Петин А.Н. (отв. редактор) и др. Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике

Подождите немного. Документ загружается.

весовые коэффициенты, функция сумматора, передаточная функция, масштабирование, исход-

ная функция, функция погрешности и распространяемое назад значение, функция обучения.

Искусственные нейронные сети характеризуются следующими показателями: архитек-

тура сети - описывается топология нейронной сети, т.е. класс сетей, к которому она принадле-

жит, количество входных и выходных переменных, количество скрытых слоев и число элемен-

тов на каждом скрытом слое; производительность сети - происходит непосредственное обуче-

ние сети, т.е. изменение весовых коэффициентов каждого из нейронов пропорционально ошиб-

ке на выходе; контрольная производительность - контрольная выборка в процедуре изменения

весов нейронов не участвует, ее основная функция - это обобщение данных, на которых она не

училась, такая процедура называется кросс-проверкой (используется после завершения обуче-

ния для расчета производительности полученной сети и ее ошибки на данных, о которых "ей

вообще ничего неизвестно"); погрешность обучения - достоверной можно считать ту сеть, в ко-

торой ошибка минимальна на всех трех подмножествах.

Для моделирования пространственного размещения показателей плодородия мелиори-

рованных почв рекомендуется использовать методы пространственного прогнозирования ГИС:

IDW (Метод взвешенных расстояний), метод глобального полинома, метод локальных полино-

мов, радиальные базисные функции, кригинг, кокригинг.

Усовершенствование процессов моделирования и прогнозирования в системе ЭАММ осу-

ществляется путем системного использования трех программных составляющих: СУБД MS Access

- сбор, хранение данных, создание запросов по данным, создание форм для более удобной система-

тизации данных, создание отчетов; ArcGIS - создание пространственной модели, связь векторной

модели с внешней базой данных, методы пространственного анализа, методы 3-D анализа;

STATISTICA - методы обработки и анализа данных, методы графической визуализации данных,

методы моделирования и прогнозирования, в т.ч. методы искусственных нейронных сетей.

Благодаря автоматизации и высокой концентрации основных операций при осуществле-

нии мониторинга плодородия мелиорированных почв существенно улучшаются условия труда

и показатели эффективности ЭАММ, обеспечивается получение актуальной, адекватной, репре-

зентативной, содержательной, доступной, точной и достоверной информации для принятия оп-

тимальных управленческих водохозяйственных и агрохимических решений.

Способность нейронных сетей «учиться» на данных ЭАММ имеет теоретическое и прак-

тическое значение для их применения при моделировании, анализе и прогнозировании времен-

ных рядов развития показателей плодородия и мелиоративного режима орошаемых почв. Ис-

кусственные нейронные сети способны эффективно реализовать себя при таких сложных усло-

виях как: отсутствие физического или статистического понимания системы, значительное ста-

тистическое рассеяния экспериментальных данных, обеспечение нелинейности механизма ар-

хитектуры нейронных сетей для обобщения и прогнозирования данных ЭАММ.

Разработка оптимальных решений для эффективного управлению эколого-

агромелиоративных состоянием почв достигается путем взаимодействия методов пространст-

венно-временного прогнозирования с использованием ГИС-технологий. Это позволяет не толь-

ко прогнозировать исследуемые показатели, но и визуально отобразить динамику в пространст-

ве и времени с помощью статистических и картографических методов.

ПЕРСПЕКТИВЫ ОБЗОРНОГО ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ХАРЬКОВСКОЙ И БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТЕЙ

Сенная Е. И.

E-mail: elena-sennaja@rambler.ru

Научный руководитель: Пересадько В. А., доктор геогр. наук, доцент

Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, Украина

Обзорное ландшафтно-экологическое картографирование основано на комплексном иссле-

довании и отображении информации об экологическом состоянии ландшафтов, которое определя-

ется через систему частных показателей и основанных на них – интегральных оценок. В процессе

определения общей антропогенной нагрузки на ландшафты с учётом устойчивости природной сре-

ды создаются отдельные карты и серии карт, позволяющие выявить существующие экологические

проблемы и прогнозировать их развитие в целом и по отдельным направлениям.

Процесс картографирования рассматривается как часть и один из ключевых результатов по-

следовательных ландшафтных (ландшафтно-экологических) исследований, в основе которых лежат

теоретические разработки классического (генетического) ландшафтоведения, в частности концеп-

ция антропогенных изменений ландшафтов, а также некоторые наработки в области антропогенно-

го ландшафтоведенья и других современных направлений этой и смежных отраслей географии, де-

тально описанные в работах Л.Г. Раменского, Н.А. Солнцева, С.В. Калесника, А.Г. Исаченка,

И.И. Мамай, а также – В.С. Преображенского, А.В. Мельника, М.Д. Гродзинского, Г.П. Миллера,

В.Н. Петлина и др. В вопросах экологической оценки и непосредственно процесса картографиро-

вания наша работа опирается на исследования, проведенные Б.И. Кочуровым, В.И. Стурманом,

В.А. Боковым, И.Г. Черванёвым, Е.С. Поповчук, В.А. Барановским, В.А. Пересадько, В.С. Давид-

чук, Л.Ю. Сорокиной и др.

Основной целью исследований является разработка обзорной ландшафтно-

экологической карты Харьковской и Белгородской областей, созданной на основе комплексно-

го исследования устойчивости природной среды, антропогенных влияний на ландшафты и со-

ответствующих современных модификаций ландшафтной структуры территорий на региональ-

ном уровне. При этом планируется обосновать методические подходы к применению геоин-

формационных технологий и данных дистанционного зондирования Земли в ландшафтно-

экологических исследованиях.

Обзорное картографирование позволяет уделить внимание региональным проблемам,

выявить общие закономерности и взаимообусловленность проявления негативных процессов и

явлений, прежде всего, на типологическом уровне ландшафтов, и при необходимости, на клю-

чевых участках локального уровня. Идея совместных исследований Харьковской и Белгород-

ской областей предполагает изучение особенностей экологического развития территорий, схо-

жих по природным условиям, но отличающимся по государственной принадлежности и соот-

ветственно – по ряду социально-экономических характеристик, методов оценки экологического

состояния природных сред и нормирования антропогенных нагрузок на природные комплексы.

Региональный подход позволит выявить существующие проблемы трансграничного загрязне-

ния и взаимодействия природных систем, обосновать требования к проведению экологической

политики в сфере взаимодействия приграничных регионов.

Для достижения цели исследования, необходимо поэтапно выполнить следующие ком-

плексные задачи:

1) обобщить и систематизировать опыт применения геоинформационных технологий и

данных ДЗЗ для решения задач обзорного ландшафтно-экологического картографирования;

2) выполнить дешифрирование космических снимков с целью картографирования со-

временной структуры землепользования и определения её влияния на изменения ландшафтной

структуры территорий и устойчивости природной среды;

3) осуществить обзорное ландшафтно-экологическое картографирование Харьковской и

Белгородской областей путём проведения экологической оценки состояния ландшафтов и соз-

дания серии тематических карт.

На данном этапе работы, обобщены теоретико-методические основы обзорного ланд-

шафтно-экологического картографирования; систематизирован опыт применения геоинформа-

ционных технологий и данных ДЗЗ в различных направлениях ландшафтных исследований;

разработан предварительный алгоритм оценки экологического состояния ландшафтов на ре-

гиональном уровне с последовательным картографическим оформлением промежуточных и ко-

нечных результатов работы; определены требования к космическим снимкам, необходимых для

решения задач исследования; подготовлены первичные векторные картографические слои тер-

ритории Харьковской и Белгородской областей, в частности по блокам базы данных «устойчи-

вость среды», «промышленность», «сельское хозяйство», «транспорт», «население».

По завершению исследования планируется получить следующие результаты:

 геоинформационную базу данных об экологическом состоянии ландшафтов Харьков-

ской и Белгородской областей;

 отдельные обзорные ландшафтно-экологические карты и серии карт исследуемых об-

ластей, оформленные как самостоятельные картографические произведения;

 методические рекомендации по применению геоинформационных технологий и дан-

ных ДЗЗ в ландшафтно-экологических исследованиях регионов;

 рекомендации по использованию полученных результатов ландшафтно-экологического

картографирования для разработки мероприятий в сферах рационального природопользования

и обеспечения экологической безопасности на региональном уровне.

В перспективе, опыт совместных исследований Харьковской и Белгородской областей

можно будет расширить в следующих направлениях:

 создание систем тематических картографических произведений Харьковской и

Белгородской областей на единых теоретико-методических принципах, с применением наработок

харьковской научной школы тематического картографирования и опыта учёных БГУ в области

применения современных геоинформационных технологий и средств анализа данных ДЗЗ;

 полевые эколого-географические исследования приграничных районов двух областей;

 разработка единой сети экокоридоров на территории Харьковской и Белгородской

областей, проектирование новых объектов природно-заповедного фонда в рамках расширения

общеевропейской экологической сети.

В завершение, важно отметить, что представленные исследования развиваются на стыке

актуальных направлений географической науки (ландшафтоведения, геоинформатики, ДЗЗ), а

научные результаты в будущем можно применить при изучении экологического состояния

ландшафтов других регионов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных

исследований (проект № 11-05-90900-моб_снг_ст).

ФАКТОР РЕЛЬЕФА В ИЗМЕНЕНИИ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ СИСТЕМ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Скорлупкина М.Г.

E-mail: MaoriS@yandex.ru

Научный руководитель: Жеренков А.Г., к.г.н., доцент

Тверской государственный университет, Россия

Природопользование как форма практической деятельности человека обуславливается

различными природными, социальными, экономическими и другими факторами развития.

Про-

странственно ограниченное сочетание видов природопользования формирует взаимообуслов-

ленную территориальную систему. По определению О. Г. Завьяловой, территориальные систе-

мы природопользования – это целостные, территориально локализованные в поселениях с при-

легающими к ним угодьями общности людей, формирующиеся в результате «природопотреб-

ляющей» деятельности. Формирование и развитие этих систем находится в зависимости от

рельефа местности. Рельеф и слагающие его горные породы определяют условия заселения, ос-

воения и использования территории человеком. Влияние рельефа на системы природопользова-

ния было рассмотрено на примере Лихославльского района Тверской области.

Лихославльский район расположен в центральной части Тверской области, в верховьях рек

Медведица и Кава. Рельеф района холмисто-равнинный. Средняя высота составляет 170-185 м

над уровнем моря. Однако в пределах района наблюдается резкое колебание высот: амплитуда

высот достигает 113 м. Облик рельефа района был преимущественно сформирован деятельно-

стью Московского и Калининского ледников. В результате колебаний края ледника при его от-

ступлении образовалась двойная дуга морен напора, известная как Лихославльские гряды. Ос-

новная Лихославльская гряда занимает центральную часть района и имеет вид дуги, обращен-

ной выпуклой стороной к юго-востоку. В ее пределах располагается наиболее приподнятый

участок района с наивысшей точкой 258 м. Во внутренней части гряды располагается пониже-

ние, выполненное озерно-ледниковыми отложениями. К югу от гряды наблюдаются обширные

плоские зандровые равнины. С востока и севера к ней примыкают волнистые и мелко-

холмистые моренные равнины с полосами долинных зандров. Осташковский ледник не дошел

до территории Лихославльского района. Однако его талые воды образовали у внешнего края

ледника обширные водоемы, сформировавшие водно-ледниковые равнины на самом севере

района.

Разнообразный рельеф предопределил мозаичность природных условий в Лихославль-

ском районе и дифференцировал направления использования территории. Освоение человеком

территории района 10-12 тыс. лет назад после отступления ледника. Население позднего палео-

лита существовало в условиях лесотундры, было немногочисленно, занималось охотой. Селе-

ния были приурочены к речным долинам, что объясняется определяющей ролью водных арте-

рий в древности.

С развитием земледелия определяющим фактором для строительства поселений и рас-

пашки земель стало плодородие почвы. В условиях избыточного увлажнения и моренного рель-

ефа наилучшие почвы сформировались на возвышенных дренируемых участках и пологих

склонах моренных гряд. В результате, наблюдалась концентрация населения на возвышенных

местах водоразделов, хотя «на пригорках крестьянину жить холодно и далеко от воды». При-

годными для сельскохозяйственного освоения оказались небольшие ареалы на холмах. При

этом, постройки в крестьянских селениях располагались чрезвычайно тесно. Причина – опасе-

ние поспасть по жребию на край селения на неудобренную землю. Таким образом, мозаичность

почвенно-геоморфологических условий определила мелкоселенность сельского расселения,

дробную контурность полей.

Максимум сельскохозяйственной освоенности района наблюдался в XIX – начале XX

века. Анализ составленной электронной карты Менде 1850 г. показывает, что распаханность

территории Лихославльского района составляла 35%. Этот показатель был значительно выше,

чем по Тверской губернии в целом (23,3%). Прежде всего, пашня занимала склоны Лихославль-

ских гряд и возвышенности вдоль Медведицы. Возвышенные массивы окружены понижениями

и плоскоравнинными участками, занятыми сырыми лугами, болотами, лесами. Понижения вме-

сте с речными долинами с их сырыми лугами, использовались под сенокосы и пастбища. На

XIX век пришлось сильное сведение лесов, в результате которого значительная часть террито-

рии была обезлесена. Участки леса сохранились лишь в самых неудобных для освоения место-

положениях на водно-ледниковых и озерно-ледниковых равнинах, а также на плоских вершин-

ных поверхностях гряд.

С 1920-х годов сельское население района стало сокращаться в результате ухода кресть-

ян в город. С 1960-х добавилась и проблема естественной убыли населения. Процессы депопу-

ляции привели к уменьшению количества и численности жителей населенных пунктов, разме-

ров обрабатываемых земель. Отток сельского населения и укрупнение колхозов породили про-

блему неперспективных деревень и их исчезновение. В первую очередь исчезали населенные

пункты, расположенные в неблагоприятных эколого-геоморфологических условиях, прежде

всего на плоско-волнистых водно-ледниковых равнинах (Красная Горка, Бочки).

Особенно быстро сокращение сельскохозяйственных угодий происходило в последние

двадцать лет, что связано с упадком в сельском хозяйстве. Сильно изменилась структура ис-

пользования земель. Так, если в 1850 г. на сельхозугодия приходилось почти 60%, то в 2010 г. –

менее 40% площади района. Доля пашни сократилась соответственно с 35% до 26%, сенокосов

и пастбищ – с 25% до 11,5%. Зарастание заброшенной пашни идет мелколиственными порода-

ми, и коренные леса на значительной площади района заменены вторичными. В целом лесопо-

крытая площадь увеличилась с 35,5% до 53%. В первую очередь зарастание угодий характерно

для озерно- и водно-ледниковых равнин, где за площадь леса возросла в 1,7 раз. За то же время

на склонах Лихославльских гряд лесопокрытая площадь увеличилась всего в 1,3 раза. Здесь в

наибольшей степени сохранились обрабатываемые пашни.

В настоящее время возрастает значение рекреационного природопользования. При уско-

ренной депопуляции сельской местности именно возможность выполнять рекреационную

функцию стала важным фактором для сохранения и развития населенного пункта. В значитель-

ной степени это определяется эстетическими свойствами рельефа. Высокий рекреационный по-

тенциал имеют населенные пункты в долине р. Медведица. Холмистые поднятия, покрытые

светлыми сосновыми лесами и наличие чистой речки, привлекают сезонное население не толь-

ко из Тверской области, но и из столицы. Так, например, в деревне Лисицино, расположенной

на левом берегу Медведицы, многие дома принадлежат жителям из Москвы. Москвичи исполь-

зуют их как дачи на летнее время и поддерживают в хорошем состоянии, возводят новые дома.

Деревня имеет опрятный, ухоженный вид. Высокую привлекательность также имеют живопис-

ные холмы Лихославльской гряды, с которых открывается широкий вид на соседние равнины.

Напротив, населенные пункты, расположенные на водно-ледниковых равнинах с невыразитель-

ным однообразным рельефом, не представляют рекреационной ценности и приходят в упадок.

Таким образом, геоморфологические условия района повлияли на формирование терри-

ториальных систем природопользования и их изменение во времени. На начальном этапе уча-

стки хозяйственного освоения были приурочены к речным долинам. С развитием земледелия

произошло смещение хозяйственной активности на водоразделы. Так как наилучшие почвы

района сформировались на хорошо дренируемых поднятиях, подавляющая часть поселений

располагается на холмах с выровненной поверхностью и пологими склонами. Плоско-

волнистый рельеф водно-ледниковых и озерно-ледниковых равнин имеет неблагоприятные ус-

ловия для жизни и хозяйственной деятельности. В последние десятилетия именно эти террито-

рии имели наивысшие темпы депопуляции и наибольшие масштабы заброшенных сельхозуго-

дий. В настоящее время развитие сельских поселений района в значительной степени определя-

ется их рекреационным потенциалом, который находится в зависимости от эстетических харак-

теристик рельефа.

Литература

1. Завьялова О. Г. Зоны этноконтактного природопользования: механизм возникновения // Географический

вестник Пермского ун-та. №1-2. – Пермь, 2005. – С. 23-35.

2. Преображенский В. А. Описание Тверской губернии в сельскохозяйственном отношении. – СПб.: Учё-

ный комитет Министерства государственных имуществ, 1854. – 554 с.

3. Московский ледниковый покров Восточной Европы / Под ред. Г. И. Горецкого, Н. С. Чеботаревой, С. М.

Шик. – Наука, 1982. – 240 с.

4. Рельеф среды жизни человека (экологическая геоморфология) / Под ред. Э. А. Лихачевой, Д. А. Тимо-

феева [и др.]. – М.: Медиа-ПРЕСС, 2002. – 640 с.

5. Тверская деревня: Лихославльский район. Т. 1. – Тверь: Энциклопедия, 2001. – 572 с.

МЕТОД ГЕОСИСТЕМНОЙ ОЦЕНКИ ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

И ОЗЕРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САПРОПЕЛЯ

Скрипниченко Х.А.

E-mail: mgl777@mail.ru; kristina331@rambler.ru

Научный руководитель: Макаренко Г.Л., к.г.-м.н.,

профессор РАЕ, действительный член Европейской Академии Естествознания

Тверской государственный технический университет, Россия

Торфяное болото – природный объект, с одной стороны, представляет собой биологиче-

ский ресурс в естественном живом состоянии (растительный покров и его обитатели в виде пи-

щевых ресурсов – клюквы, морошки, голубики; охотничьих ресурсов; лекарственного сырья и

т. д.). С другой стороны, это биологический ресурс в ископаемом состоянии в форме геологиче-

ского тела – торфяное месторождение. В общем виде заболачивание суши – закономерный ес-

тественно-исторический процесс взаимодействия живых (биокосных) и неживых (косных) при-

родных факторов при ведущем значении фактора влажности [1].

Болотный биогеоценоз – сложная в физическом, химическом, геологическом и биологиче-

ском отношениях система, которая находится во взаимодействии с определенными природными

условиями и обладает характерной чертой: накоплением органического вещества – торфа [2].

Минеральная геологическая среда при наличии подвижного горизонта капиллярной

каймы (ПГКК) вблизи поверхности суши, ее строение, вещественный состав и природные свой-

ства являются средой формирования болотного биогеоценоза и последующего развития торфо-

образовательного процесса, где на первоначальном этапе имели место природные геологиче-

ские процессы и явления (выветривание, суффозия, эрозионно-аккумулятивная деятельность

поверхностных текучих вод и др.) как результат активного взаимодействия литосферы, атмо-

сферы и гидросферы при последующей максимальной насыщенности органической жизнью в

условиях избыточного увлажнения суши [3 – 5]. Все это предопределяет возможность ресурс-

ной оценки болот в рамках естественных границ. Ландшафтный метод учитывает все многооб-

разие природных факторов, границы которых меняются в рамках геологического времени.

Проводимая в настоящее время ресурсная оценка торфяных месторождений и озерных

месторождений сапропеля в рамках административных границ имеет ряд существенных недос-

татков: отсутствие природных границ, отсутствие влияния и учета природных факторов, неста-

бильность и быстрое изменение границ во времени [6 – 8].

Ландшафтный метод рассматривается на примере Сандовского района Тверской облас-

ти, который входит в состав Верхневолжской физико-географической провинции (рис. 1) [9].

Район отличает многообразие генетических форм рельефа, которые обладают различной дрени-

руемостью и освоенностью, составом минеральных отложений, типом почв, составом леса

(табл. 1).

Рис. 1. Ландшафтная карта и карта размещения торфяных месторождений

и озерных месторождений сапропеля на территории Сандовского района

Тверской области (площадь района га)

Таблица 1

Сравнительная оценка характеристик ландшафтов Сандовского района Тверской области

Из рис. 1 и таблицы видно, что наиболее крупными площадями торфяных месторожде-

ний на территории Сандовского района обладают замедленнодренируемые, средне освоенные

моренно-озерно-ледниковые и морено-зандровые равнины (ландшафты 7, 8). Озерные место-

рождения сапропеля приурочены только ко 2 ландшафту.

При этом природно-территориальные комплексы района отличает многообразие болот по

местоположению в рельефе и их большая численность, где основными типами строения залежи

являются низинный и верховой тип с различными качественными характеристиками (рис. 2).

Низинный

942542

Переходный

40100

Смешанный

01000

Верховой

42263

12478

Ландшафты

Влажность,%

12478

Ландшафты

Степень разложения,%

Рис. 2. Поландшафтное распределение типов строения залежи и общетехнических свойств тор-

фяных отложений

По заболоченности (%) и удельным запасам торфа (т40%W/га) низменные плоские озер-

но-ледниковые равнины (ландшафт 8) намного превосходят соседние ландшафты (рис. 3). В це-

лом наблюдается определенная взаимосвязь заболоченности и удельных запасов торфа.

100

10000

Заболоченность,%

4,4 4,42 8,13 5,12 43,7

Удельный запас,

т/га

197,75 191,36 293,82 180,93 1319,78

12478

Рис. 3. Распределение заболоченности территории и удельных запасов

торфа по ландшафтам района

Анализ распределения торфяных месторождений по местоположению в рельефе показал,

что наибольшая их численность приходится на склон (рис. 4). На рис. 5 и табл. 2 приведена ха-

рактеристика озерных месторождений сапропеля.

Исток

Водораздел

Склон

Надпойменная

терраса

Пойма

Абсолютная встречаемость

Рис. 4. Численное распределение торфяных месторождений по местоположению в рельефе

33,%

торфянистый

17,%

песчанистый

33,%

водорослево-

песчанистый

17,% смешанно-

водорослевый

Рис. 5. Относительная встречаемость видов сапропеля

и их качественная характеристика

Таблица 2

Озерность территории второго ландшафта и удельные запасы озерного сапропеля

Выводы

Результаты проведенных исследований отражают закономерный механизм взаимоотно-

шения «разносредовых» компонентов природных комплексов, которые могут быть востребова-

ны для решения научных и практических задач по ландшафтному районированию ископаемой

ресурсной составляющей болот и озер, равно как и для других природных объектов. Позволяют

дать адекватную оценку экологического и ресурсного потенциалов территорий в свете задач

рационального природопользования.

Литература

1. Пьявченко Н.И. Болотообразовательный процесс в лесной зоне // Значение болот в биосфере. М.: Наука,

1980. С. 7 – 15.

2. Пьявченко Н.И. Об изучении болотных биогеоценозов // Основные принципы изучения болотных био-

геоценозов. Л.: Наука, 1972. С. 5 – 13.

3. Макаренко Г.Л., Шадрина Н.И. Основы биогеоценологии болот (геологический аспект): Учебное посо-

бие. Тверь: ТГТУ, 1999. – 162 с.

4. Назаров Н.Н. Место речных систем в морфологической структуре ландшафтов суши // Известия русско-

го географического общества. 2003. Т.135. Вып. 5. С. 68 – 72.

5. Макаренко Г.Л. О геосистемном принципе изучения торфяных и сапропелевых месторождений. Науч-

ный журнал: Вестник Тверского государственного университета. ТГУ: Тверь, 2006. Выпуск 8. С. 68-72.

6. Макаренко Г.Л. Оценка ресурсного потенциала природных объектов (на примере Тверской области):

Учебное пособие. Тверь: ТГТУ, 2004. – 148 с.

7. Макаренко Г.Л. Геологическая природа болот: монография. 1 изд. Тверь: ТГТУ, 2009. – 163 с.

8. Макаренко Г.Л. О природно-ресурсном районировании торфяных болот // Научный журнал: Вестник Твер-

ского государственного университета. Серия: «География и геоэкология».  Тверь: ТГУ, 2010.  № 3.  С. 56  65.

9. География Тверской области: Книга для учителя / Рук. авт. коллектива А.А.Ткаченко. Тверь: ТГУ, 1992. – 125 с.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДНОГО БАЛАНСА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

ЗА ПЕРИОД 1979-2009 ГГ.

Соколов К.И., Ипполитов И.И., Логинов С.В.

E-mail: ceo@imces.ru

Научный руководитель: Ипполитов И.И., д.ф.-м.н., профессор

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН,

г. Томск, Россия

Расчет потоков влагопереноса и выявления связи с другими метеовеличинами имеет ог-

ромное значение при исследованиях формирования климата, однако влияние изменчивости вла-

ги в атмосфере, изучено недостаточно. Исследование изменчивости элементов водного баланса

в условиях глобального потепления имеет особенное значение как для понимания процессов

происходящих в атмосфере, так и для прогнозирования возможных климатических изменений.

В качестве исходных материалов использовались данные реанализов NCAR, JRA-25

(http://ds.data.jma.go.jp./gmd/jra/download) и данные наблюдений метеорологических станций

(ftp://ftp.cdc.noaa.gov

). Рассматривались следующие величины: меридиональный и зональный

переносы, удельная влажность, отношение смеси, осадки, водное содержание облаков.

Для анализируемых величин по территории России за период 1979-2009гг. рассчитывались

средние значения и тренды (рис.1). Погрешности расчетов оценивались при уровне значимости

α=0.05. Последующий анализ пространственных распределений позволил определить области с

максимальными значениями меридионального и зонального влагопереносов и оценить тенденции

изменчивости элементов водного баланса. Анализ тенденций трендов удельной влажности, отно-

шения смеси, осадков, водного содержания облаков показал качественное совпадение.

Рис. 1 Тенденция удельной влажности (кг\кг\год) за период 1979-2009 гг.

По среднегодовым значениям меридионального(Fv) и зонального(Fu) переносов были выяв-

лены области с максимальными величинами за период 1979-2009гг. при меридиональном переносе:

-76

с.ш., 40

-55

в.д. за период с января по апрель, 40

-55

с.ш., 155

-168

в.д. за период с сен-

тября по декабрь. При зональном переносе: 40

-55

с.ш., 60

-80

в.д. за период с мая по июль. Атмо-

сферная циркуляция Западной Сибири характеризуется большой изменчивостью, по этой причине

дополнительно были выбраны три территории: 52

-58

с.ш., 80

-87

в.д. (территория Томской об-

ласти), 55

-62

с.ш., 60

-72

в.д. (Ишимская равнина), 70

-75

с.ш., 70

-80

в.д. (полуостров Ямал).

Методом обратных траекторий были выявлены источники потоков влаги приходящих на

территорию России. Из полученного набора траекторий, при помощи кластерного анализа были

выделены основные потоки. Показано, что за период март-апрель 2005г. перенос на территорию

-76

с.ш., 40

-55

в.д. осуществлялся два основными потоками: из Атлантического океана

(район Гренландии), из Северных морей (Баренцево, Карское). На территорию 40

- 55

с.ш.,

155

-168

в.д. за период ноябрь-декабрь 2005г также два выраженных потока: из Северных мо-

рей (Лаптева, Восточно-Сибирского, Чукотского) и из Тихого океана. На область 40

-55

с.ш.,

-80

в.д. оказывают влияние потоки из Атлантического океана и Северных морей.

Рис. 2. Основные потоки (сплошные стрелки) за период 1979-2009гг. приходящие

на 45-55 с.ш. 60-80 в.д.: западные (черный цвет); северный (серый цвет), пунктиром

показан восточный поток (наблюдается редко).

Анализ трендов удельной влажности, отношения смеси, осадков, водного содержания

облаков показывает, что области с положительными их тенденциями совпадают. На их измен-

чивость оказывает большое влияние потоки влаги из Атлантического океана и Северных морей.