ASSESSING PREDICTABILITY OF HYDROLOGICAL PROCESSES (ON THE EXAMPLE OF FROZEN SOIL WATER CONTENT DYNAMICS)

Abstract. A method has been developed for assessing the limits of predictability of the frozen soil water content (according to observations at the Nizhnedevitskaya water balance station). The method is based on the analysis of the convergence of a given probabilistic measure (the variance of the calculated soil water content at a given date) to its stable value. The soil water content was simulated by the physically based model of heat and water transfer in a frozen soil column during a autumn-winter seasons. To assess variability of the modelled soil water content at a given date, the boundary meteorological conditions for the autumn-winter period were simulated by the Monte Carlo procedure using a stochastic  weather generator. The initial conditions were assigned as the constant soil temperature and soil moisture values over the 1-meter soil column. The predictability of the soil water content in the one-meter layer of the studied soils has occurred to be about 1.5 months; it means that for the forest-steppe conditions, the soil water content before the beginning of soil freezing cannot serve as an indicator of soil water content before spring. Numerical experiments have shown that the soil water content predictability: (1) grows with an increase in the thickness of the considered soil layer and its depth; (2) decreases for coarser soils as compared to finely dispersed soils; (3) is more sensitive to changes in the soil texture than to changes in the climatic norms of precipitation and air temperatureAbstract. A method has been developed for assessing the limits of predictability of the frozen soil water content (according to observations at the Nizhnedevitskaya water balance station). The method is based on the analysis of the convergence of a given probabilistic measure (the variance of the calculated soil water content at a given date) to its stable value. The soil water content was simulated by the physically based model of heat and water transfer in a frozen soil column during a autumn-winter seasons. To assess variability of the modelled soil water content at a given date, the boundary meteorological conditions for the autumn-winter period were simulated by the Monte Carlo procedure using a stochastic  weather generator. The initial conditions were assigned as the constant soil temperature and soil moisture values over the 1-meter soil column. The predictability of the soil water content in the one-meter layer of the studied soils has occurred to be about 1.5 months; it means that for the forest-steppe conditions, the soil water content before the beginning of soil freezing cannot serve as an indicator of soil water content before spring. Numerical experiments have shown that the soil water content predictability: (1) grows with an increase in the thickness of the considered soil layer and its depth; (2) decreases for coarser soils as compared to finely dispersed soils; (3) is more sensitive to changes in the soil texture than to changes in the climatic norms of precipitation and air temperatur

ТОРЕЙСКИЕ ОЗЕРА КАК ИНДИКАТОР МНОГОЛЕТНИХ ИЗМЕНЕНИЙ УВЛАЖНЕННОСТИ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ МОНГОЛИИ

The Torey Lakes, represented by the interconnected Barun-Torey and Zun-Torey lakes in Southeastern Transbaikalia on the Russia-Mongolia border, have global ecological significance. We aimed to assess the dependence of the Torey Lakes' water level fluctuations on climatic factors by using cartographic materials, scientists’ evidence and observations, and a geological and hydrometeorological databases from the early 1700s to the 1960s, and instrumental data and satellite imagery over the past 55 years. The average annual air temperature from the middle of the 20th century increased by an average of 2°C. Until the early 1990s this growth was due to warming during the cold period; after the 1990s due to an increase in temperature during the warm period, causing significantly higher evaporation over the past 20 years. We revealed a significant decrease in atmospheric precipitation in the south of the study area, including the Torey Lakes depression, causing an increase in evaporation and aridization in these areas. However, a reliable relationship between long-term changes in atmospheric precipitation and air temperature was not found. Intrasecular cycles of 25–30 years prevail in the multiyear precipitation regime. Cyclicity is also typical for long-term changes in rivers' runoff. The cyclical nature of atmospheric precipitation and river runoff determined the Torey Lakes level regime. We noted a weak manifestation of the wet phase of the cycle due to the increased aridization in recent years. We concluded that the Torey Lakes can be considered an indicator of long-term changes in moisture in Southeastern Transbaikalia and Northeastern MongoliaРасположенные в Юго-Восточном Забайкалье на границе с Монголией в зоне недостаточного увлажнения и резко континентального климата Торейские озера, представленные соединенными между собой бессточными озерами Барун-Торей и Зун-Торей, периодически наполняются, затапливая десятки тысяч гектаров территории, а спустя несколько лет полностью высыхают. Анализ изменений их уровня воды с начала 1700-х до 1960-х годов, выполнен преимущественно на качественном уровне на основе картографических материалов XVIII века, свидетельств путешественников и ученых, фондовых геологических и гидрометеорологических данных. За последние 55 лет использовались инструментальные данные и снимки искусственных спутников Земли. Показано, что средняя годовая температура воздуха в Юго-Восточном Забайкалье с середины XX века повысилась в среднем на 2°С. До начала 1990-х годов это повышение обусловливалось потеплением в холодный период года, а позже – ростом температуры теплого периода. В частности, это сказалось на существенном увеличении испаряемости в последние 20 лет. В южных районах исследуемой территории, в том числе в котловине Торейских озер, произошло значимое уменьшение атмосферных осадков, обусловившее, наряду с увеличением испаряемости, усиление аридизации этих районов. В многолетнем режиме осадков преобладают внутривековые циклы продолжительностью 25–30 лет. Цикличность характерна и для многолетних изменений стока рек. Наиболее устойчивыми за весь период наблюдений за стоком в Забайкалье, начиная с конца XIX века, являются 25–30-летние циклы. Цикличность атмосферных осадков и речного стока обусловила соответствующий уровенный режим Торейских озер. Отмечаемая слабая выраженность влажной фазы цикла, которая должна была начаться примерно с 2011 года, обусловлена усилением аридизации южных районов исследуемой территории в последние годы. Сделан вывод, что Торейские озера в полной мере могут считаться индикатором многолетних изменений увлажненности Юго-Восточного Забайкалья и Северо-Восточной Монголии.   Литература Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. № 11. С. 1145–1170. DOI: 10.3367/UFNr.0166.199611a.1145. Баженова О.И., Мартьянова Г.Н. Реакция степных и лесостепных морфодинамических систем на современные изменения климата // География и природные ресурсы. 2000. № 4. С. 23–32. Вахнина И.Л., Обязов В.А., Замана Л.В. Динамика увлажнения в степной зоне юго-восточного Забайкалья с начала XIX столетия по кернам сосны обыкновенной // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2018. № 2. С. 28–33. Витязев В.В. Вейвлет-анализ временных рядов: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001. 58 с. Дмитриева В.Т., Напрасников А.Т., Сизиков А.И. Зонально-поясные особенности и режим озер Забайкалья // Региональные особенности природы Забайкалья / Записки Забайкальского филиала географического общества СССР. Вып. 103. Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1976. C. 41–59. Иванов Н.Н. Об определении величины испаряемости // Известия Всесоюзного географического общества. 1954. Т. 86. № 2. С. 189–196. Иванов А.В. Торейские озера // Гидрохимия рек и озер в условиях резко континентального климата. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1977. С. 69–102. Корнутова Е.И. История развития Торейских озер Восточного Забайкалья // Мезозойские и кайнозойские озера Сибири. М.: Наука, 1968. С. 74–88. Красникова О.А. Карты в истории установления российско-китайской границы в XVII–XVIII вв. и карта Китая, присланная Петру I императором Кам-хи // Наука из первых рук. 2011. Т. 39. № 3. С. 54–69. Кренделев Ф.П. Периодичность наполнения и высыхания Торейских озер (Юго-Восточное Забайкалье) // Доклады АН СССР. 1986. Т. 287. № 2. С. 396–400. Магидович И.П., Магидович В.И. Очерки по истории географических открытий в 5-ти т. Том 3. Географические открытия и исследования нового времени (середина XVII–XVIII века). М.: Просвещение, 1984. 319 с. Некипелов Н.В. Климат Юго-Восточного Забайкалья и исторический обзор чумных эпизоотий на фоне климатических изменений // Известия Иркутского государственного научно-исследовательского противочумного института Сибири и Дальнего Востока. 1957. Т. XV. С. 19–56. Обязов В.А. Связь колебаний водности озер степной зоны Забайкалья с многолетними гидрометеорологическими изменениями на примере Торейских озер // Известия Русского георграфического общества. 1994. Т. 126. Вып. 5. С. 48–54. Обязов В.А. Пространственно-временная изменчивость атмосферных осадков в Юго-Восточном Забайкалье // Известия Русского георграфического общества. 1996а. Т. 128. Вып. 2. С. 73–80. Обязов В.А. Многолетние изменения температуры воздуха в Юго-Восточном Забайкалье // Известия Русского георграфического общества. 1996б. Т. 128. Вып. 3. С. 66–73. Обязов В.А. Многолетние колебания стока рек Юго-Восточного Забайкалья // Известия Русского георграфического общества. 1998. Т. 130. Вып. 3. С. 72–78. Обязов В.А. Изменение увлажненности бассейна верхнего Амура в ХХ веке // Доклады академии наук. 1999а. Т. 366. № 4. С. 547–548. Обязов В.А. Вековые тенденции изменений климата на юго-востоке Забайкалья и в сопредельных районах Китая и Монголии // Метеорология и гидрология. 1999б. № 10. С. 33–40. Обязов В.А. Изменения климата в междуречье Аргуни и Онона в контексте глобального потепления // Вестник Читинского государственного университета. 2011. № 7 (74). С. 78–85. Обязов В.А. Изменение климата и гидрологического режима рек и озер в Даурском экорегионе // Проблемы адаптации к изменению климата в бассейне рек Даурии: экологические и водохозяйственные аспекты / Сборник научных трудов Государственного природного биосферного заповедника «Даурский». Вып. 5. Чита: Экспресс-издательство, 2012. С. 24–45. Обязов В.А. Динамика увлажненности бассейна Верхнего Амура во второй половине XX – начале XXI веков // Материалы XV совещания географов Сибири и Дальнего Востока (г. Улан-Удэ, 10–13 сентября 2015 г.). Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2015. С. 127–130. Обязов В.А., Смахтин В.К. Многолетний режим стока рек Забайкалья: анализ и фоновый прогноз // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2012. № 1. С. 63–72. DOI: 10.35567/1999-4508-2012-1-5. Паллас П.С. Путешествие по разным провинциям Российского государства в 3 ч. Часть 3 в 2 пол. Половина первая. 1772 и 1773 годы / Пер. с нем. В.Ф. Зуев. СПб.: Императорская Академия Наук, 1788. 655 с. Потанин Г.Н. Путешествия по Монголии. М.: ОГИЗ, 1948. 484 с. Прасолов Л.И. Южное Забайкалье: почвенно-географический очерк. Л.: Изд-во АН СССР, 1927. 422 с. Радде Г.И. Дауро-Монгольская граница Забайкалья // Вестник Императорского русского географического общества. 1858. Ч. 22. С. 117–142. Симонов Ю.Г. Озерный морфолитогенез в условиях Забайкалья // Вопросы озерного морфолитогенеза: материалы к Научному совещанию по проблемам озерного морфолитогенеза: сборник статей / Записки Забайкальского филиала географического общества СССР. Вып. 31. Чита: Издательство Забайкальского филиала географического общества СССР, 1969. С. 3–15. Ткаченко Е.Э., Обязов В.А. Изменения уровня Торейских озер и гнездящиеся континентальные околоводные птицы // Наземные позвоночные Даурии / Сборник научных трудов государственного природного биосферного заповедника «Даурский». Вып. 3. Чита: Поиск, 2003. С. 44–59. Фриш В.А. Торейский «эксперимент» // Природа. 1972. № 2. С. 60–66. Чечель А.П. Динамика уровенного режима озер // Содовые озера Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1991. С. 12–15. Шамсутдинов В.Х. История геологического развития района Торейских озер в антропогене (Юго-Восточное Забайкалье): Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Чита, 1971. 23 с. Шамсутдинов В.Х. Особенности водного режима Торейских озер // Природа Цасучейско-Торейского заказника. Чита: Забайкальский филиал РГО СССР, 1983. С. 7–11. D’Anville J.B. Atlas général de la Chine, de la Tartarie chinoise, et du Tibet: pour servir aux différentes descriptions et histoires de cet empire. La Haye: H. Scheurleer, 1737. Grinsted A., Moore J.C., Jevrejeva S. Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series // Nonlinear Processes in Geophysics. 2004. V. 11. Iss. 5–6. Pp. 561–566. DOI: 10.5194/npg-11-561-2004. Kirilyuk V.E., Obyazov V.A., Tkachuk T.E., Kirilyuk O.K. Influence of climate change on vegetation and wildlife in the Daurian eco-region // Eurasian Steppes. Ecological Problems and Livelihoods in a Changing World. Plant and Vegetation, vol 6. / Eds. Werger M.J.A., van Staalduinen M.A. Dordrecht: Springer, 2012. Pp. 397–424. DOI: 10.1007/978-94-007-3886-7_15. Lehner B., Grill G. Global river hydrography and network routing: baseline data and new approaches to study the world’s large river systems // Hydrological Processes. 2013. Vol. 27. Iss. 15. Pp. 2171–2186. DOI: 10.1002/hyp.9740. Linke S., Lehner B., Dallaire C.O., Ariwi J., Grill G., Anand M., Beames P., Burchard-Levine V., Maxwell S., Moidu H., Tan F., Thieme M. Global hydro-environmental sub-basin and river reach characteristics at high spatial resolution // Scientific Data. 2019. Vol. 6. Art. number: 283. DOI: 10.1038/s41597-019-0300-6

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО МЕТОДА ПРИ АНАЛИЗЕ ЦУНАМИГЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

The deformation method for determining the degree of tsunamigenic of earthquakes according to the data of a non-uniform laser strainmeter was used in the analysis of tsunamis in the period from 2010 to 2018. The essence of this method is to identify the deformation anomaly (deformation jump) characteristic of a tsunamigenic earthquake. The presence of a deformation jump at the moment or after an earthquake indicates a displacement of the bottom, characteristic of the occurrence of a tsunami. When analyzing numerous data on variations of micro-deformations of the Earth's crust obtained using an unequal-beam laser strainmeter with a measuring arm length of 52,5 meters and a north-south orientation, deformation anomalies that occur during tsunami generation were revealed. Tsunamigenic earthquakes that occurred in three areas were identified - Indonesia, Chile and the west coast of North America. As a result of the assessment of deformation anomalies, general patterns of their propagation in three seismically active zones have been established. The main regularity revealed as a result of processing is the general law of divergence, confirming the fact of the connection of these deformation anomalies with the process of tsunami generation. The obtained divergence coefficients allow not only to determine the degree of earthquake tsunamigenic, but also to calculate the magnitude of displacement in the earthquake focus, based on the revealed deformation anomaly on the laser strainmeter data. The deformation method for determining the degree of tsunamigenic of underwater earthquakes is a good addition to the already existing methods for registering near-range tsunamis.Деформационный метод определения степени цунамигенности землетрясений по данным неравноплечего лазерного деформографа применялся при анализе цунами в период с 2010 по 2018 год. Сущность данного метода заключается в выявлении деформационной аномалии (скачка деформации), характерной для цунамигенного землетрясения. Присутствие деформационного скачка в момент или после землетрясения свидетельствует о смещении дна, характерном при возникновении цунами. При анализе многочисленных данных по вариациям микродеформаций земной коры, полученных с помощью неравноплечего лазерного деформографа с длиной измерительного плеча 52,5 метра и ориентацией «север-юг», были выявлены деформационные аномалии, возникающие при генерации цунами. Выделены цунамигенные землетрясения, произошедшие в трех районах – Индонезия, Чили и западное побережье Северной Америки. Для каждого района выбраны по три землетрясения, произошедшие в разные годы. Скачки деформации, выявленные при анализе данных лазерного деформографа, возникают в процессе относительного движения геоблоков (плит, отдельностей) и подводных оползней. В результате оценки деформационных аномалий установлены общие закономерности их распространения в трех сейсмоактивных зонах. Основной закономерностью, выявленной в результате обработки, является общий закон расходимости, подтверждающий факт связи данных деформационных аномалий с процессом генерации цунами. Полученные коэффициенты расходимости позволяют по выявленной деформационной аномалии на данных лазерного деформографа не только определить степень цунамигенности землетрясения, но и вычислить величину смещения в очаге землетрясения. Так как скорость распространения данной деформационной аномалии наVмного больше скорости распространения цунами, то данный метод относится к одному из перспективных дистанционных методов по определению степени цунамигенности землетрясений. Деформационный метод определения степени цунамигенности подводных землетрясений является хорошим дополнением к уже существующим методам регистрации цунами ближней зоны действия

ВЛИЯНИЕ БЕРЕГОВЫХ ЕДОМНЫХ ОБНАЖЕНИЙ НА СТОК НАНОСОВ АРКТИЧЕСКИХ РЕК

The erosion of permafrost outcrops (yedoma) in the valleys of large Arctic rivers is considered as an important source of suspended sediment and carbon inflow into the natural waters of the Lena, Kolyma, Yana, Indigirka Rivers and further into the Arctic Ocean. In the course of expeditionary studies of the Duvanny Yar Yedoma ice complex, the largest inland outcrop of permafrost, located in the lower reaches of the Kolyma river in 2019–2021 the assessments of its influence on the suspended sediments’ runoff were carried out. To analyze the scale of the turbidity plume from the ice complex and suspended sediments’ balance on the adjacent river reach we used remote sensing methods, and field measurements of turbidity, including using an acoustic Doppler current profiler. An increase of around 20% in the turbidity of the Kolyma River was revealed during the summer low-flows in the reach downstream of the yedoma. The influx of suspended matter due to the melting of the slopes of the ice complex on hot summer days in the emerging network of turbidity streams was estimated at a value of more than 5 kg/s. The effect of thermal destruction of the ice complex is confirmed by a statistically significant relationship between the length of the turbidity plume propagating from Duvanny Yar Yedoma downstream the Kolyma river and the air temperature in this area. Thus, for the first time, quantitative data have been obtained confirming the role of activation of destruction of permafrost in the formation of sediment runoff.Размыв обнажений многолетнемерзлых пород (едома) в бортах долин крупных рек Арктики рассматривается как важный источник поступления взвешенных наносов и углерода в природные воды рек Лена, Колыма, Яна, Индигирка и далее в Северный ледовитый океан. В ходе экспедиционных исследований ледового комплекса едомы Дуванный Яр – крупнейшего внутри­материкового обнажения многолетнемерзлых пород, расположенного в нижнем течении реки Колыма – в период с 2019 по 2021 год проведены оценки его влияния на сток речных взвешенных наносов. Для оценки дальности распространения шлейфа мутности от ледового комплекса анализировались данные дистанционного зондирования со съемочной системы Landsat за период с 1995 по 2021 год (обработано более 60 снимков за период открытой воды с июня по сентябрь). Для оценки баланса взвешенных наносов использовались натурные измерения мутности, в том числе с использованием акустического доплеровского профилографа течений. Благодаря этим измерениям впервые удалось количественно оценить баланс взвешенных наносов на участке между впадением крупных притоков реки Колыма – рек Омолон и Большой Анюй. Выявлено увеличение мутности воды реки Колыма в пределах 20% в период летней межени на нижерасположенном бесприточном участке. Проведена оценка поступления взвеси за счет таяния склонов ледового комплекса в жаркие летние дни в формирующейся сети мутьевых водотоков – величиной более 5 кг/с. Эффект термического разрушения ледового комплекса подтверждает статистически значимая связь между длиной шлейфа мутности, распространяющегося от едомы Дуванный Яр вниз по течению реки Колыма, с температурой воздуха в этом районе. Таким образом, впервые получены количественные данные, подтверждающие роль активизации разрушения многолетнемерзлых пород в формировании стока наносов

ЛАВИННАЯ ОПАСНОСТЬ И РИСК В ХИБИНАХ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ РЕКРЕАЦИИ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА

At the moment, the Khibiny mountains are one of the most dynamically developing regions in the Arctic. Over the past decade, the number of tourists visiting the area of Kirovsk has increased 10 times. Such types of winter tourism as skiing and cross-country skiing are developed here. Khibiny mountains is one of the centers for the development of extreme sports in Russia. Avalanches come down here every year, which lead to human casualties. Catastrophic avalanche events have been occurring in the Khibiny mountains almost every year since the early 2000s due to an increase in the tourists and the development of new tourist destinations. Over the past two decades, the proportion of victims of avalanches among free ride has increased, and after 2015 a new category of avalanche victims has appeared – snowmobile drivers. Since 2000, about 60 people have been involved in avalanches in Khibiny mountains and over 80% of them were tourists. An assessment of the social avalanche risk was carried out in Khibiny mountains in 2008 and 2019 using a methodology based on a combination of avalanche activity parameters and socio-economic parameters that characterize human vulnerability to avalanches in space and time. Estimated avalanche risk indicators in the Khibiny have increased 7 times over the past decade – from 23 to 159. High avalanche risk values are typical for areas where skiing is developed. Avalanche areas where off-piste skiing takes place are also characterized by increased risk values.На данный момент Хибины один из самых динамично развивающихся регионов в Арктике. За последнее десятилетие количество туристов, посещающих район города Кировска, выросло в десять раз. Здесь традиционно развиты такие виды зимнего туризма, как горнолыжный спорт и беговые лыжи. Хибины также являются одним из центров развития экстремальных видов спорта в нашей стране. Несмотря на то, что горы имеют небольшую площадь и высоту, здесь ежегодно сходят лавины, которые приводят к человеческим жертвам. Катастрофические события, связанные с лавинами, случаются в Хибинах практически ежегодно, начиная с начала 2000-х годов за счет увеличения туристического потока и развития новых видов активного отдыха. В последние два десятилетия повысилась доля жертв от лавин среди любителей фрирайда, а после 2015 года появилась новая категория пострадавших от лавин – водители снегоходов. С 2000 года в Хибинах в лавины попали свыше 60 человек и свыше 80% из них составили туристы. Оценка социального лавинного риска была проведена в Хибинах в 2008 и 2019 годах с использованием методики, основанной на сочетании параметров лавинной активности и социально-экономических параметров, характеризующих уязвимость человека по отношению к лавинам в пространстве и во времени. Расчетные показатели лавинного риска в Хибинах выросли в семь раз за последнее десятилетие – с 23 до 159. Высокие значения лавинного риска характерны для территорий развития горнолыжного спорта. Практически все существующие горнолыжные комплексы Хибин могут подвергаться воздействию лавин. Участки лавиносборов, в которых происходит внетрассовое катание, также характеризуются повышенными значениями риска. Динамика лавинного риска и увеличение количества пострадавших от лавин туристов говорят о том, что обеспечение лавинной безопасности должно быть в приоритете при дальнейшем развитии региона

ЛАВИНЫ КАК ФАКТОР АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В ТЕХНОСФЕРЕ

In addition to direct material and social damage caused by snow avalanches, they also act as triggers of technological accidents and disruptions. According to the results of the statistical and geographic analysis of the author's database of natural-technological emergency situations (NTES) that occurred in Russia from 1993 to 2021, the main types of NTES caused by snow avalanches are distinguished. The most vulnerable to snow avalanches are transport infrastructure facilities (especially roads and railways), overhead power lines, communications, and recreational facilities located in the snow avalanche hazardous zone. The destruction or threat of destruction of these facilities due to snow avalanches leads to long interruptions in transport communication, disruption of power supply and other types of life support for the population. These disruptions affect also neighboring areas, which use these infrastructures. During the period under consideration, snow avalanches caused accidents and disruptions in the operation of road and railway transport in the Republics of North Ossetia-Alania, Kabardino-Balkaria, Karachay-Cherkessia, Dagestan, Sakha (Yakutia), Crimea, and Altai; Khabarovsk, Krasnoyarsk, and Kamchatka territories; Sakhalin, Murmansk, Kemerovo, Irkutsk, Magadan, and Chelyabinsk regions; Chukotka Autonomous Okrug. Disruptions in power supply and communications were recorded in the Republics of Kabardino-Balkaria, Dagestan, Karachay-Cherkessia, as well as in the Sakhalin Region and Chukotka Autonomous Okrug. In total, avalanche-related NTES were recorded in the database on the territory of 18 constituent entities of the Russian Federation. Their frequency is greatest in the North Caucasus. The peak of events falls on March. It is necessary to monitor such events in order to prevent them further.Помимо прямого материального и социального ущерба, наносимого в результате схода снежных лавин, лавины также выступают важным природным фактором техносферной аварийности, приводя к возникновению аварий и нарушению условий нормального функционирования различных объектов. В данной работе проводится исследование результатов воздействия снежных лавин на объекты техносферы на основе статистического и географического анализа авторской базы данных природно-техногенных чрезвычайных ситуаций (далее – ПТЧС), произошедших на территории Российской Федерации в период с 1993 по 2021 год. Выделяются основные типы ПТЧС, вызываемых снежными лавинами. Наиболее уязвимы к воздействиям снежных лавин объекты транспортной инфраструктуры (прежде всего автомобильные и железные дороги), воздушные линии электропередачи и связи, рекреационные объекты, расположенные в зоне лавинной опасности. Разрушение или угроза разрушения этих объектов вследствие лавинной деятельности создает длительные перерывы транспортного сообщения, нарушения энергоснабжения и других видов жизнеобеспечения населения. Причем эти нарушения затрагивают не только районы непосредственного схода снежных лавин, но и соседние районы, использующие данную инфраструктуру. За рассматриваемый период снежные лавины вызвали аварии или нарушения в работе автомобильного и железнодорожного транспорта на территории Республик Северная Осетия – Алания, Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкесия, Дагестан, Саха (Якутия), Крым и Алтай; Хабаровского, Красноярского и Камчатского краев; Сахалинской, Мурманской, Кемеровской, Иркутской, Магаданской и Челябинской областей; Чукотского АО. Нарушения энергоснабжения и связи были зафиксированы в Республиках Кабардино-Балкария, Дагестан, Карачаево-Черкесия, а также в Сахалинской области и Чукотском АО. Всего в базе данных ПТЧС, обусловленные снежными лавинами, были зафиксированы на территории 18 субъектов Российской Федерации. Наиболее велика их повторяемость на Северном Кавказе. Пик событий приходится на март. Необходим мониторинг таких событий с целью их дальнейшего предотвращения

ДУМЫ О ГИДРОЛОГИИ

Vade mecum Listen. If you are a hydrologist or going to become once of them, then let me tell you the truth about this science. About hydrology. Of course, this truth will be what it seems to me. But believe me, it’s unlikely that I have grave rivals regarding the disclosure of scientific secrets. But first, I want to ask you some questions. What is the destiny of the water that fell from Heaven to Earth? And if you answer this question, then you are a master of the amazing. But you know that flowing is inherent in water. Therefore answer - in what ways water flows. And if you are ready to answer this question, then you are certainly a master of the amazing. And one more thing. What would happen if there were no water on Earth? What happens on Earth with the participation of water? What happens to water during its stay on Earth? And if you again know the answers, then truly you are a master of the amazing. And if it so happened that you found it difficult to answer, or answered hesitantly, or in some way committed a sin against the truth and felt this, then come with me. And believe me, I'm also a little master of the amazing. I will remind you about the beauty of this World and its vulnerability. About the exclusive role of water on Earth and the problems associated with this. About how important and wonderful it is to feel and understand everything about water. I will tell you about the people who gave answers to the questions asked to you. And about people who thought they knew the answers. And about people who answered without knowing the answers. And I also hope that you will understand the main thing – only devotion and obsession can lead you to real knowledge. And only then can you become a true master of the amazing. "But enough. Let me get down to matter. Let me start and let me finish."Vade mecum[1] Послушай-ка. Если ты гидролог или собираешься стать им, то дай рассказать тебе правду об этой науке. О гидрологии. Конечно эта правда будет такой, какой она представляется мне. Но поверь, вряд ли в отношении раскрытия научных секретов у меня есть серьезные конкуренты. Но сначала хочу задать тебе несколько вопросов. Какова судьба воды, упавшей с Неба на Землю? И если ты ответишь на этот вопрос, то ты – мастер удивительного. Но ты знаешь, что воде присуще течение. Поэтому ответь – какими путями течет вода. И если ты готов ответить и на этот вопрос, то ты, уж наверняка, – мастер удивительного. И вот еще. Что было бы, не будь на Земле воды? Что происходит на Земле при участии воды? Что происходит с водой за время ее пребывания на Земле? И если ты опять знаешь ответы, то воистину ты – мастер удивительного. А если случилось так, что ты затруднился с ответами, или ответил неуверенно, или в чем-то погрешил против истины и почувствовал это, то пойди со мной. И поверь, я тоже немного мастер удивительного. Я напомню тебе о красоте этого Мира и его уязвимости. Об исключительной роли воды на Земле и проблемах, связанных с этой исключительностью. О том как важно и замечательно чувствовать и понимать все о воде. Я поведаю тебе о людях, которые давали ответы на заданные тебе вопросы. И о людях, которые думали, что знают ответы. И о людях, которые отвечали, не зная ответов. И еще я надеюсь, ты поймешь главное – только преданность делу и одержимость им смогут привести тебя к настоящему знанию. И только тогда ты сможешь стать подлинным мастером удивительного. "Но довольно. Позволь мне приступить к делу. Позволь мне начать и позволь мне закончить"[2] [1] Иди со мной (лат.) [2] Марио Пьюзо. Пусть умирают дураки. Литература Аполлов Б.А. Учение о реках: учебник геогр. фак. ун-тов, 2-е изд. М.: изд-во Моск. университета, 1963. 423 с. Великанов М.А. Гидрология суши. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1948. 530 с. Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А. Математическое моделирование в гидрологии. М.: Изд. Центр «Академия», 2010. 297 с. Войно-Ясенецкий В.Ф. (Святитель Лука Крымский) Наука и религия. Феникс, Православная библиотека «Троицкое слово», 2001. 320 с. Гледко Ю.А. Гидрогеология: учеб. пособие. Мн.: Выш шк., 2012. 446 с. Гляциологический словарь / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 564 с. Даль В.И. Толковый словарь живого Великорусского языка: в 4 т. Том 1. А-З. Издание книгопродавца-типографа М.О. Вольфа, 1880. 812 с. Картвелишвили Н.А. Стохастическая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 168 с. Кнорринг В.И. Теория, практика и искусство управления: учебник для вузов по специальности "Менеджмент". М.: Издательство НОРМА, 2001. 528 с. Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 288 с. Лем С. О «неопознанных летающих объектах» / Пер. К.В. Душенко // Рациональное и иррациональное в современном сознании / Ред. Р.А. Гальцева. М., ИНИОН, 1987. Вып. 4. Линслей Р.К. Колер М.А., Паулюс Д.Л.Х. Прикладная гидрология / Пер. с англ. В.М. Бицилли [и др.]; Под ред. [и с предисл.] проф. А.Н. Бефани. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 759 с. Мягков С.М. Проблема роста ущерба от стихийных бедствий // Глобальные изменения природной среды (климат и водный режим). М.: Научный мир, 2000. С. 277-291 Патерсон У.С.Б. Физика ледников / Пер. с англ. М.Г. Гросвальда, В.Л. Мазо, О.П. Чижова; под ред. В.М. Котлякова. М.: Мир, 1984. 472 с. Полинг Л., Полинг П. Химия. М.: Мир, 1978. 686 с. Сноу Ч.П. Портреты и размышления: эссе, интервью, выступления / Пер. с англ. Сост. С. Бэлза. М.: Изд. Прогресс, 1985. 368 с. Хатчинсон Д. Лимнология: географические, физические и химические характеристики озер / сокращенный перевод с английского Г.В. Цыцарпина и. Г.Г. Шинкар; редакция и предисловие Л.Л. Россолимо. М.: Прогресс, 1969. 591 с. Шумский П.А. Задачи и методы изучения колебаний ледников // Научные труды института механики МГУ. 1975. № 42. С. 5-11. Щукин И.С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии / Под ред. А.И. Спиридонова. М.: Советская энциклопедия, 1980. 703 с. Эдельштейн Я.С. Основы геоморфологии: краткий курс. М.: Государственное учебно-педагогическое издание, 1938. 329 с. Chow V.T. Handbook Of Applied Hydrology: a compendium of water-resources technology. New York: McGraw- Hill, 1964. 1495 p. Dingman S.L. Physical Hydrology. Macmillan Publishing Company, 1994. 575 p. Distributed Hydrological Modeling / Abbott M.B., Refsgaard J.C. (Eds). Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1996. 321 p. DOI: 10.1007/978-94-009-0257-2 Hesse H.K. Schreiben und Schriften / Neue Zürcher Zeitung 15.08.1961 Klemeš V. Dilettantism in hydrology: Transition or destiny? // Water Resources Research. 1986. Vol. 22. Iss. 9S. P. 177S-188S. DOI: 10.1029/WR022i09Sp0177S McCarroll D. Really Critical Geomorphology // Earth Surface Processes and Landforms. 1997. Vol. 22. Iss. 1. P. 1-2. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9837(199701)22:1<1::AID-ESP780>3.0.CO;2-F Wiest R. De J.M. Geohydrology. New York, London, Sydney: John Wiley and Sons, 1965. 366 p

ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАТНОГО ТЕЧЕНИЯ ВЕРХНЕЙ СУХОНЫ В ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ

The annually reverse course of the Sukhona River, Northern Russia, is due to the features of the landscape, to the channel morphology, and to the time dynamics of spring flood of Sukhona and its tributaries. The evaluation of main hydrological and hydrochemical characteristics of this unique phenomenon is important practically because during the reverse flow the river transports the wastewater from enterprises and cities to its source from Lake Kubenskoye. A number of results have been got: the hydrological regime of Sukhona and of its upper tributaries obtained from every provided issues; the main factors of the reverse flow have been revealed and the hydrological computations have been carried out; the statistical evaluation for the main indexes of solid and liquid flow during the reverse course has been provided; the hydrodynamic calculation for the distance of ingress of polluted waters into Lake Kubenskoye has been elaborated; the hydrochemical indexes of the water quality have been provided; the possible changes of water quality of Lake Kubenskoye and the risks of its pollution were considered. The unique hydrological information from newly established water-measuring points enabled the valid estimation for the hydrological and hydraulic characteristics of the reverse course. The setting of observation sequences to the multi-year period have been made by statistical methodics and correlation analyze. The obtained empirical relationships can set up the prerequisites of a comprehensive forecast model for consequences of the reverse flow. The basic factors for pollution of waters of Sukhona have been revealed and the probability of pollution of Lake Kubenskoye, used for the water supplying of the regional center Vologda, was estimated too. Under that, the conclusions and recommendations for risk reducing of the negative hydro-ecological after-effects of the reverse flow have been formulated.Обратное течение реки Сухоны в районе её истока из озера Кубенское отмечается практически ежегодно. Формирование этого явления связано с особенностями ландшафта, морфологией русла и временной динамикой хода весеннего половодья реки Сухоны и её притоков. Целью исследования явилось выявление и оценка основных гидрологических и гидрохимических характеристик этого уникального явления. Необходимость исследования обусловлена тем, что река Сухона в период обратного течения транспортирует в озеро Кубенское загрязнённые стоки крупных предприятий и городов. Для этого были решены следующие задачи: собрана и проанализирована информация по гидрологическому, уровенному и гидрохимическому режиму реки Сухоны и её верхних притоков – рек Вологды и Лежи; выявлены основные факторы обратного течения в верховьях реки Сухоны в период весеннего половодья и выполнены гидрологические расчёты; дана статистическая оценка показателей жидкого и твёрдого стока во время противотечения; выполнен гидродинамический расчёт дальности проникновения загрязнённых вод обратного стока в озеро Кубенское; дана оценка гидрохимических показателей качества вод Верхней Сухоны и южной акватории озера Кубенское в период обратного течения; оценены возможные изменения качества вод озера Кубенское и риски, связанные с рассматриваемым явлением. Решению этих задач способствовало получение гидрологической информации на водомерных постах на Верхней Сухоне, что позволило выполнить расчёты гидрологических характеристик обратного стока. Методами математической статистики выполнено приведение рядов наблюдений к многолетнему периоду, что дало возможность получить следующие показатели обратного стока: продолжительности, расходов и объёмов воды, скоростей течения, объёмов русловых наносов заданной повторяемости. Также оценена вероятность загрязнения озёрных вод, используемых для водоснабжения областного центра – города Вологды, сформулированы выводы и рекомендации по снижению риска негативных последствий обратного стока реки Сухоны в период весеннего половодья.   Литература Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1984. 263 с. Ильина Л.Л. Грахов А.Н. Реки Севера. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 128 с. Ильинский Н.В. Вологодский край: Пособие с методическими послесловиями для школьных работников, учащихся старших групп педтехникума и девятилетки, а также для краеведов Ч. 1. Естественно-производительные силы. Вологда: Вологодск. губ. отд. нар. образ., 1928. 166 с. Кириллова В.А. Характеристика притоков озера // Кубенское озеро: Материалы комплексных исследований / Отв. ред. Т.И. Малинина и И.М. Распопов. Л.: Наука, 1974. С. 9-11. Озеро Кубенское: в 3 ч. Ч. 1. Гидрология / Отв. ред. Т.И. Малинина и И.М. Распопов. Л.: Наука, 1977. 306 с. Ресурсы поверхностных вод: в 6 т. Т. 3. Северный край / Под ред. И.М. Жила и Н.М. Алюшинской. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 663 с. Филенко Р.А. Воды Вологодской области. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1966. 132 с

ГИДРОЛОГИЯ: СООТНОШЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ ГИДРОЛОГИИ

The proposed article relates to the philosophy of a specific scientific discipline – hydrology. It is based on the ideology of Yuri Borisovich Vinogradov, whose students and followers we are. The article is based on his conversations, records, a huge heritage. The aim of this study is an attempt to draw attention to such an important and relevant issue as the correspondence of modern theoretical developments in hydrology and their application in practical hydrology. It is shown that at this stage, hydrology is seen more as a technology than a science. A positive image of the results of research in the field of hydrology creates a technological rather than professional level of performance. The paper assesses the state of modern applied hydrology; new concepts of applied hydrology. The tasks of operational hydrology, forecasting hydrological phenomena and processes are considered. The main questions of hydrology are posed - calculations of the formation of river flow. New generation hydrology should prevail over traditional hydrology. This should be manifested in the achievement of the true adequacy of our modeling systems to nature. The danger of simplification of natural phenomena and processes, which is traditionally used in calculation methods in hydrology, is considered. The article addresses general issues regarding the future of hydrology and the hydrometeorological observation system. The first feature of the new system will be the use of fundamentally new devices and installations. These devices should make a revolution in the hydrometeorological fundamental and applied science. Give greater accuracy to measurements of observed hydrometeorological parameters in time and space. Now, to simulate runoff formation, the calculated time interval is equal to days. In the future, observations should be made at intervals of averaging from minutes to hours.Предлагаемая статья относится к разделу философии конкретной научной дисциплины – гидрологии. Она опирается на идеологию Юрия Борисовича Виноградова, учениками и последователями которого мы являемся. Статья составлена по его беседам, записям, огромному, ещё не до конца рассмотренному и обработанному наследию. Целью работы является попытка обратить внимание на такой важный и актуальный вопрос, как соотношение уровней наших теоретических разработок в гидрологии и их практического применения. В статье показано, что на данном этапе гидрология больше рассматривается как технология, чем как наука. Положительный имидж результатам исследовательских работ в области гидрологии создаёт технологический, а не профессиональный уровень исполнения. В работе рассмотрены методологические и экспериментальные аспекты «традиционной гидрологии» и «гидрологии нового поколения»; дана оценка состояния современной прикладной гидрологии; рассмотрены новые концепции прикладной гидрологии. Также в статье рассмотрены задачи оперативной гидрологии, прогнозирования гидрологических явлений и процессов, поставлены главные вопросы гидрологии – расчёты формирования речного стока. Гидрология нового поколения должна повсеместно возобладать над традиционной гидрологией 20-го века. Это должно проявиться в достижении подлинной адекватности наших моделирующих систем природе. Рассмотрена опасность неадекватного упрощения некоторых природных явлений и процессов, которое традиционно используется в расчётных методах в гидрологии. Кроме того, в статье затронуты общие вопросы, касающиеся будущего гидрологии и системы гидрометеорологических наблюдений. Первой особенностью новой системы будет использование в ней принципиально новых приборов и установок, которые должны совершить переворот в гидрометеорологической фундаментальной и прикладной науке, позволяющих иное разрешение наблюдаемых гидрометеорологических полей во времени и пространстве. Это касается и традиционных, и новых способов измерений. Если сейчас для массового моделирования формирования стока, осуществляемого по стандартным данным наблюдений сети гидрометеорологических станций, расчётный интервал времени равен суткам, то в будущем наблюдения должны проводиться с интервалами суммирования или осреднения от минут до часов

О РОЛИ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА

It is known that changes in atmospheric pressure affect the water level in observation wells, wells, the flow rate of springs and the supply of groundwater to watercourses. The mechanisms of this phenomenon have not yet been fully disclosed. In the journal "Hydrosphere. Hazard processes and phenomena," (volume 3, issue 3) an article by a team of authors has been published, in which a hypothesis has been put forward about the presence of a baric effect of atmospheric influence on the moisture capacity of organogenic horizons of tundra soils. According to the proposed assumption, with a decrease in atmospheric pressure, the capillary moisture capacity of tundra soils containing an aquifer increases, its water output decreases, and this lowers the water level in the pits and reduces the permafrost runoff. With a sharp increase in pressure and a reduction in the moisture capacity of soils, the retained moisture is discharged, which, taking into account the current supply of the horizon with meltwater, leads to a jump in the permafrost and restoration of river runoff. The interpretation of the data of short-term field observations proposed in the article is questionable. Considering that the described effect is still poorly understood and a comprehensive discussion is needed to understand it, this article presents considerations on the debatable issues raised about the role of atmospheric pressure in the formation of river runoff.В публикациях различных авторов показано, что изменение атмосферного давления оказывает влияние на уровень воды в наблюдательных скважинах, колодцах, дебит родников и питание водотоков подземными водами. Однако механизмы данного явления до сих пор полностью не раскрыты. В ряде работ отмечается, что наблюдается резкое увеличение дебита родников или стока малых водотоков при резком падении атмосферного давления, даже в случаях отсутствия осадков. Результаты исследований показали, что кроме гравитационной силы в движении грунтовых вод и формировании подземного питания рек и озер определенную роль играет еще одна сила – разница давлений атмосферного воздуха и воздуха в зоне аэрации над водоносным горизонтом. В журнале «Гидросфера. Опасные процессы и явления» (Том 3. Выпуск 3) опубликована статья коллектива авторов, в которой выдвинута гипотеза о наличии барического эффекта воздействия атмосферы на влагоемкость органогенных горизонтов тундровых почв. Согласно выдвинутому предположению при уменьшении атмосферного давления возрастает капиллярная влагоемкость тундровых почв, вмещающих водоносный горизонт, его водоотдача уменьшается, а это понижает уровень воды в шурфах и снижает надмерзлотный сток. При резком повышении давления и сокращении влагоемкости почв происходит сброс удерживаемой влаги, что, с учетом текущего питания горизонта талыми водами, приводит к скачку надмерзлотного и восстановлению речного стока. Предложенная в статье интерпретация данных кратковременных полевых наблюдений вызывает сомнения. Учитывая то, что описываемый эффект еще плохо изучен и для его понимания необходимо всестороннее обсуждение, в данной статье высказаны соображения по затронутым дискуссионным вопросам о роли атмосферного давления в формировании речного стока