resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2025-30-1-73-84resar-773Research ArticleНауки о Земле. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведениеEarth sciences. Engineering geology, permafrost and soil scienceИзменение геокриологических условий межаласий Центральной Якутии при прогнозируемом потеплении климатаChanges in geocryological conditions in interalas terrain under predicted climate warming, Central Yakutiahttps://orcid.org/0000-0003-4632-9840НовоприезжаяВ. А.NovopriezzhayaV. A.

Новоприезжая Варвара Андреевна, младший научный сотрудник, аспирант

ResearcherID: AER-2270-2022

 Scopus Author ID: 57219963224

г. Якутск

Novopriezzhaya Varvara Andreevna, Junior Researcher, Post-Graduate Student

ResearcherID: AER-2270-2022

Scopus Author ID: 57219963224

Yakutsk

schwarz999@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4016-2149ФедоровА. Н.FedorovA. N.

Федоров Александр Николаевич, доктор географических наук, главный научный сотрудник, заместитель директора по науке

ResearcherID: K-2478-2016

Scopus Author ID: 22957332600

г. Якутск

Fedorov Alexander Nikolaevich, Dr. Sci. (Geogr.), Chief Researcher, Deputy Director for Science

ResearcherID: K-2478-2016

Scopus Author ID: 22957332600

Yakutsk

fedorov@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им П.И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2025010420253017384Copyright © Новоприезжая В.А., Федоров А.Н., 20252025Новоприезжая В.А., Федоров А.Н.Novopriezzhaya V.A., Fedorov A.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/773

В Центральной Якутии широко распространен ледовый комплекс, приуроченный к межаласному типу местности, формирование которого произошло в плейстоцене. В условиях глобального потепления климата актуально изучение реакции и устойчивости мерзлотных ландшафтов к климатическим изменениям в будущем. При нарушении условий теплообмена происходят разрушительные криогенные процессы, такие как термокарст и термоэрозия, в особенности при техногенных воздействиях. На территории исследования распространены аласы, образовавшиеся в основном в голоценовом оптимуме при протаивании ледового комплекса. Для составления прогнозных моделей и карты распространения температур грунтов при прогнозируемом потеплении климата проанализированы климатические данные семи метеостанций и теплофизические характеристики пород типичного для исследуемого района криолитологического разреза межаласья, произведена верификация моделей. Исследуемая область – хорошо дренируемые приводораздельные пространства лесных межаласий. Результаты моделирования отражают динамику температур и глубины протаивания ледового комплекса при потеплении климата по известным климатическим сценариям: при повышении средней годовой температуры воздуха на +2 ℃/100 лет, +3 ℃/100 лет, +4 ℃/100 лет с учетом увеличения снежного покрова на 10 и 30 %, также без учета изменения количества осадков. По результатам моделирования, протаивание ледового комплекса может начаться при повышении средней годовой температуры воздуха на 4 ℃ с неизменным количеством осадков, при повышении на 3 ℃ с увеличением осадков на 10 % и при повышении на 2 ℃ с увеличением осадков на 30 %. Выделены два типа территорий по устойчивости к протаиванию ледового комплекса при климатических изменениях: неустойчивые и устойчивые. На участках неустойчивого типа протаивание ледового комплекса может начаться при увеличении средней годовой температуры воздуха на +3 ℃.

Central Yakutia is distinguished by the widespread presence of highly ice-rich permafrost dating back to the Pleistocene epoch, commonly known as the Ice Complex. In the context of global climate warming, it is essential to evaluate the sensitivity and response of permafrost-dominated landscapes to projected climatic changes. The Ice Complex sediments are primarily found in the interalas terrain type. Disruptions to the surface energy balance, particularly those associated with human activities, often lead to destructive cryogenic processes, such as thermokarst and thermal erosion. Alases are prevalent in the region, most of which formed during the Holocene Optimum as a result of the thawing of the Ice Complex. In this study, we analyzed climatic data from weather stations and the thermophysical characteristics of soil samples collected from interalas sites to develop predictive models and compile maps of future soil temperatures under projected climate warming scenarios. Moreover, we conducted model verification. The simulations were based on climatic data from seven meteorological stations and a cryolithological profile representative of the interalas terrain. The study area is a well-drained, forest-covered upland. The simulation results project the dynamics of ground temperatures and active layer thickness in the Ice Complex under three climate warming scenarios for the year 2100: an increase of +2 °C, +3 °C, and +4 °C per century, along with increases in snow cover of 10% and 30%, with no change in precipitation. The findings indicate that thawing of the Ice Complex will commence at a warming of 4 °C with no change in precipitation, at 3 °C with a 10% increase in precipitation, and at 2 °C with a 30% increase in precipitation. Additionally, we classified the terrain into two categories based on susceptibility to Ice Complex degradation due to climate change: unstable and stable. In unstable areas, thawing of the Ice Complex is projected to begin with a +3°C increase in mean annual air temperature.

межаласьемноголетнемерзлые грунтыледовый комплекспрогнозмоделированиеизменение климатаinteralas terrainpermafrostice complexpredictionmodelingclimate changeРабота выполнена в рамках проекта СО РАН «Криогенные процессы и формирование природных рисков освоения мерзлотных ландшафтов Восточной Сибири» (№ 122011400152-7).This study was conducted within the framework of the SB RAS project “Cryogenic processes and the formation of natural risks in the development of permafrost landscapes in Eastern Siberia” (No. 122011400152-7).ReferencesShestakova A.A., Fedorov A.N., Torgovkin Y.I., et al. Mapping the main characteristics of permafrost on the basis of a permafrost-landscape map of Yakutia using GIS. LAND. 2021;10(5):462; https://doi.org/10.3390/land10050462Shestakova A.A., Fedorov A.N., Torgovkin Y.I., et al. Mapping the main characteristics of permafrost on the basis of a permafrost-landscape map of Yakutia using GIS. LAND. 2021;10(5):462; https://doi.org/10.3390/land10050462Соловьев П.А. Криолитозона северной части Лено-Алданского междуречья. М.: Изд-во АН СССР; 1959. 144 с.Solovyov P.A. Cryolithozone of the northern part of the Lena-Aldan interfluve. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences; 1959. 144 p.Иванов М.С. Криогенное строение четвертичных отложений Лено-Алданской впадины. Новосибирск: Наука;1984. 132 с.Ivanov M.S. Cryogenic structure of quaternary sediments of the Lena-Aldan depression. Novosibirsk: Nauka, 1984. 132 p. (In Russ.)Босиков Н.П. Аласность Центральной Якутии. В кн.: Некрасов И.А., Климовский И.В. (ред.). Геокриологические условия в горах и на равнинах Азии. Якутск: Институт мерзлотоведения; 1978. С. 113–118.Bosikov N.P. Alasnost of Central Yakutia. In: Nekrasov I.A., Klimovskiy I.V. (eds.) Geocryological conditions in the mountains and plains of Asia. Yakutsk: Permafrost Institute; 1978, pp. 113–118. (In Russ.)Брушков А.В. Глобальные изменения окружающей среды, реакция криолитозоны и устойчивость инженерных сооружений. Инженерные изыскания. 2015;(14):14–26.Brushkov A.V. Global environmental changes, cryolithozone reaction and sustainability of engineering structures. Engineering survey. 2015;(14):14–26. (In Russ.)Hinkel K.M., Nelson F.E., Klene A.E., Bell J.H. The urban heat island in winter at Barrow, Alaska. International Journal of Climatology. 2003;23(15). https://doi.org/10.1002/joc.971.Hinkel K.M., Nelson F.E., Klene A.E., Bell J.H. The urban heat island in winter at Barrow, Alaska. International Journal of Climatology. 2003;23(15). https://doi.org/10.1002/joc.971.Romanovsky V. E., Osterkamp T.E. Thawing of the active layer on the Coastal Plain of the Alaskan Arctic. Permafrost and Periglacial Processes. 1997;(8):1–22.Romanovsky V. E., Osterkamp T.E. Thawing of the active layer on the Coastal Plain of the Alaskan Arctic. Permafrost and Periglacial Processes. 1997;(8):1–22.Новоприезжая В.А., Федоров А.Н. Реконструкция палеотемператур грунтов ледового комплекса Центральной Якутии в голоцене. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2024;29(2):224–234. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2024-29-2-224-234.Novopriezzhaya V.A., Fedorov A.N. Reconstruction of the paleotemperature of the Central Yakutia Ice Complex during the Holocene period. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2024;29(2):224–234. (In Russ.) https://doi.org/10.31242/2618-9712-2024-29-2-224-234.Скачков Ю.Б. Динамика изменения среднегодовой температуры воздуха в Республике Саха Якутия за последние 50 лет. В кн.: Труды IX международного симпозиума «Баланс углерода, воды и энергии и климат бореальных и арктических регионов с особым акцентом на восточную Евразию», г. Якутск, 1–4 ноября 2016 года. Нагоя: Изд-во Университета Нагоя; 2016. С. 208–211.Skachkov Yu.B. Dynamics of change in average annual air temperature in the Republic of Sakha-Yakutia over the past 50 years. In: Proceedings of the 9th International Symposium “Carbon, Water, and Energy Balance and Climate of Boreal and Arctic Regions with Special Emphasis on Eastern Eurasia”, Yakutsk, November 1–4, 2016. Nagoya: Nagoya University Press; 2016, рp. 208– 211. (In Russ.)Будыко М.И. Климат конца ХХ века. Метеорология и гидрология. 1988;(10):5–15.Будыко М.И. Климат конца ХХ века. Метеорология и гидрология. 1988;(10):5–15.Гаврилова М.К. Предстоящие изменения климата и вечная мерзлота. В кн.: Рациональное природопользование в криолитозоне. М.: Наука; 1992. С. 8–12.Гаврилова М.К. Предстоящие изменения климата и вечная мерзлота. В кн.: Рациональное природопользование в криолитозоне. М.: Наука; 1992. С. 8–12.Климанов В.А. Палеоклимат Северной Евразии при повышении среднеглобальной температуры на 0,6–0,8 °С и менее. В кн.: Величко А.А. (ред.) Климаты и ландшафты Северной Евразии в условиях глобального климата. Ретроспективный анализ и сценарии. Вып. III. М.: ГЕОС; 2010. С. 70–86.Klimanov V.A. Paleoclimate of Northern Eurasia with an increase in the average global temperature by 0.6– 0.8°C. In: Velichko A.A. (ed.) Climates and landscapes of Northern Eurasia under conditions of global warming. Retrospective analysis and scenarios. Issue 3. Moscow: GEOS; 2010, pp. 70–86. (In Russ.)Научно-прикладной справочник по климату СССР. Выпуск 24, часть II, IV. Ленинград: Гидрометеоиздат; 1989. 607 с.Scientific and applied handbook on the climate of the USSR. Issue 24, part II, IV. Leningrad: Hydrometeorological Publishing House; 1989. 607 p. (In Russ.)Веселов В.М., Прибыльская И.Р., Мирзеабасов О.А. Специализированные массивы для климатических исследований. Режим доступа: http://aisori-m.meteo.ru/waisori/index1.xhtmlВеселов В.М., Прибыльская И.Р., Мирзеабасов О.А. Специализированные массивы для климатических исследований. Режим доступа: http://aisori-m.meteo.ru/waisori/index1.xhtmlMelnikov E.S., Leibman M.O., Moskalenko N.G., Vasiliev A.A. Active-layer monitoring in the Cryolithozone of West Siberia. Polar Geography. 2004;28(4):267– 285. https://doi.org/10.1080/789610206Melnikov E.S., Leibman M.O., Moskalenko N.G., Vasiliev A.A. Active-layer monitoring in the Cryolithozone of West Siberia. Polar Geography. 2004;28(4):267– 285. https://doi.org/10.1080/789610206Павлов А.В., Малкова Г.В. Мелкомасштабное картографирование трендов современных изменений температуры грунтов на Севере России. Криосфера Земли. 2009;13(4):32–39.Pavlov A.V., Malkova G.V. Small-scale mapping of trends in modern soil temperature changes in the North of Russia. Earth’s Cryosphere. 2009;13(4):32–39. (In Russ.)Андреев А.А. История растительности и климата Центральной Якутии в голоцене и позднеледниковье. В кн.: Материалы международной конференции «Озера холодных регионов». Ч.4: Вопросы палеоклиматологии, палеолимнологии и палеоэкологии. Якутск: ЯГУ им. М.К. Аммосова; 2000. С. 15–19.Andreev A.A. History of vegetation and climate of Central Yakutia in the Holocene and Late Glacial period. In: Proceedings of the international conference “Lakes of cold regions”. Part 4: Issues of paleoclimatology, paleolimnology and paleoecology. Yakutsk, Yakut State University; 2000, pp. 15–19. (In Russ.)Новоприезжая В.А., Федоров Н.А. Моделирование температурного режима грунтов межаласья Центральной Якутии на примере полигона Умайбыт. В кн.: Материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 60-летию образования Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН «Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне, г. Якутск, 28–30 сентября 2020 года». Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН; 2020. С. 142–145.Novopriezzhaya V.A., Fedorov N.A. Modeling of the soil temperature regime in the Central Yakutia interfluve using the Umaibyt landfill as an example. In: Proceedings of the All-Russian conference with international participation dedicated to the 60th anniversary of the formation of the P.I. Melnikov Permafrost Institute SB RAS “Sustainability of natural and technical systems in the cryolithozone, September 28–30, 2020”. Yakutsk: Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; 2020, pp. 142–145.Гаврилова М.К. Современный климат и вечная мерзлота на континентах. Новосибирск: Наука; 1981. 112 с.Gavrilova M.K. Modern climate and permafrost on continents. Novosibirsk: Nauka; 1981. 112 p.Фотиев С.М. Возможные изменения геотемпературного поля криогенной области России при глобальном изменении климата. Криосфера Земли. 2000;4(3): 14–29.Fotiev S.M. Possible changes in the geotemperature field of the cryogenic region of Russia under global climate change. Earth’s Cryosphere. 2000;4(3):14–29.Иванов В.А., Рожин И.И. Моделирование деградации многолетнемерзлых пород при потеплении климата в условиях Центральной Якутии на ближайшие 300 лет. Современные наукоемкие технологии. 2021;(10):41–47.Ivanov V.A., Rozhin I.I. Modeling of permafrost degradation during climate warming in Central Yakutia for the next 300 years. Modern Scientific Technologies. 2021;(10): 41–47. (In Russ.)Балобаев В.Т., Скачков Ю.Б., Шендер Н.И. Прогноз изменения климата и мощности мерзлых пород Центральной Якутии до 2200 года. География и природные ресурсы. 2009;(2):50–56.Balobaev V.T., Skachkov Yu.B., Shender N.I. Forecast of climate change and thickness of frozen rocks in Central Yakutia up to 2200. Geography and Natural Resources. 2009;(2):50–56. (In Russ.)Мелешко В.П., Катцов В.М., Говоркова В.А. и др. Антропогенные изменения климата в XXI веке в Северной Евразии. Метеорология и гидрология. 2004;(7):5–26.Meleshko V.P., Kattsov V.M., Govorkova V.A., et al. Anthropogenic climate change in the 21st century in Northern Eurasia. Meteorology and hydrology. 2004;(7): 5–26. (In Russ.)Павлов А.В, Гравис Г.Ф. Вечная мерзлота и современный климат. Природа. 2000;(4):10–18.Pavlov A.V., Gravis G.F. Permafrost and modern climate. Priroda. 2000;(4):10–18. (In Russ.)Romanovsky V.E., Kholodov A.L., Marchenko S.S., et al. Thermal state and fate of permafrost in Russia: first results of IPY. In: Kane D.L., Hinkel K.M. (eds.) Proceedings of the Ninth International Conference on Permafrost, Vol. 2, Fairbanks, Alaska, 28 June–3 July 2008. Fairbanks: Institute of Northern Engineering, University of Alaska Fairbanks; 2008, pp. 1511–1518.Romanovsky V.E., Kholodov A.L., Marchenko S.S., et al. Thermal state and fate of permafrost in Russia: first results of IPY. In: Kane D.L., Hinkel K.M. (eds.) Proceedings of the Ninth International Conference on Permafrost, Vol. 2, Fairbanks, Alaska, 28 June–3 July 2008. Fairbanks: Institute of Northern Engineering, University of Alaska Fairbanks; 2008, pp. 1511–1518.Анисимов О.А., Жирков А.Ф., Шерстюков А.Б. Современные изменения криосферы и природной среды в Арктике. Арктика XXI век. Естественные науки. 2015;(2):24–47.Anisimov O.A., Zhirkov A.F., Sherstyukov A.B. Current changes in cryosphere and environment in the Arctic. Arctic XXI century. Natural sciences. 2015;(2):24–47. (In Russ.)

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