученные результаты свидетельствуют о разнонаправленном характере восстановления растительности после проведения сенокосов в зависимости от особенностей гидротермического режима отдельных лет и сезонов года. В засушливые годы растительность сенокоса может оставаться в угнетенном состоянии, во влажные - активно наращивать зеленую фитомассу с преобладанием над контрольными участками. Использование БПЛА рекомендуется для картографирования сенокосных угодий, выбора и репрезентативного размещения мониторинговых площадок, а также для получения схем распределения цветных вегетационных индексов в условиях быстрых смен в растительном покрове и при необходимости гарантированных систематических наблюдений.

Целью работы является изучение климатических условий верховьев р. Кафирниган, определение вклада территорий разных высот над уровнем моря бассейна р. Кафирниган в формирование стока реки и корреляционных зависимостей метеорологических параметров верховьев реки и прибрежных к Нурекскому водохранилищу районов по выявлению влияния водохранилища на климатические характеристики. Были использованы данные метеорологических станций Бустонабад в верховьях р. Кафирниган и метеорологических станций Файзабад, Дангара и Яван, расположенных в прибрежных к Нурекскому водохранилищу районах Файзабад, Дангара и Яван. Из-за отсутствия метеорологической станции, приуроченной непосредственно к мониторингу метеорологических характеристик верховьев р. Кафирниган, проводились корреляционные зависимости данных расположенной на границе бассейна реки метеостанции Бустонабад. Предполагая влияние Нурекского водохранилища с объемом воды 10,5 км3 на климатические характеристики верховьев р. Кафирниган и прибрежных районов, проводилось изучение корреляций температур и атмосферных осадков между данными метеостанций Бустонабад и прибрежных к водохранилищу районов Файзабада, Дангары и Явана.

Выполнен комплексный анализ пространственно-временных особенностей распределения метеорологических параметров на территории Иркутской области в современный климатический период (1991-2020 гг.). Для определения наблюдаемых тенденций региональных изменений климата и связанных с ними возможных климатических рисков для различных отраслей экономики и транспорта Иркутской области были рассчитаны разности среднегодовых и среднемесячных величин по сравнению с предшествующим климатическим периодом (1961-1990 гг.). В качестве исходных использованы данные 78 метеорологических станций Иркутской области по температуре воздуха и почвы, характеристикам влажности, количеству общей и нижней облачности и суммам атмосферных осадков. В ходе исследования установлено, что наиболее высокие темпы роста среднегодовых температур воздуха отмечаются на метеорологических станциях Жигаловского и Чунского районов Иркутской области. В период с ноября по январь на ряде станций Катангского, Качугского, Киренского, Верхнеленского районов и высокогорной станции Хамар-Дабан происходит незначительное похолодание. Потепление климата в современный климатический период сопровождается уменьшением общего количества облаков и увеличением нижней облачности на фоне увеличения количества атмосферных осадков. Потепление климата благоприятно сказывается в увеличении продолжительности безморозного периода, но может представлять угрозу для возникновения продолжительных засушливых периодов летом, продолжительных оттепелей зимой, увеличения межсуточной изменчивости температур, вероятности возникновения опасных гидрологических явлений в период паводков и половодий.

Изучаются опасные экзогенные процессы как один из основных факторов возникновения аварийных ситуаций на магистральных трубопроводах. В качестве модельных участков выбраны территории Западного Ямала (магистральный газопровод Бованенково - Ухта), Южной Якутии (магистральный нефтепровод Восточная Сибирь - Тихий океан) и остров Сахалин (магистральный нефтегазопровод «Сахалин-2»). В качестве исходных данных используются космические снимки высокого разрешения WorldView-2/3 и цифровые модели рельефа AW3D30 и ArcticDEM. Применяются все доступные методы дешифрирования, включая искусственные нейронные сети (глубокое обучение). Выявляются опасные процессы на каждом участке: термокарст на участке магистрального нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан, термокарст и ветровая эрозия на магистральном газопроводе Бованенково - Ухта, оползневые процессы и участки, подверженные склоновым процессам и линейной эрозии, на магистральном нефтегазопроводе «Сахалин-2». Построены карты-схемы выявленных процессов на каждом из участков пролегания трассы магистральных трубопроводов. Предложенный подход позволяет проводить объективный сравнительный анализ участков магистральных трубопроводов в различных природных условиях в выявлении общих актуальных закономерностей развития опасных экзогенных процессов, которые не учитываются в типовой нормативной документации.