Статьи автора

ОЦЕНКА ЭВОЛЮЦИИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРМОКАРСТОВЫХ РАВНИН КРИОЛИТОЗОНЫ В СВЯЗИ С КЛИМАТИЧЕСКИМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ ПО МАТЕРИАЛАМ КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

Номер выпуска 2 от 19.09.2025

Вопрос изменения геокриологических условий и ландшафта криолитозоны в связи с климатическими изменениями в настоящее время является актуальным и активно изучается многими исследователями. Однако при этом изменению морфологической структуры и количественному анализу уделяется недостаточно внимания. Цель настоящего исследования – количественный анализ морфологической структуры эрозионно-термокарстовой и озерно-термокарстовой равнины. Исследование проведено по материалам космической съемки: архивные снимки Corona с разрешением 3–12 м/пикс, за 1961–1979 гг. и набор современных снимков высокого разрешения 0.5–2.5 м/пикс за 2008–2019 гг. Анализ изменений морфологической структуры термокарстовых равнин проводился по ключевым участкам, расположенным в зоне сплошной многолетней мерзлоты, на севере Западно-Сибирской низменности, в устье р. Лена, в Восточной Сибири, на Баффиновой Земле. Проверка статистических различий между выборками 1961–1979 и 2013–2019 гг. по критерию Смирнова выявила статистические значимые различия в распределениях площадей озер эрозионно-термокарстовых равнин только на двух участках. На одном из этих участков изменения носят плавный характер с сохранением интегрально-экспоненциального вида распределения площадей озер. Оценка значимости статистических различий за 1964–1976 и 2008–2014 гг. для озерно-термокарстовых равнин выявила значимое различие только для одного участка. Изменение морфологической структуры эрозионно-термокарстовых равнин в связи с климатическими изменениями протекает более интенсивно, чем у озерно-термокарстовых равнин; изменения затронули 22% ключевых участков против 12% у озерно-термокарстовых равнин. Ключевые участки с выявленными изменениями относятся к полуострову Ямал. Устойчивость морфологических структур к климатическим изменениям выше, чем у отдельных компонентов ландшафта. На климатические изменения в первую очередь реагируют эрозионные процессы, что приводит к изменению распределений площадей термокарстовых озер эрозионно-термокарстовых равнин при интенсификации их спуска и превращения в хасыреи.

1 0

Оценка изменения природных рисков в пределах эрозионно-термокарстовых равнин под действием климатических трендов

Номер выпуска 3 от 19.09.2025

Актуальность оценки риска для инженерных сооружений в условиях опасных геологических процессов определяется все более изменяющимися природными условиям в зонах многолетней мерзлоты. Статистический подход к исследованию сопровождается определенными трудностями, так как накопление статистики требует значительного времени, и это время зачастую сравнимо со временем функционирования сооружения. Главный и наиболее трудный этап оценки риска – оценка вероятности поражения инженерных сооружений опасным геологическим процессом. Целью исследования являлось обоснование способа решения данной задачи на территории эрозионно-термокарстовых равнин для линейных объектов с помощью методов математической морфологии ландшафта, который позволяет перейти к количественной оценке риска. При применении методов математической морфологии ландшафта любая неоднородная территория предварительно разбивается на участки, однородные по условиям протекания процессов. В основе методики лежит разработанная авторами модель развития морфологической структуры эрозионно-термокарстовой равнины в условиях асинхронного старта, реализующаяся по данным эмпирической проверки в наибольшем числе случаев. Модель применялась на 4 ключевых участках, расположенных в разных физико-географических условиях, но имеющих морфологическую однородность. По материалам космической съемки разных сроков проводилось дешифрирование термокарстовых озер и хасыреев. Средняя плотность числа поражений на разных участках колеблется 0.00026 год^–1 до 0.00104 год^–1, при этом четкой тенденции изменения во времени не наблюдается. По количественным экспериментальным данным наблюдается дифференцированное по участкам изменение риска поражений линейных сооружений в пределах эрозионно-термокарстовых равнин за последние несколько десятков лет (46–56 лет). Вероятность поражения линейных сооружений значимо изменилась (6–9 раз) на лишь одном участке (Яно-Индигирская низменность), что подтверждает критерий хи-квадрат. Такая ситуация наблюдается при длинах линейных сооружений 3–4 км. Однако на большей части ключевых участков отсутствует значимое изменение вероятности поражения, несмотря на идущие климатические изменения.

1 0

Анализ развития экзогенных геологических процессов на основе моделей математической морфологии ландшафта

Номер выпуска 6 от 19.09.2025

Цель статьи – показать целесообразность использования подходов математической морфологии ландшафта при анализе развития экзогенных геологических процессов (ЭГП). На примере эрозионно-термокарстовых равнин показано, что использование подходов математической морфологии ландшафта позволяет провести анализ развития территории в условиях взаимодействия нескольких ЭГП. Эрозионно-термокарстовые равнины отличаются сложным взаимодействием двух процессов – термокарста и термоэрозии, характеризующимися постоянной генерацией новых очагов термокарстовых процессов и уменьшением числа термокарстовых очагов при спуске озер термоэрозией, непрерывным изменением условий развития новых очагов термокарстовых процессов за счет трансформации основной поверхности в поверхность хасыреев. На основе математической модели морфологической структуры показано, что на каждом из двух типов поверхности в пределах эрозионно-термокарстовых равнин устанавливается динамическое равновесие в процессах возникновения, роста и спуска термокарстовых озер. На примере абразионных берегов в криолитозоне показано, что использование подходов математической морфологии ландшафта позволяет провести анализ комплекса процессов развития термоцирков в условиях сложного взаимодействия их очагов. Показано, что в условиях относительного однородного по геологическим и геокриологическим условиям абразионного склона устанавливается динамическое равновесие, характеризующееся стабилизацией двух параметров: средней плотности расположения термоцирков и вероятностного распределения размеров термоцирков по простиранию склона. Получены: аналитическая зависимость между вероятностными распределениями размеров хорд образующихся молодых оползней и хорд всех представленных оползней, в том числе частично стертых более поздними оползнями, и зависимость между средней плотностью расположения оползней вдоль береговой линии и параметрами распределения размеров хорд образующихся молодых оползней. Закономерности были проверены на ряде участков на основе данных дистанционного зондирования.

0

Возможность количественного определения динамических параметров оползневых процессов термоабразионных берегов в криолитозоне на основе анализа морфологической структуры по однократной космической съемке

Номер выпуска 6 от 19.09.2025

Цель настоящего исследования − изучение возможности количественного определения динамических параметров оползневых процессов термоабразионных берегов в криолитозоне на основе анализа морфологической структуры этих берегов по материалам однократных космических съемок. Эмпирическое изучение проводилось на шести ключевых участках полуостровов Канин нос, Гыдан и Ямал. Из проведенного анализа следует, что вероятностное распределение размеров термоцирков, наблюдаемых в каждый момент, отличается от распределения размеров, образующихся молодых термоцирков (соответственно, оползней) за счет полного стирания термоцирка или его части в процессе развития берега. Результаты математического моделирования показали, что в условиях относительно однородного по геологическим и геокриологическим характеристикам абразионного склона устанавливается динамическое равновесие, проявляющееся в стабилизации средних размеров термоцирков и вероятностного распределения их размеров по простиранию склона. Наблюдаемые тенденций изменения средних размеров термоцирков на изученных ключевых участках (согласно эмпирическим данным) соответсвуют выводу о существовании динамического равновесия в развитии морфологической структуры берегов. Получена аналитическая зависимость, дающая принципиальную возможность по наблюдаемой морфологической структуре термоабразионных берегов на снимке однократной космической съемки определить вероятностное распределение размеров формирующихся молодых оползней без стационарных наблюдений. Плотность генерации формирующихся оползней по морфологической структуре термоабразионных берегов не определяется. Результат исследования может быть использован при прогнозе отступания береговой линии и прогнозе оползневых процессов на термоабразионных берегах криолитозоны.

1 0