Геомаркетинг » АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕГОДОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МEРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ВОЗМОЖНЫХ СЦЕНАРИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА СЕРЕДИНУ XXI в.

DOI: 10.25296/1997-8669-2021-15-4

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕГОДОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МEРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ВОЗМОЖНЫХ СЦЕНАРИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА СЕРЕДИНУ XXI в.

Шелков Я.Ю., Фалалеева А.А.

Шелков Я.Ю., Фалалеева А.А., 2021. Анализ изменения среднегодовой температуры мeрзлых пород при возможных сценариях потепления в Арктической зоне Российской Федерации на середину XXI в. ГеоРиск, Том XV, № 4, с. 8–16, https://doi.org/10.25296/1997-8669-2021-15-4-8-16.

В настоящей работе рассмотрены изменения среднегодовой температуры мeрзлых пород при различных сценариях потепления в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ) к 2050 г. Мощность и строение криолитозоны напрямую зависят от изменения климата. Современное потепление проявляется прежде всего в повышении температуры многолетнемерзлых пород (ММП) и увеличении глубины сезонного оттаивания. В результате этих изменений площадь распространения ММП может значительно сократиться, а глубина сезонного оттаивания увеличиться. Кроме того, прогнозируется формирование высокотемпературных толщ в районах Арктики. Деградация криолитозоны будет сопровождаться значительными изменениями ландшафта, что приведeт к активизации деструктивных геокриологических процессов. Учитывая климатические сценарии (RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5), на территории АЗРФ может произойти повышение температуры мeрзлых пород на 4,4°C к середине XXI в. Подобные изменения крайне опасны для зданий и сооружений, находящихся в 40 рассмотренных муниципальных образованиях АЗРФ, характеризующихся развитием ММП. Учитывая, что температура пород повышается медленнее, чем температура воздуха в Арктике, деформации и разрушения зданий и инженерных сооружений будут развиваться постепенно. В результате потепления к концу XXI в. может произойти оттаивание верхних горизонтов криолитозоны с необратимыми изменениями ландшафтов и разрушением инфраструктуры. В данной статье рассматриваются исключительно территории в пределах АЗРФ, но многие другие обширные площади, входящие в зону риска, также нуждаются в исследовании. Учитывая, что нельзя спрогнозировать точный сценарий изменения климата к середине XXI в., температурный режим пород российской Арктики должен быть под постоянным контролем.

1. Брушков А.В., Булдович С.Н., Волохов С.С., Гарагуля Л.С., Комаров И.А., Кошурников А.В., Кучуков Э.З., Мотенко Р.Г., Несмелова Е.И., Оспенников Е.Н., Пармузин С.Ю., Пустовойт Г.П., Тюрин А.И., Шушерина Е.П., 2016. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях. Геоинфо, Москва.
2. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации, 2014. Изд-во Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Москва. URL: https://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2016/od2/od2.pdf (дата обращения: 20.10.2021).
3. Дроздов Д.С., Малкова Г.В., Романовский В.Е., Васильев А.А., Брушков А.В., Лейбман М.О., Садуртдинов М.Р., Пономарева О.Е., Пендин В.В., Горобцов Д.Н., Устинова Е.В., Коростелев Ю.В., Стрелецкий Д.А., Слагода Е.А., Скворцов А.Г., Гравис А.Г., Бердников Н.М., Орехов П.Т., Лаухин С.А., Царев А.М., Фалалеева А.А., Железняк М.Н., 2018. Цифровые карты криолитозоны и оценка современных изменений в криосфере. Холод’ОК, Том 16, № 1(16) с. 6–12.
4. Ершов Э.Д. (ред.), 1991. Геокриологическая карта СССР. Масштаб 2 500 000. Изд-во Главного управления геодезии и картографии, Москва.
5. Мельников П.И., Каменский Р.М., Павлов А.В., 1993. Мониторинг криолитозоны. Вестник Российской академии наук, Том 63, № 12, с. 1090.
6. Осокин Н.И., Самойлов Р.С., Сосновский А.В., Сократов С.А., Жидков В.А., 1999. К оценке влияния изменчивости характеристик снежного покрова на промерзание грунтов. Криосфера Земли, Том 3, № 1, c. 3–10.
7. Павлов А.В., Малкова Г.В., 2009. Мелкомасштабное картографирование трендов современных изменений температуры грунтов на севере России. Криосфера Земли, Том XIII, № 4, с. 32–39.
8. Сергеев Д.О., Станиловская Ю.В., Перльштейн Г.З., Романовский В.Е., Безделова А.П., Алексютина Д.М., Болотюк М.М., Хименков А.Н., Капралова В.Н., Мотенко Р.Г., Малеева А.Н., 2016. Фоновый геокриологический мониторинг в северном Забайкалье. Криосфера Земли, Том 20, № 3, c. 24–32, https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2016-3(24-32).
9. Collins M., Knutti R., Arblaster J., Dufresne J.-L., Fichefet T, Friedlingstein P., Gao X., Gutowski W.J., Johns T., Krinner G., Shongwe M., Tebaldi C., Weaver A.J., Wehner M.F., Allen M.R., Andrews T., Beyerle U., Bitz C.M., Bony S., Booth B.B., 2013. Long-term climate change: projections, commitments and irreversibility. In T.F. Stocker, D. Qin, G-K. Plattner, M.M.B. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (eds), Climate change 2013 — the physical science basis: contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 1029–1136.
10. Core Writing Team, Pachauri R.K., Meyer L.A. (eds), 2014. Climate change 2014: synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland.
11. Khrustalev L.N., 2000. Allowance for climate change in designing foundations on permafrost grounds. Proceedings of the International Workshop on permafrost engineering, Longyearbyen, Norway, 2000, pp. 25–36.
12. Nelson F.E., Anisimov O.A., Shiklomanov N.I., 2002. Climate change and hazard zonation in the circum-Arctic permafrost regions. Natural Hazards, Vol. 26, No. 3, pp. 203–225, https://doi.org/10.1023/A:1015612918401.
13. Romanovsky V.E., Osterkamp T.E., 1998. Thawing of the active layer on the coastal plain of the Alaskan Arctic. Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 8, Issue 1, pp. 1–22, https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1530(199701)8:13.0.CO;2-U.
14. Streletskiy D.A., Shiklomanov N.I., Nelson F.E., 2018. Permafrost, infrastructure, and climate change: a GIS-based landscape approach to geotechnical modeling. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Vol. 44, Issue 3, pp. 368–380, https://doi.org/10.1657/1938-4246-44.3.368.

ШЕЛКОВ Я.Ю.*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, s1h9e9l4kov@yandex.ru
Адрес: Ленинские горы, д. 1, г. Москва, 119991, Россия
ФАЛАЛЕЕВА А.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, falaleeva@geol.msu.ru

GeoRisk World, Vol. XV, No. 4/2021

ANALYSIS OF CHANGES IN MEAN ANNUAL TEMPERATURE OF PERMAFROST UNDER POSSIBLE CLIMATE CHANGE SCENARIOS IN THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION IN THE MIDDLE OF THE 21ST CENTURY

Shelkov Ia.Yu., Falaleeva A.A.

Shelkov Ia.Yu., Falaleeva A.A., 2021. Analysis of changes in mean annual temperature of permafrost under possible climate change scenarios in the Arctic Zone of the Russian Federation in the middle of the 21st century. GeoRisk World, Vol. XV, No. 4, pp. 8–16, https://doi.org/10.25296/1997-8669-2021-15-4-8-16.

This paper attempts to consider changes in the mean annual temperature of permafrost under different warming scenarios in the Arctic Zone of the Russian Federation (AZRF) by 2050. The thickness and structure of the cryolithozone directly depend on climate change. Recent warming leads to an increase in the temperature of permafrost and in the depth of seasonal thawing. As a result of these changes, the area of permafrost spreading may decrease, and the depth of seasonal thawing will increase. Besides the hazard of formation of high-temperature soils in the Arctic regions is predicted. Permafrost thawing will be accompanied by significant changes in the landscape, which will lead to the formation of destructive geocryological processes. Considering climatic scenarios (RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5) permafrost temperature will rise up to 4.4°C in the AZRF by the middle of the 21st century. Such changes are extremely dangerous for any buildings and structures located in the 40 considered municipalities of the AZRF, characterized by the development of permafrost. Rock temperatures are rising more slowly than air temperatures in the Arctic, so the deformation and destruction of buildings and engineering structures in the AZRF will develop gradually. As a result of warming by the end of the 21st century thawing of the upper horizons of the permafrost may occur with irreversible changes in landscapes and destruction of infrastructure. This paper deals exclusively with the areas included in the AZRF, but many other vast areas at risk need to be considered as well. Given that it is impossible to predict an exact climate change scenario by the middle of the 21st century, the temperature regime of the rocks of the Russian Arctic must be kept under constant review.

permafrost rock temperature change forecast thawing depth global climate change permafrost thawing Arctic Zone of the Russian Federation

1. Brushkov A.V., Buldovich S.N., Volokhov S.S., Garagulya L.S., Komarov I.A., Koshurnikov A.V., Kuchukov E.Z., Motenko R.G., Nesmelova E.I., Ospennikov E.N., Parmuzin S.Yu., Pustovoit G.P., Tyurin A.I., Shusherina E.P., 2016. Fundamentals of permafrost forecasting in engineering-geological studies. Geoinfo, Moscow. (in Russian)
2. Second Roshydromet assessment report on climate change and its consequences in the Russian Federation, 2014. Publishing house of the Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring of Russia, Moscow. URL:https://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2016/od2/od2.pdf (accessed: 20 October 2021). (in Russian)
3. Drozdov D.S., Malkova G.V., Romanovsky V.E., Vasiliev A.A., Brouchkov A.V., Leibman M.O., Sadurtdinov M.R., Ponomareva O.E., Pendin V.V., Gorobtsov D.N., Ustinova E.V., Korostelev Yu.V., Streletskiy D.A., Slagoda E.A., Skvortsov A.G., Gravis A.G., Berdnikov N.M., Orekhov P.T., Laukhin S.A., Tsarev A.M., Falaleeva A.A., Zheleznyak M.N., 2018. Digital maps of cryolithozone and assessment of current changes in cryosphere. Kholod’OK, Vol. 16, No. 1(16), pp. 6–12. (in Russian)
4. Ershov E.D. (ed.), 1991. Geocryological map of the USSR. Scale 1:2 500 000. Publishing house of the Main Directorate of Geodesy and Cartography, Moscow. (in Russian)
5. Melnikov P.I., Kamensky R.M., Pavlov A.V., 1993. Permafrost monitoring. Vestnik Rossiyskoy Akademii Nauk, Vol. 63, No. 12, p. 1090. (in Russian)
6. Osokin N.I., Samoilov R.S., Sosnovsky A.V., Sokratov S.A., Zhidkov V.A., 1999. On estimation the influence of snow cover characteristics variability on soil freezing. Kriosfera Zemli, Vol. 3, No. 1, pp. 3–10. (in Russian)
7. Pavlov A.V., Malkova G.V., 2009. Small-scale mapping of trends of the contemporary ground temperature changes in the Russian North. Kriosfera Zemli, Vol. XIII, No. 4, pp. 32–39. (in Russian)
8. Sergeev D.O., Stanilovskaya J.V., Perlshtein G.Z., Romanovsky V.E., Bezdelova A.P., Alexutina D.M., Bolotyuk M.M., Khimenkov A.N., Kapralova V.N., Motenko R.G., Maleeva A.N., 2016. Background geocryological monitoring in northern Transbaikalia region. Kriosfera Zemli, Vol. 20, No. 3, pp. 24–32, https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2016-3(24-32). (in Russian)
9. Collins M., Knutti R., Arblaster J., Dufresne J.-L., Fichefet T, Friedlingstein P., Gao X., Gutowski W.J., Johns T., Krinner G., Shongwe M., Tebaldi C., Weaver A.J., Wehner M.F., Allen M.R., Andrews T., Beyerle U., Bitz C.M., Bony S., Booth B.B., 2013. Long-term climate change: projections, commitments and irreversibility. In T.F. Stocker, D. Qin, G-K. Plattner, M.M.B. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (eds), Climate change 2013 — the physical science basis: contribution of Working
Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 1029–1136.
10. Core Writing Team, Pachauri R.K., Meyer L.A. (eds), 2014. Climate change 2014: synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland.
11. Khrustalev L.N., 2000. Allowance for climate change in designing foundations on permafrost grounds. Proceedings of the International Workshop on permafrost engineering, Longyearbyen, Norway, 2000, pp. 25–36.
12. Nelson F.E., Anisimov O.A., Shiklomanov N.I., 2002. Climate change and hazard zonation in the circum-Arctic permafrost regions. Natural Hazards, Vol. 26, No. 3, pp. 203–225, https://doi.org/10.1023/A:1015612918401.
13. Romanovsky V.E., Osterkamp T.E., 1998. Thawing of the active layer on the coastal plain of the Alaskan Arctic. Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 8, Issue 1, pp. 1–22, https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1530(199701)8:13.0.CO;2-U.
14. Streletskiy D.A., Shiklomanov N.I., Nelson F.E., 2018. Permafrost, infrastructure, and climate change: a GIS-based landscape approach to geotechnical modeling. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Vol. 44, Issue 3, pp. 368–380, https://doi.org/10.1657/1938-4246-44.3.368.

IAKOV Yu. SHELKOV*
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; s1h9e9l4kov@yandex.ru
Address: Bld. 1, Leninskie Gory, 119991, Moscow, Russia
ARINA A. FALALEEVA
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; falaleeva@geol.msu.ru

Статьи из журнала

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕГОДОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МEРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ВОЗМОЖНЫХ СЦЕНАРИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА СЕРЕДИНУ XXI в.

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Шелков Я.Ю., Фалалеева А.А.

МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ УЧАСТКА БЕРЕГОВОГО ПРИМЫКАНИЯ МОРСКОГО ГАЗОПРОВОДА В ЧЕРНОМ МОРЕ

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Миронюк С.Г., Ковачев С.А.

Описаны методы и результаты работ по оценке сейсмической опасности проектировавшегося участка берегового примыкания «Паша Дере» морского газопровода «Южный поток» в Варненской области Болгарии. Отмечается, что участки береговых примыканий трубопроводов, как правило, повсеместно ...

ОСОБЕННОСТИ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ И ФУНКЦИИ ПРИЕМНИКА ОТ ДАЛЕКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУЛАКСКОГО КАСКАДА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Кухмазов А.С., Магомедов А.М.

Изучение глубинной структуры земной коры с помощью комплексирования двух методов — сейсмической томографии и функции приемника — крайне актуальная на сегодняшний день тема. В России имеется большое количество участков размещения объектов ...

ОЦЕНКА СЕЛЕВОГО РИСКА ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ ВЕРХНЯЯ БАЛКАРИЯ (ЧЕРЕКСКИЙ РАЙОН, КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ РЕСПУБЛИКА)

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Акшаяков З.Т., Керимов А.М., Курашева О.А.

Дана комплексная характеристика селевого риска для сельского поселения Верхняя Балкария (Черекский район, Кабардино-Балкарская Республика (КБР)), которое подвержено воздействию селей из 12 бассейнов. Для расчета коллективного селевого риска использовался параметр уязвимости населения в ...