resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2021-26-3-43-51resar-131Research ArticleНауки о Земле. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведениеEarth sciences. Engineering geology, permafrost and soil scienceТепловое состояние грунтов Енисейской АрктикиThermal state of soils in the Yenisei Arctichttps://orcid.org/0000-0001-8155-378XСкрябинП. Н.SkryabinP. N.

СКРЯБИН Павел Николаевич, кандидат географических наук, старший научный сотрудник

СО РАН, 677010, Якутск, ул. Мерзлотная 36,

ResearcherID: V-9373-2018, Scopus ID: 6508006475

SKRYABIN, Pavel Nikolayevich, Cand. Sci. (Geography), senior researcher

SB RAS, 36 Merzlotnaya st., Yakutsk 677010

ResearcherID: V-9373-2018, Scopus ID: 6508006475

vsp@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. МельниковаРоссияMelnikov Permafrost InstituteRussian Federation2021160920212634351Copyright © Скрябин П.Н., 20212021Скрябин П.Н.Skryabin P.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/131

Представлены результаты экспериментальных исследований теплового режима верхних горизонтов криолитозоны в естественных условиях и при освоении региона. Показана структура радиационно-теплового баланса поверхности в различных природных подзонах. Количественно оценено влияние снежного, растительного и напочвенного покровов на формирование теплового режима грунтов слоя годовых теплооборотов. На основе математического моделирования оценено влияние техногенных воздействий на тепловой режим грунтов. Приведены результаты прогноза изменения термического состояния грунтов при освоении территории северной тайги, лесотундры и южной тундры. Предложены основные задачи геотемпературного мониторинга при организации стационаров и полигонов в осваиваемых районах региона.

Results of the experimental studies of the thermal regime in the upper horizons of the cryolithozone under natural conditions and during the development of the region are presented. The structure of radiation-thermal balance over the surface in different natural sub-zones is demonstrated. The effect of snow, vegetation and ground covers on the formation of thermal regime of the soils of annual heat turnover is evaluated quantitatively. The effect of technogenic impact on the thermal regime of soils is estimated on the basis of mathematical modeling. Results of the prediction of changes in the thermal state of soils caused by the development of the northern taiga, forest-tundra and southern tundra territories are described. The major tasks of geothermal monitoring related to the arrangement of observation stations and testing areas in the regions under development are proposed.

Енисейская Арктикаклиматрадиационный баланстепловой баланскриолитозонатемпература грунтовмощность деятельного слояпрогноз теплового режимаYenisei Arcticclimateradiation balancethermal balancecryolithozonesoil temperaturethickness of the active layerforecast of thermal regimeРабота выполнена в рамках бюджетного проекта ИМЗ СО РАН 1.5.12 «Тепловое поле и криогенная толща Северо-Востока России. Особенности формирования и динамика».The research was carried out within the framework of fundamental prospecting research 1.5.12 (Project No. 4 Thermal field and cryogenic layer in the North-East of Russia. Features of formation and dynamics).ReferencesПчелинцев А.М. Строение и физико-механические свойства мерзлых грунтов. М.: Наука, 1964. 260 с.Pchelintsev A.M. Stroenie i fiziko-mekhanicheskie svoistva merzlykh gruntov. M.: Nauka, 1964. 260 p.Константинова Г.С. Многолетнемерзлые горные породы Енисейско-Пясинского Севера // Вопросы региональной геокриологии Средней Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 114–139. (Тр. Игарской НИМС, вып. 2).Konstantinova G.S. Mnogoletnemerzlye gornye porody Eniseisko-Pyasinskogo Severa // Voprosy regional’noi geokriologii Srednei Sibiri. M.: Izd-vo AN SSSR, 1961. P. 114–139. (Tr. Igarskoi NIMS, vyp. 2).Тыртиков А.П. Мощность сезонно-талого слоя почвы в районе Игарки // Труды Игарской НИМС. М., 1961. Вып. 2. С. 91–96.Tyrtikov A.P. Moshchnost’ sezonno-talogo sloya pochvy v raione Igarki // Trudy Igarskoi NIMS. M., 1961. Iss. 2. P. 91–96.Григорьев Н.Ф. О современном промерзании пород в процессе обмеления рек в районах Енисейского Севера // Гидрогеология Енисейского Севера. Л., 1969. С. 106–108.Grigor’ev N.F. O sovremennom promerzanii porod v protsesse obmelenii rek v raionakh Eniseiskogo Severa // Gidrogeologiya Eniseiskogo Severa. L., 1969. P. 106–108.Карпов Е.Г. О температуре мерзлой зоны Таймырской депрессии // Гидрогеология Енисейского Севера. Л., 1969. Вып. 1. С. 75–77.Karpov E.G. O temperature merzloi zony Taimyrskoi depressii // Gidrogeologiya Eniseiskogo Severa. L., 1969. Iss. 1. P. 75–77.Тыртиков А.П. Развитие растительности как фактор формирования и динамики многолетнемерзлых пород // Проблемы Севера. М.: Изд-во АН СССР, 1963. Вып. 7. С. 227–231.Tyrtikov A.P. Razvitie rastitel’nosti kak faktor formirovaniya i dinamiki mnogoletnemerzlykh porod // Problemy Severa. M.: Izd-vo AN SSSR, 1963. Iss. 7. P. 227–231.Бакулин Ф.Г., Ермаков В.Ф. Новые данные о температуре многолетнемерзлых пород в Западной Сибири // Геокриологические исследования. Якутск: Кн. изд-во, 1971. С. 83–85.Bakulin F.G., Ermakov V.F. Novye dannye o temperature mnogoletnemerzlykh porod v Zapadnoi Sibiri // Geokriologicheskie issledovaniya. Yakutsk: Kn. izd-vo, 1971. P. 83–85.Григорьев Н.Ф. Изменение мерзлотных условий при создании водохранилищ в Заполярье (на примере Хантайского водохранилища) // Вопросы развития и освоения мерзлых толщ. Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1990. С. 85–90.Grigor’ev N.F. Izmenenie merzlotnykh uslovii pri sozdanii vodokhranilishch v Zapolyar’e (na primere Khantaiskogo vodokhranilishcha) // Voprosy razvitiya i osvoeniya merzlykh tolshch. Yakutsk: IMZ SO AN SSSR, 1990. P. 85–90.Казанский О.А. Влияние мохово-торфяных покровов на температурный режим грунтов (на примере района нижнего течения р. Курейки) // Термика почв и горных пород в холодных регионах. Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1982. С. 80–89.Kazanskii O.A. Vliyanie mokhovo-torfyanykh pokrovov na temperaturnyi rezhim gruntov (na primere raiona nizhnego techeniya r. Kureiki) // Termika pochv i gornykh porod v kholodnykh regionakh. Yakutsk: IMZ SO AN SSSR, 1982. P. 80–89.Шевелева Н.С., Хомичевская Л.С. Геокриологические условия Енисейского Севера. М.: Наука, 1967. 128 с.Sheveleva N.S., Khomichevskaya L.S. Geokriologicheskie usloviya Eniseiskogo Severa. M.: Nauka, 1967. 128 p.Чжан Р.В. Участие Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН в научном сопровождении мегапроектов в Восточной Сибири // Проблемы инженерного мерзлотоведения: материалы IX Международного симпозиума, 3–7 сентября 2011 г., г. Мирный, Россия. Якутск: Издательство Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 2011. С. 14–17.Chzhan R.V. Uchastie Instituta merzlotovedeniya im. P.I. Mel’nikova SO RAN v nauchnom soprovozhdenii megaproektov v Vostochnoi Sibiri // Problemy inzhenernogo merzlotovedeniya: materialy IX Mezhdunarodnogo simpoziuma, 3–7 sentyabrya 2011 g., g. Mirnyi, Rossiya. Yakutsk: Izdatel’stvo Instituta merzlotovedeniya im. P.I. Mel’nikova SO RAN, 2011. P. 14–17.Гончаров Ю.М., Попович А.П. Опыт строительства и эксплуатации производственного здания на пространственном вентилируемом фундаменте в г. Норильске // Проблемы инженерного мерзлотоведения: материалы IX Международного симпозиума, 3–7 сентября 2011 г., г. Мирный, Россия. Якутск: Издательство Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 2011. С. 516–518.Goncharov Yu.M., Popovich A.P. Opyt stroitel’stva i ekspluatatsii proizvodstvennogo zdaniya na prostranstvennom ventiliruemom fundamente v g. Noril’ske // Problemy inzhenernogo merzlotovedeniya: materialy IX Mezhdunarodnogo simpoziuma, 3–7 sentyabrya 2011 g., g. Mirnyi, Rossiya. Yakutsk: Izdatel’stvo Instituta merzlotovedeniya im. P.I. Mel’nikova SO RAN, 2011. P. 516–518.Дроздов Д.Г., Малкова Г.В., Украинцева Н.Г., Коростелев Ю.В. Мониторинг геокриологических условий южнотундровых ландшафтов Европейского Севера и Западной Сибири // Труды Десятой Международной конференции по мерзлотоведению, г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Россия, 25–29 июня 2012 г. Т. 3. Салехард, 2012. С. 159–164.Drozdov D.G., Malkova G.V., Ukraintseva N.G., Korostelev Yu.V. Monitoring geokriologicheskikh uslovii yuzhnotundrovykh landshaftov Evropeiskogo Severa i Zapadnoi Sibiri // Trudy Desyatoi Mezhdunarodnoi konferentsii po merzlotovedeniyu, g. Salekhard, YamaloNenetskii avtonomnyi okrug (YaNAO), Rossiya, 25–29 iyunya 2012 g. Vol. 3. Salechard, 2012. P. 159–164.Круподеров В.С., Дубровин В.А. Проблемные аспекты изучения и освоения Арктической криолитозоны // Труды Десятой Международной конференции по мерзлотоведению, г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Россия, 25–29 июня 2012 г. Т. 3. Салехард, 2012. С. 275–279.Krupoderov V.S., Dubrovin V.A. Problemnye aspekty izucheniya i osvoeniya Arkticheskoi kriolitozony // Trudy Desyatoi Mezhdunarodnoi konferentsii po merzlotovedeniyu, g. Salekhard, Yamalo-Nenetskii avtonomnyi okrug (YaNAO), Rossiya, 25–29 iyunya 2012 g. Vol. 3. Salechard, 2012. P. 275–279.Оберман Н.Г. Многолетний режим температуры криолитозоны европейского Северо-Востока в течение современного потепления климата // Труды Десятой Международной конференции по мерзлотоведению, г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Россия, 25–29 июня 2012 г. Т. 3. Салехард, 2012. С. 359–364.Oberman N.G. Mnogoletnii rezhim temperatury kriolitozony evropeiskogo Severo-Vostoka v techenie sovremennogo potepleniya klimata // Trudy Desyatoi Mezhdunarodnoi konferentsii po merzlotovedeniyu, g. Salekhard, Yamalo-Nenetskii avtonomnyi okrug (YaNAO), Rossiya, 25–29 iyunya 2012 g. Vol. 3. Salechard, 2012. P. 359–364.Рыкова В.В., Шевцова Э.Ю. Особенности возведения инженерных сооружений в криолитозоне: анализ информационного массива из БД «Проблемы Севера» // Труды Десятой Международной конференции по мерзлотоведению, г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Россия, 25–29 июня 2012 г. Т. 3. С. 519–523.Rykova V.V., Shevtsova E.Yu. Osobennosti vozvedeniya inzhenernykh sooruzhenii v kriolitozone: analiz informatsionnogo massiva iz BD «Problemy Severa» // Trudy Desyatoi Mezhdunarodnoi konferentsii po merzlotovedeniyu, g. Salekhard, Yamalo-Nenetskii avtonomnyi okrug (YaNAO), Rossiya, 25–29 iyunya 2012 g. Vol. 3. Salechard, 2012. P. 519 – 523.Шполянская Н.А. Особенности плейстоценово-голоценовой истории криолитозоны западного и восточного секторов Российской Арктики и Субарктики // Труды Десятой Международной конференции по мерзлотоведению, г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Россия, 25–29 июня 2012 г. Т. 3. Салехард, 2012. С. 591–596.Shpolyanskaya N.A. Osobennosti pleistotsenovogolotsenovoi istorii kriolitozony zapadnogo i vostochnogo sektorov Rossiiskoi Arktiki i Subarktiki // Trudy Desyatoi Mezhdunarodnoi konferentsii po merzlotovedeniyu, g. Salekhard, Yamalo-Nenetskii avtonomnyi okrug (YaNAO), Rossiya, 25–29 iyunya 2012 g. Vol. 3. Salechard, 2012. P. 591 – 596.Мельников Н.И., Власов В.П. Инженерно-геологическая изученность Северо-Востока России // Материалы XI Международного симпозиума по проблемам инженерного мерзлотоведения: Тезисы докладов, г. Магадан (Россия), 5–8 сентября 2017 г. Магадан, 2017 С. 276–277.Mel’nikov N.I., Vlasov V.P. Inzhenerno-geologicheskaya izuchennost’ Severo-Vostoka Rossii // Materialy XI Mezhdunarodnogo simpoziuma po problemam inzhenernogo merzlotovedeniya: Tezisy dokladov, g. Magadan (Rossiya), 5–8 sentyabrya 2017 g. Magadan, 2017. P. 276–277.Serikov S.I. Monitoring of the dynamics of rocks thermal regime in Eastern Siberia / S.I. Serikov [et al.] // Tenth International Conference on Permafrost (TICOP): Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous District, Russia, June 25–29, 2012). Volume 4 (Extended Abstracts in English). Tyumen, Russia: Pechatnik, 2012. P. 516–517.Serikov S.I. Monitoring of the dynamics of rocks thermal regime in Eastern Siberia / S.I. Serikov [et al.] // Tenth International Conference on Permafrost (TICOP): Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous District, Russia, June 25–29, 2012). Volume 4 (Extended Ab stracts in English). Tyumen, Russia: Pechatnik, 2012. P. 516–517.Romanovsky V.E., Drozdov D.S., Oberman N.G., Malkova G.V., Kholodov A.L., Marchenko S.S., Moskalenko N.G., Sergeev D.O., Ukraintseva N.G., Abramov A.A., Gilichinsky D.A., Vasiliev A.A. Thermal state of permafrost in Russia // Permafrost and Periglacial Processes. 2010. Vol. 21. P. 136–155.Romanovsky V.E., Drozdov D.S., Oberman N.G., Malkova G.V., Kholodov A.L., Marchenko S.S., Moskalenko N.G., Sergeev D.O., Ukraintseva N.G., Abramov A.A., Gilichinsky D.A., Vasiliev A.A. Thermal state of permafrost in Russia // Permafrost and Periglacial Processes. 2010. Vol. 21. P. 136–155.Скрябин П.Н., Сергеев Б.П. Тепловой режим грунтов Енисейского Севера. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР, 1989. 176 с.Skryabin P.N., Sergeev B.P. Teplovoi rezhim gruntov Eniseiskogo Severa. Yakutsk: In-t merzlotovedeniya SO AN SSSR, 1989. 176 p.Скрябин П.Н. Тепловой режим грунтов в районе Игарки // Вопросы геокриологии в трудах молодых ученых и специалистов. Якутск, 1976. С. 87–95.Skryabin P.N. Teplovoi rezhim gruntov v raione Igarki // Voprosy geokriologii v trudakh molodykh uchenykh i spetsialistov. Yakutsk, 1976. P. 87–95.Сергеев Б.П., Скрябин П.Н. Радиационный режим различных видов деятельной поверхности на севере Красноярского края и Тюменской области // Геотеплофизические исследования в Сибири. Новосибирск, 1978. С. 73–85.Sergeev B.P., Skryabin P.N. Radiatsionnyi rezhim razlichnykh vidov deyatel’noi poverkhnosti na severe Krasnoyarskogo kraya i Tyumenskoi oblasti // Geoteplofizicheskie issledovaniya v Sibiri. Novosibirsk, 1978. P. 73–85.Рекомендации по выбору и подготовке строительных площадок, инженерной и биологической рекультивации тундровых массивов, нарушенных в результате строительства газопроводов. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР, 1978. 25 с.Rekomendatsii po vyboru i podgotovke stroitel’nykh ploshchadok, inzhenernoi i biologicheskoi rekul’tivatsii tundrovykh massivov, narushennykh v rezul’tate stroitel’stva gazoprovodov. Yakutsk: In-t merzlotovedeniya SO AN SSSR, 1978. 25 p.Временное руководство по защите ландшафтов при прокладке газопроводов на Крайнем Севера. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР, 1980. 44 с.Vremennoe rukovodstvo po zashchite landshaftov pri prokladke gazoprovodov na Krainem Severa. Yakutsk: In-t merzlotovedeniya SO AN SSSR, 1980. 44 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.