​Сотрудники лаборатории физики климата и окружающей среды Уральского федерального университета занимаются исследованием изменения климата Арктики: вопросами таяния вечной мерзлоты. Отслеживать текущую ситуацию с таянием ледников и понимать сценарии возможного развития важно по нескольким причинам. Она может спровоцировать выброс в атмосферу диоксида углерода и метана, повредить существующую инфраструктуру нефтяной и газовой промышленности, а также оказать влияние на эволюцию климата в целом и в Сибири в частности.
 
«Глубина сезонного протаиванивая увеличивается. Неравномерно – один год меньше, другой – больше, но в целом тенденция видна, — констатирует руководитель проекта, заведующий лабораторией физики климата и окружающей среды УрФУ Вячеслав Захаров. — Кроме того, мы выяснили, что глубина протаивания зависит от почвенных характеристик и типа растительности. Если почва плохо пропускает влагу, то глубина протаивания меньше. Если в почве хороший дренаж, песчаный, к примеру, то глубина протаивания больше, потому что хорошо „работает“ вода. То есть активный слой вечной мерзлоты протаивает не только из-за температуры, но и из-за дождей. А количество осадков в связи с глобальным потеплением становится больше».
 
Ежегодно директор ботанического сада УрФУ Виктор Валдайских посещает ключевые площадки и списывает накопленные за год данные. Кроме того, с помощью щупа в соответствии с общепринятыми методиками он измеряет глубину протаивания активного слоя.
 
«Действительно, за девятилетний срок наблюдений на Южном Ямале мы фиксируем, несмотря на значительную межгодовую изменчивость, устойчивую тенденцию к увеличению глубины сезонно-протаивающего слоя почвы: от относительно незначительных величин в несколько миллиметров до двух сантиметров в год в малодренируемых ландшафтах, до катастрофических более десяти сантиметров в год на плакорах с легкими почвообразующими породами – песками. Учитывая, что именно последние типы ландшафта чаще всего заняты под элементы инфраструктуры: здания, сооружения, предприятия и т. д., можно прогнозировать увеличение аварийных ситуаций на них, связанных с протаиванием грунта, — добавляет Виктор Валдайских. — Мягкая и многоснежная зима, ранняя весна и теплое лето 2020 года привели к тому, что глубина протаивания в конце теплого сезона оказалась максимальной за последние годы, а скорее всего – и за все время наблюдений за этим показателем. С уверенностью об этом можно будет говорить после публикаций данных наших коллег, занимающихся подобными наблюдениями в соседних районах Арктики более длительное время».
 
Данные ученые собирают не только для того, чтобы сделать выводы, какие климатические изменения происходят, но и для верификации климатических моделей.
 
«Модель нужна, чтобы предсказать, насколько быстро происходит глобальное потепление, какие последствия могут быть. Чтобы была уверенность, что модель работает верно, нужно, чтобы она верно воспроизводила экспериментальные данные, полученные ранее. Мы успели проверить модель общей циркуляции атмосферы ЕСНАМ6-wiso, разработанную в Институте общества Макса Планка в Гамбурге (Германия). Она хорошо воспроизводит измерения, которые производятся в воздухе, но не воспроизводит профиль температуры по данным датчиков, которые закопаны в почве. Неправильно рассчитывает сезонные вариации температуры в почве», — рассказывает Вячеслав Захаров.
 
Кроме того, лазерный спектрометр Picarro (США) для непрерывных измерений изотопических трассеров атмосферного цикла установлен в Играрке (Красноярский край), где специалисты лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ тесно сотрудничают с коллегами из криолаборатории Института мерзлотоведения имени Мельникова Сибирского отделения РАН. Спектрометр в Играрке с 2015 года измеряет изотопические трассеры атмосферного водного цикла. Это индикатор состояния гидрологического цикла, который также используется в климатических моделях.
 
«Это тоже характеристики гидрологического атмосферного цикла только не в осадках, а в атмосфере. Исследования осадков ведутся давно, а воздуха начались немногим более десяти лет назад. И приборы, которые стоят у нас в Лабытнанги и Играрке и измеряют изотопические трассеры атмосферного водного цикла, первые и пока единственные в России», — поясняет Вячеслав Захаров.
 
Еще один такой же спектрометр действует на острове Самойловский в дельте реки Лены; установлен на стационаре коллег Сибирского отделения РАН. Его в 2015 году установили коллеги из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (Бремерхафен, Германия).
 
В Российской Арктике три места, где установлены такие спектрометры: Лабытнанги, Играрка и остров Самойловский. Эта часть называется «российский сегмент пан-арктической сети мониторинга изотопических трассеров атмосферного водного цикла». Сведения этого сегмента пополняют международную базу данных.
 
Отметим, исследовать показатели климата Арктики ученые УрФУ начали в 2011 году, когда к коллективу присоединился известный французский палеоклиматолог, солауреат Нобелевской премии мира 2007 года как член Межправительственной группы экспертов по изменению климата Жён Жузель. Под его руководством коллектив выиграл мегагрант для проведения исследований по проекту: «Влияние климатических изменений на водный и углеродный циклы в зоне таяния вечной мерзлоты Западной Сибири».
 
Летом 2013 года ученые совместно с французскими коллегами посетили район Лабытнанги, арктический стационар Института экологии растений и животных УрО РАН. Определили пять ключевых площадок (представляющих наиболее распространенные типы ландшафтов лесотундры и кустарниковой тундры). На каждом участке (в зависимости от профиля почвы) установили по пять датчиков (всего 25) на разных глубинах: один на поверхности и следующие – ниже, до метра. Датчики измеряют температуру и влажность на разной глубине каждый час.
 
Кроме того, в помещении арктического стационара был установлен лазерный спектрометр Picarro (США) для непрерывных измерений (одно измерение в 2–3 секунды) изотопических трассеров атмосферного цикла.
 
Источник: УрФУ
Фото: Виктор Валдайских

Источники

Глубина протаивания вечной мерзлоты оказалась максимальной за последние годы
Российский фонд фундаментальных исследований (rfbr.ru), 22/09/2020

Похожие новости

  • 18/02/2020

    В Ханты-Мансийске открылся российско-британский полевой междисциплинарный курс для молодых ученых

    ​Состоялось торжественное открытие российско-британского полевого междисциплинарного курса для молодых ученых «ARCTIS2020». Организатором курса выступил Югорский госуниверситет. Партнерами мероприятия являются Кольский научный центр Российской академии наук (г.
    444
  • 05/07/2019

    России оказалось нечем изучать Арктику

    ​Глобальное потепление, особенно ярко проявляющееся в Арктике, влияет на состояние Северного морского пути, на разведку и добычу полезных ископаемых и напрямую связано с экономикой, однако Россия испытывает недостаток в оборудовании и измерениях для изучения соответствующих геофизических процессов.
    708
  • 04/08/2020

    Лето исследований. Сразу несколько экспедиций отправились в Арктику

    Совместный проект ЮНЕСКО и Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова — плавучий университет, научно-исследовательское судно «Академик Николай Страхов» вошло в акваторию Баренцева моря, где более 20 студентов из МГУ и других российских вузов при поддержке Министерства образования и науки России будут изучать перспективы нефтегазоносности этого района.
    613
  • 01/10/2019

    Микропластик и радиоизотопные исследования воды: в ТПУ сообщили о первых результатах арктической экспедиции

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из целого ряда российских научных центров и университетов в эти дни работают в экспедиции в Морях Восточной Арктики. Цель экспедиции — выявить  биогеохимические и экологические последствия таяния подводной мерзлоты.
    794
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    1275
  • 03/07/2020

    Мегагранты: чем занимаются лаборатории, открытые в рамках программы

    Программа мегагрантов была запущена в 2010 году. Она подразумевает международное сотрудничество российских вузов и научных организаций с ведущими зарубежными учеными и научно-образовательными центрами в сферах науки, образования и инноваций.
    1427
  • 02/10/2018

    Сибирские ученые подводят итоги полевого сезона на научно-исследовательской станции «Остров Самойловский»

    Как и в предыдущие годы, для детального всестороннего изучения арктической мерзлоты был сформирован междисциплинарный отряд: в него вошли геологи, геофизики, палеонтологи, почвоведы и ботаники из Сибирского отделения РАН.
    1361
  • 31/08/2020

    Большая норильская экспедиция подходит к концу

    Взятие проб донных отложений озера Пясино станет последним этапом полевых работ Большой норильской экспедиции Сибирского отделения Российской академии наук, которая завершится в ближайшее время. Об этом сообщил ТАСС руководитель экспедиционного отряда Николай Юркевич.
    362
  • 03/10/2019

    В Иркутске обсудили возвращение на Байкал глубоководных обитаемых аппаратов

    8 сентября 2019 года состоялся визит в Институт земной коры СО РАН Героя Российской Федерации, известного советского и российского инженера, командира глубоководного обитаемого аппарата «Мир» Евгения Сергеевича Черняева.
    781
  • 11/08/2020

    Байкал оценят «цифрой»: о создании системы мониторинга экологии озера

    ​​Учёные из Сибири получили грант Министерства науки и высшего образования России в размере 300 млн рублей на создание фундаментальной основы и разработку технологий цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки на Байкале.
    428