Изменение геокриологических условий межаласий Центральной Якутии при прогнозируемом потеплении климата

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 ℃.

1. Shestakova 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/land10050462

2. Соловьев П.А. Криолитозона северной части Лено-Алданского междуречья. М.: Изд-во АН СССР; 1959. 144 с.

3. Иванов М.С. Криогенное строение четвертичных отложений Лено-Алданской впадины. Новосибирск: Наука;1984. 132 с.

4. 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.

5. Брушков А.В. Глобальные изменения окружающей среды, реакция криолитозоны и устойчивость инженерных сооружений. Инженерные изыскания. 2015;(14):14–26.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Будыко М.И. Климат конца ХХ века. Метеорология и гидрология. 1988;(10):5–15.

11. Гаврилова М.К. Предстоящие изменения климата и вечная мерзлота. В кн.: Рациональное природопользование в криолитозоне. М.: Наука; 1992. С. 8–12.

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.

13. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Выпуск 24, часть II, IV. Ленинград: Гидрометеоиздат; 1989. 607 с.

14. Веселов В.М., Прибыльская И.Р., Мирзеабасов О.А. Специализированные массивы для климатических исследований. Режим доступа: http://aisori-m.meteo.ru/waisori/index1.xhtml

15. Melnikov 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/10.1080/789610206

16. Павлов А.В., Малкова Г.В. Мелкомасштабное картографирование трендов современных изменений температуры грунтов на Севере России. Криосфера Земли. 2009;13(4):32–39.

17. 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.

18. 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.

19. Гаврилова М.К. Современный климат и вечная мерзлота на континентах. Новосибирск: Наука; 1981. 112 с.

20. Фотиев С.М. Возможные изменения геотемпературного поля криогенной области России при глобальном изменении климата. Криосфера Земли. 2000;4(3): 14–29.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. Павлов А.В, Гравис Г.Ф. Вечная мерзлота и современный климат. Природа. 2000;(4):10–18.

25. 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.

26. 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.