Влияние изменения климата на вечную мерзлоту и инженерную инфраструктуру Крайнего Севера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат физико-математических наук Белолуцкая, Марина Арнольдовна

• Белолуцкая, Марина Арнольдовна
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Белолуцкая, Марина Арнольдовна

Введение

Глава 1. Современные и ожидаемые в будущем изменения климата суб-Арктичеекой области.

1.1. Методы прогноза климата и особенности их применения в субАрктических регионах.

1.2. Прямые и косвенные индикаторы изменения климата холодных регионов.

1.3. Прогноз температуры на основе анализа современных данных наблюдений.

1.4. Сравнение модельных и эмпирических прогнозов изменения климата для криолитозоны северного полушария и оценка точности.

Глава 2. Математическое моделирование вечной мерзлоты в условиях изменения климата.

2.1. Равновесные модели взаимодействия вечной мерзлоты и климата.

2.2. Динамическое моделирование взаимодействия вечной мерзлоты и климата.

2.3. Методика расчетов и оценка точности геокриологических моделей.

Глава 3. Прогноз изменения вечной мерзлоты и оценка геокриологических рисков для ландшафтов и инфраструктуры районов Крайнего Севера в условиях антропогенного потепления.

3.1. Геокриологические факторы влияния на ландшафты и инженерную инфраструктуру Крайнего Севера.

3.2. Изменение климата и вечная мерзлота: учет влияния растительности.

3.3. Изменение распространения вечной мерзлоты и глубины сезонного протаивания при потеплении.

3.4. Оценка геокриологических опасностей для природных ландшафтов и инженерной инфраструктуры районов Крайнего Севера.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние изменения климата на вечную мерзлоту и инженерную инфраструктуру Крайнего Севера»

Около 67% территории современной России расположено в районах распространения многолетнемерзлых порол. К многолстнемерзлым породам, часто называемым вечной мерзлотой, относят слои грунта и горные породы, температура которых не поднимается выше О °С на протяжении двух или более последовательных лет. Все районы распространения многолетнемерзлых пород объединены понятием криолитозона. В криолитозоне имеется развитая инфраструктура, значительная часть которой обслуживает нужды добывающей промышленности. Помимо протяженных транспортных магистралей, мостов, нефтепроводов, линий электропередач, взлетно-посадочных полос, морских и речных портов, в России, в отличие от других субАрктических государств, имеются крупные города (Якутск, Норильск, Воркута) и населенные пункты, построенные на вечной мерзлоте. Большинство сооружений в криолитозоне построены на свайных фундаментах, использующих в качестве основания мерзлый грунт.

Климатическое потепление вызывает деградацию вечной мерзлоты, под которой понимается совокупность процессов, приводящих к увеличению температуры мерзлого грунта, более глубокому сезонному протаиванию и сокращению площади распространения приповерхностных многолетнемерзлых пород (при этом в более глубоких слоях температура пород может еще длительное время оставаться отрицательной). Вместе с тем криолитозона, северные ландшафты и растительность обладают некоторой устойчивостью по отношению к воздействиям внешних факторов, и, в частности, климата. Имеющиеся в этой системе обратные связи частично компенсируют первоначальное воздействие, однако лишь до тех пор, пока его величина не превышает некоторого порогового значения. По достижении этого значения система теряет устойчивость и переходит в новое состояние.

Потеря устойчивости криолитозоны может иметь многие неблагоприятные социальные, экономические и экологические последствия. В ближайшие несколько десятилетий изменение климата может привести к уменьшению прочностных свойств многолетнемерзлых грунтов, что, в свою очередь, вызовет уменьшение несущей способности фундаментов и повреждение или же разрушение построенных на них сооружений. Деформации и аварии трубопроводов, проходящих через вечную мерзлоту, могут сопровождаться выбросами в окружающую среду нефтепродуктов. На неосвоенных участках криолитозоны могут развиваться деструктивные геоморфологические процессы, вызывая просадки грунта и значительно изменяя северные ландшафты. Возникающие при этом проблемы требуют незамедлительного и всестороннего изучения, поскольку они ставят под угрозу экологическую безопасность районов Крайнего Севера.

Предмет исследования. Предметом исследования данной диссертационной работы является устойчивость криолитозоны, ландшафтов и инженерной инфраструктуры Крайнего Севера в условиях глобального изменения климата.

История исследований. Исследования связи вечной мерзлоты и климата имеют достаточно длительную историю. Первые попытки описать распространение вечной мерзлоты были сделаны еще в конце 19 столетия, когда русский климатолог Г.И. Вильд теоретическим путем установил, что южная граница криолитозоны должна быть расположена вблизи изотермы средней годовой температуры воздуха -2

С (Вильд, 1882). Впоследствии эти работы были продолжены Л.А. Ячевским (Ячсвский, 1889), А. Хргианом (Хргиаи, 1937), А.И. Воейковым (Воейков, 1949; Воейков, 1952) и другими исследователями, которые создали основы теории формирования вечномерзлых пород и их связи с климатом. Дальнейшие исследования, продолжающиеся до настоящего времени, были направлены на изучение истории формирования криолитозоны, на получение данных о распространении вечной мерзлоты, ее температуре, глубине залегания, глубине сезонного протаивания и на построение геокриологических карт.

В последние десятилетия в связи с происходящим изменением климата исследования вечной мерзлоты приобрели новую направленность. Важной общей задачей является изучение последствий антропогенного потепления для природной среды, экономики и социальной сферы. Такие исследования в первую очередь необходимы для разработки экономических и политических стратегий адаптации к предстоящему потеплению. Особую озабоченность вызывают неблагоприятные и катастрофические последствия, многие из которых требуют незамедлительных мер, направленных на их минимизацию. К такого рода последствиям можно отнести и обусловленную потеплением деградацию вечной мерзлоты. На Всемирной конференции но изменению климата, проходившей осенью 2003 года в Москве, была сформулирована позиция России, согласно которой требуется дальнейшее изучение последствий потепления, в особенности тех, которые непосредственно затрагивают национальные интересы страны. Подчеркивалось, что в силу географического положения России большая часть ее природных ресурсов находится в районах Крайнего Севера, и проблемы изучения вечной мерзлоты, поддержания расположенной на ней инфраструктуры и обеспечения экологической безопасности в условиях изменения климата следует относить к числу наиболее приоритетных научных задач.

Современное состояние исследований. Анализ данных наблюдений свидетельствует о продолжающемся увеличении средней глобальной температуры воздуха (Holland and Karl, 2001). По оценкам Международной Группы Экспертов по Изменению Климата (часто цитируемой по англоязычной аббревиатуре IPCC), рост глобальной температуры в 20 веке превысил ее изменения за последнюю тысячу лет и составил 0,6 °С; период с 1991 но 2000 год был самым теплым десятилетием, а 1998 год - самым теплым годом за полтора века наблюдений (Houghton et al., 2001). Имеющиеся прогнозы свидетельствуют о возможности дальнейшего увеличения глобальной температуры воздуха на несколько градусов в течение 21 столетия. Конкретные оценки различаются между собой, однако большинство прогнозов по моделям теории климата предсказывают более сильное потепление высоких широт северного полушария по сравнению с другими регионами мира (Cubasch and Meehl, 2001). Аналогичный вывод следует и из анализа данных наблюдений (Анисимов и Белолуцкая, 2003; Анисимов и Поляков, 1999; Anisimov, 2001; Folland and Karl, 2001; Serrcze et al., 2000).

Увеличение средней годовой температуры воздуха в арктических и субарктических регионах может превышать среднюю глобальную величину в 2-3 раза. По этой причине изучение последствий изменения климата в 'северных регионах несомненно относится к числу задач, решение которых возможно и необходимо уже в настоящее время. Предстоящее потепление приведет прежде всего к изменению природных ландшафтов и экосистем Крайнего Севера (Анисимов и др., 2003). Среди природных последствий потепления Арктики одним из наиболее важных можно считать воздействие на вечную мерзлоту. Многолетнемерзлые породы занимают в настоящее время приблизительно 24% площади суши в северном полушарии, что составляет около 22.8x10(> км2. Ослабление прочностных свойств вечной мерзлоты при потеплении и развитие деструктивных геокриологических процессов представляют серьезную угрозу для -сооружений, равно как и для населения районов Крайнего Севера. Несмотря на очевидную актуальность этой проблемы, многие ее аспекты требуют дальнейшего изучения.

На первый взгляд, качественная картина изменения вечной мерзлоты в условиях глобального потепления представляется достаточно ясной. Более высокая температура воздуха как в зимний, так и в летний период будет способствовать увеличению температуры мерзлых грунтов и более глубокому сезонному протаивапшо. На периферийных участках по достижении некоторой критической глубины протаивания произойдет отрыв мерзлых толщ от поверхности, вечная мерзлота перейдет в реликтовую форму, над ней образуется талый слой, толщина которого со временем будет увеличиваться, и над этим слоем возникнет слой сезонного промерзания. Аналогичные процессы могут иметь место не только вблизи южной границы, по и на отдельных участках в зонах прерывистого и даже сплошного распространения многолетнемерзлых пород, где местные условия способствуют глубокому сезонному протаивапшо. В результате произойдет сокращение площади распространения приповерхностной вечной мерзлоты, часть ее перейдет в реликтовую форму, а там, где она сохранится, увеличится глубина сезонного протаивания. В ряде исследований были даны количественные оценки этих процессов (Анисимов, 1989; Анисимов и Скворцов, 1989; Гарагуля и Ершов, 2000; Гречищев, 1997; Молькентин и др., 2001) и на основании модельных расчетов построены геокриологические карты отдельных участков криолитозоны (Sazonova and Romanovsky, 2003; Stendel and Christensen, 2002), территории России (Анисимов,

1990; Анисимов, 1994; Аиисммов и Нсльсон. 1993; Величко и Нечаев, 1992; Малевскмй-Малевич и др., 2000; Малевскии-Малевпч и Надежина, 2002; Малевский-Малевич и др., 1999; Павлов, 1997; Anisimov. 1989; Malevsky-Malevich et al., 2001; Nelson and Anisimov, 1993) и всего северного полушария (Анисимов и Нельсон, 1997; Анисимов и Нельсон, 1998; Анисимов и др., 1999; Anisimov и Nelson, 1997; Anisimov ct al., 1997) для нескольких модельных прогнозов изменения климата.

Такой сценарий в общих чертах подтверждается имевшими место на протяжении 20 века регрессиями и трансгрессиями вечной мерзлоты, следовавшими с некоторым запозданием за периодами потепления ЗОх годов и похолодания 50х (Anisimov ct al., 2002). Вместе с тем реальная картина может заметно отличаться от данной схемы за счет влияния снежного покрова, гидрологических и почвенных факторов, и в особенности растительности. Как известно, снег оказывает отепляющее воздействие, увеличивая температуру поверхности почвы и сглаживая резкие температурные колебания. Некоторое увеличение осадков, прогнозируемое в условиях будущего климата, может, таким образом, усилить первоначальный эффект потепления. Влияние гидрологических факторов па вечную мерзлоту более сложно. Вода и лсд проводят тепло лучше, чем сухая почва, поэтому увеличение влажности и льдистости почвы приводит к росту теплооборотов как в теплый, так и в холодный период года. Значительная часть тепла расходуется на фазовые переходы, и однозначную зависимость между влажностью почвы и глубиной сезонного протанвания установить сложно. Несомненно лишь, что улучшение условий инфильтрации и дренирования способствует увеличению глубины сезонного протанвания вечной мерзлоты. И, наконец, растительность, в особенности низший мохово-лишайниковый слой, по-видимому, играет наибольшую роль в регуляции взаимодействия изменяющегося климата и вечной мерзлоты, являясь мощным теплоизолятором, свойства которого меняются в течение года.

Существующие модели вечной мерзлоты упрощенно учитывают влияние перечисленных выше факторов. В ряде случаев, как, например, это имеет место для растительного покрова, не учитываются их изменения в процессе потепления. Это является одной из возможных причин имеющихся в настоящее время достаточно значительных расхождений между результатами модельных расчетов обусловленной изменением климата динамики вечной мерзлоты и данными ее мониторинга.

Цель диссертационной работы. Целью диссертации является разработка методологии оценки природных опасностей, связанных с деградацией многолетнемерзлых грунтов, и построение на ее основе прогностических карт, характеризующих геокриологические риски для природных ландшафтов и инфраструктуры в области распространения вечной мерзлоты.

Для достижения данной цели были решены следующие конкретные задачи, разработан метод оценки достоверности теоретических прогнозов климата для суб-Арктической области, основанный на построении эмпирической регрессионной модели и региональном сравнении получаемых с ее помощью результатов с расчетами по моделям общей циркуляции атмосферы и океана; разработаны блоки динамической и стационарной моделей, учитывающие влияние изменения растительности на термический режим вечной мерзлоты и на снегонакопление в процессе потепления; созданы базы климатических, почвенных и растительных данных, необходимые для проведения расчетов по моделям вечной мерзлоты в масштабе криолитозоны Северного полушария; построены сценарии изменения растительного покрова в Арктике, соответствующие модельным сценариям изменения климата; получены прогнозы изменения площади распространения и глубины сезонного протаивания вечной мерзлоты для интервалов времени вблизи 2030, 2050 и 2080гг. по нескольким климатическим сценариям с учетом изменений растительности; разработан метод прогноза геокриологических опасностей, связанных с деградацией вечной мерзлоты, основанный на расчетном индексе; построены прогностические карты геокриологических опасностей для природных ландшафтов и для инфраструктуры районов распространения вечной мерзлоты в условиях изменения климата.

Личный вклад автора диссертации в решение перечисленных задач состоял в сборе и анализе данных, разработке теоретической концепции и программных алгоритмов реализации эмпирической модели климата, моделей вечной мерзлоты и метода оценки геокриологических опасностей, в построении сценариев изменения растительности Арктики, в проведении расчетов по моделям и построении прогностических карт, в написании (совместно со своим научным руководителем) научных статей и подготовке докладов на Российских и международных конференциях.

Методы исследования. Перечисленные задачи решаются с использованием метода регрессионного анализа, на основе которого строится эмпирическая модель климата, метода математического моделирования и технологий Геоинформационных систем (ГИС). Отбор имеющихся теоретических прогнозов изменения климата осуществляется путем их сравнения с независимыми оценками, полученными но регрессионной эмпирической модели климата. ГИС-технологии используются для географической привязки различного рода данных, для пространственного обобщения результатов расчетов и для построения прогностических карт.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из трех глав, введения и заключения, содержит 24 рисунка и 7 таблиц, список цитируемой литературы состоит из 137 наименований.

В первой главе обсуждается вопрос о достоверности результатов расчетов по моделям общей циркуляции атмосферы и океана, в особенности для области севернее 60° широты, и излагаются принципы построения эмпирической модели климата. Различные прогнозы климата, полученные путем расчетов по теоретическим моделям, сравниваются с прогнозом, построенным автором на основании анализа длительных рядов измерений температуры воздуха на глобальной сети метеостанций. В результате такого сравнения автором обосновывается выбор прогнозов изменения климата по пяти различным теоретическим моделям, которые в наибольшей степени соответствуют современным климатическим изменениям, наблюдаемым в субАрктической области.

Вторая глава диссертации посвящена описанию математических моделей, на основе которых можно рассчитать параметры вечной мерзлоты, такие как температура и глубина сезонного протаивания,- в условиях современного и будущего климата. Эти два параметра представляют наибольший интерес. Они определяют интенсивность многих геоморфологических процессов и прочностные свойства мерзлых грунтов, а следовательно, устойчивость северных ландшафтов и инженерных сооружений на вечной мерзлоте в условиях изменения климата.

В третьей главе проводится сравнение прогнозов распространения многолетнемерзлых пород и глубины сезонного протаивания по континентам северного полушария для нескольких сценариев климата будущего; рассматриваются последовательные этапы сокращения площади распространения приповерхностной вечной мерзлоты для временных срезов вблизи 2030, 2050 и 2080 годов. Отдельный раздел посвящен роли неклиматических факторов, регулирующих (ограничивающих пли же усиливающих) влияние изменения климата на вечную мерзлоту, важнейшим среди которых является растительный покров. В расчетах по моделям вечной мерзлоты впервые учитываются изменения растительного покрова в процессе потепления и обусловленные этим изменения теплоизолирующего воздействия на вечную мерзлоту самого покрова, а также снега, накопление которого зависит от высоты растительности. Рассматривается разработанная автором методика оценки природных опасностей, связанных с деградацией вечной мерзлоты. Обсуждается ее применение для оценки устойчивости ландшафтов и инженерной инфраструктуры в районах распространения вечной мерзлоты при ослаблении ее прочностных свойств в условиях антропогенного потепления. Данная методика применяется для расчета прогностических карт, характеризующих степень геокриологических рисков для природных ландшафтов Крайнего Севера и инфраструктуры.

На защиту выносятся следующие теоретические положения.

Метод оценки адекватности теоретических прогнозов изменения климата для отдельных регионов и широтных зон, основанный на построении регрессионной модели по данным длительных измерений температуры воздуха и сравнении получаемых с ее помощью результатов с расчетами по моделям теории климата.

Динамическая и стационарная математические модели вечной мерзлоты, учитывающие обратные связи в системе атмосфера - снег - растительный покров -многолетнемерзлый грунт в регуляции воздействия изменения климата на термический режим и глубину сезонного протаивания мерзлых грунтов.

Метод прогноза природных опасностей, связанных с деградацией вечной мерзлоты, основанный на расчетном индексе.

Прогностические карты геокриологических опасностей для природных ландшафтов и инфраструктуры районов распространения вечной мерзлоты . для середины 21 века.

Благодарности. Автор выражает признательность своему научному руководителю, д.г.н. О.А. Анисимову, за постоянное внимание к работе, ценные замечания и консультации, сотрудникам и коллегам из отдела исследования изменений климата Государственного гидрологического института и географического факультета Университета штата Делавер, США, за предоставление архивов климатических данных, необходимых для проведения расчетов. Особую благодарность автор выражает В.Ю. Полякову за его помощь в обьединеиии алгоритмов моделей вечной мерзлоты и баз климатических, почвенных, растительных и мерзлотных данных в единую информационно - вычислительную систему ГеоИнф, работа с которой значительно облегчает и ускоряет проведение расчетов и решение отдельных научных задач. Различные этапы данной работы выполнялись при поддержке Фонда гражданских исследований и развития США (проект RG1-2075, 2000-2001) и Национального Научного Фонда Нидерландов (NWO, проект 047.011.2001.003).

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Белолуцкая, Марина Арнольдовна

Результаты работы позволяют сделать следующие выводы. 1. Имеются устойчивые статистически значимые корреляционные связи между наблюдаемыми изменениями среднегодовой глобальной температуры и температурой на большей части Сибири и на Аляске. Изменения температуры в этих регионах в 3-5 раз превышают глобальные изменения.

2. Сценарии климатических моделей GFDL, NCAR, ССС, ЕСНАМ и HadCM достаточно хорошо воспроизводят региональную картину потепления высоких широт, получаемую по эмпирической модели климата.

3. Пространственные распределения наблюдаемых изменений температуры воздуха, температуры мерзлого грунта и глубины сезонного протаивания вечной мерзлоты не являются подобными в силу действия локальных факторов и обратных связей через изменения растительности и снегонакопления.

4. Диапазон сокращения общей площади приповерхностной вечной мерзлоты (а также отдельно сплошной криолитозоны) в северном полушарии, рассчитанный с учетом обратных связей, к 2030, 2050 и 2080 годам составляет, соответственно, 10%-18% (15%-25%); 15%-30% (20%-40%), и 20%-35% (25%-50%) от современной величины.

5. Увеличение глубины сезонного протаивания к 2030 г. может достигать 10%-15%; к 2050 г. 15%-25%, местами до 50%; к 2080 г. 30%-50% и более.

6. Увеличение толщины мохового слоя от 10 до 20 см может уменьшить среднюю по криолигозоне расчетную глубину сезонного протаивания до 30%. При вытеснении мхов кустарником с учетом сопутствующих изменений снегонакопления глубина протаивания может увеличиться до 27%.

7. Согласно расчетам, ожидаемые изменения вечной мерзлоты представляют наибольшую опасность для инфраструктуры на Чукотке, в бассейнах верхнего течения Индигирки и Колымы, в юго-восточной части Якутии, на значительной части Западно-Сибирской равнины, на побережье Карского моря, на Новой Земле, а также в области островной мерзлоты на севере европейской территории. В то же время на большей части Якутии и Западной Сибири изменение климата в первой половине текущего столетия не приведет к заметной потере устойчивости сооружений, построенных на вечной мерзлоте.

Заключение и основные выводы

В диссертации была разработана методика оценки достоверности теоретических прогнозов климата на основе данных наблюдений. Для ее реализации была построена эмпирическая модель климата, которая использовалась для прогноза изменения среднегодовой температуры воздуха в первой четверти 21 века. Главной задачей работы являлось изучение устойчивости криолитозоны в условиях изменения климата. Для ее решения были разработаны динамическая и равновесная модели вечной мерзлоты. В отличие от имевшихся ранее, эти модели более полно учитывают обратные связи, действующие через изменения растительного покрова и снегонакопления. Для проведения расчетов по таким моделям были созданы базы климатических, почвенных и растительных данных для криолитозоны Северного полушария; а также разработаны сценарии изменения растительного покрова в Арктике, соответствующие наблюдаемым закономерностям. Был разработан метод прогноза геокриологических опасностей для природных ландшафтов и инфраструктуры районов Крайнего Севера, основанный на расчетном индексе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Белолуцкая, Марина Арнольдовна, 2004 год

1. Выживет ли город?- Сибирское здоровье сегодня, № 10, 1997.

2. Алексеев, Г.В., О.И. Мякошии, и Н.П. Смирнов, 1997. Изменчивость переноса льдачерез пролив Фрама.- Метеорология и Гидрология, № 9, с. 52-57.

3. Анисимов, О.А., 1989. Об оценке чувствительности вечной мерзлоты к изменениюглобального термического режима земной поверхности.- Метеорология и гидрология, № 1, с. 79-84.

4. Анисимов, О.А., 1990. Оценка влияния ожидаемых изменений климата па режим вечной мерзлоты.- Метеорология и гидрология, № 3, с. 40-46.

5. Анисимов, О.А., 1994. Оценка макроклимата криолитозоны Евразии и распространение вечной мерзлоты в условиях глобального потеплсния.-Метеорология и гидрология, № 9, с. 12-19.

6. Анисимов, О.А. и М.А. Белолуцкая, 2001. Применение геоинформационной системы для прогноза агроклиматических характеристик.- Метеорология и гидрология, № 9, с. 89-98.

7. Анисимов, О.А. и М.А. Белолуцкая, 2003. Современное потепление как аналог климата будущего.- Физика атмосферы и океана, № 2, с. 211-221.

8. Анисимов, О.А. и М.А. Белолуцкая, 2004. Моделирование воздействия антропогенного потепления на вечную мерзлоту: учет влияния растительности.-Метеорология и гидрология, (принята в печать).

9. Анисимов, О.А., М.А. Белолуцкая, и В.А. Лобанов, 2003. Современные измененияклимата и природной среды в области высоких широт Северного полушария.-Метеорология и гидрология, № 1, с. 18-30.

10. Анисимов, О.А. и Ф.Е. Нельсон, 1997. Влияние изменения климата на вечную мерзлоту в Северном полушарии.- Метеорология и Гидрология, № 5, с. 71-80.

11. Анисимов, О.А. и Ф.Э. Нельсон, 1990. О применении математических моделей для исследования взаимосвязи климат-вечная мерзлота.- Метеорология и гидрология, №10, с. 13-19.

12. Анисимов, О.А. и Ф.Э. Нельсон, 1993. Зональность криолитозоны России в условиях аптропогенного изменения климата.- Метеорология и гидрология, № 10, с. 87-93.

13. Анисимов, О.Л. и Ф.Э. Мсльсон. 1998. Прогноз изменения мерзлотных условий в северном полушарии: применение результатов балансовых и транзитивных расчетов по моделям общей циркуляции атмосферы,- Криосфера Земли, № 2, с. 5357.

14. Анисимов, О.А., Ф.Э. Нельсон, и А.В. Павлов, 1999. Прогнозные сценарии эволюции криолитозоны при глобальных изменениях климата в XXI веке.-Криосфера Земли, № 4, с. 15-25.

15. Анисимов, О.А. и В. Поляков, 1998. Информационная система для оценки последствий изменения климата в области криолитозоны.- Криосфера Земли, № 3, с. 91-95.

16. Анисимов, О.А. и В. Поляков, 1999. К прогнозу изменения температуры воздуха для первой четверти XXI столетия.- Метеорология и гидрология, № 2, с. 25-31.

17. Анисимов, О.А. и М. Скворцов, 1989. О применении математических моделей для исследования влияния изменения климата на вечную мерзлоту.- Метеорология и гидрология, № 9, с. 98-103.

18. Борзепкова, И.И. и С.Л. Брук, 1989. О влиянии вулканических извержений на изменение климата в позднслсдниковьс-голоцене. В кн.: Исследование изменений климата и влагооборота. Труды ГГИ, вып. 347., М.И. Будыко, (Ред.), JI.: Гидрометеоиздат, с. 40-56.

19. Будыко, М.И., 1974. Изменение климата. 1974, JI: Гидрометеоиздат, 280 с.

20. Будыко, М.И., 1988. Климат конца 20 века.- Метеорология и Гидрология, № 10, с. 5-24.

21. Будыко, М.И., И.И. Борзенкова, Г.В. Менжулин, и К.И. Селяков, 1992. Предстоящие изменения регионального климата,- Известия АН СССР, № 4, с. 3652.

22. Будыко, М.И. и П. Гройсман, 1989. Потепление восьмидесятых годов.-Метеорология и гидрология, №2, с. 5-10.

23. Будыко, М.И. и П. Гройсман, 1991. Ожидаемые изменения климата к 2000 году.-Метеорология и гидрология, №7, с. 84-94.

24. Будыко, М.И., Н.А. Ефимова, и К.М. Лугина, 1993. Современное потеилеиие.-Метеорология и Гидрология, № 7, с. 29-34.

25. Будыко, М.И. и Л. Израэль, (Ред.) Антропогенные изменения климата, 1987. JL: Гидрометеоиздат, 406 с.

26. Вартанова, О.В., 1998. Методические подходы к оценке надежности и экологической безопасности промысловых трубопроводов.- Нефтяное хозяйство., № 11, с. 47-48.

27. Величко, Л.Л. и В.П. Нечаев, 1992. К оценке динамики вечной мерзлоты северной Евразии в условиях глобального изменения климата.- Известия РАН, № 3, с. 667671.

28. Вильд, Г.И., 1882. О температуре воздуха в Российской империи. Вып. 2, ч. I, 1882, Санкт-Петербург. 359с.

29. Винпиков, К.Я., 1986. Чувствительность климата. JI.: Гидрометеоиздат, 223 с.

30. Винииков, К.Я. и П.Я. Гройсман, 1979. Эмпирическая модель современных изменений климата.- Метеорология и гидрология, № 3, с. 25-36.

31. Винников, К.Я и Н.П. Ковынева, 1983. О распределении изменений климата при глобальном потеплении.- Метеорология и гидрология, № 5, с. 10-19.

32. Воейков, Д.И., 1949. Снежный покров, его влияние на почву, климат и погоду, способы исследования. В кн.: А.И. Воейков. Избранные сочинения. Т. 2. Москва-Лсппиград: Изд. Ли СССР, с. 15-157.

33. Воейков, Л.И., 1952. Кругооборот тепла в оболочке земного шара, в Избранные сочинения. М.: Издательство ЛИ СССР, с. 186-214.

34. Гарагуля, Л.С. и Э.Д. Ершов, (Ред.), 2000. Геокриологические опасности. Природные опасности России, общая ред. В.И. Осипов и С.К. Шойгу. Т. 1, М.: Крук, 315с.

35. Гинзбург, Б.М. и И.И. Солдатова, 1996. Многолетние колебания сроков замерзания и вскрытия рек в различных географических зонах.- Метеорология и Гидрология, № 6, с. 101-108.

36. Гречищсв, С.Е., 1997. Прогноз оттаивания и распределения вечной мерзлоты и изменения криогенного растрескивания грунтов на территории России при потеплении климата.- Криосфера Земли, № 1, с. 59-65.

37. Груза, Г.В., Э. Ранькова, Л.К. Клещснко, и Л.Н. Аристова, 1999. О связи климатических аномалий на территории России с явлением Эль-Пнньо Южное колебание.- Метеорология и гидрология, № 5, с. 32-51.

38. Ефимова, Н.А. и J1.A. Строкина, 1998. Изменения аномалий приземной температуры воздуха на территории России с 1981 но 1993 г.г.- Метеорология и гидрология, № 7, с. 114-119.

39. Кудрявцев, В.Л., J1.C. Гарагуля, К.А. Кондратьева, и В.Г. Меламед, 1974. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях. М.: Наука, 431с.

40. Мещерская, А.В., 2001. Долгосрочные метеорологические прогнозы. В кн.: Современные исследования Главной Геофизической Обсерватории, М.Е. Берлянд и В.П. Мелешко, (Ред.). С.Пб.: Гидрометеоиздат, с. 75-96.

41. Молькентин, Е.К., Е.Д. Надежииа, и О.Б. Шкляревич, 2001. Пространственная изменчивость модельных характеристик многолетнемерзлых грунтов.-Метеорологая и гидрология, № 8, с. 89-97.

42. Нагурный, А.П., 1995. Многолетние тенденции изменения толщины морского льда в Арктическом бассейне.- Метеорология и гидрология, № 6, с. 80-83.

43. Нагурный, А.П., В.Г. Коростелев, и В.В. Иванов, 1999. Межгодовая изменчивость толщины льда в Арктическом бассейне по измерениям упруго-гравитационных колебаний ледяного покрова.- Метеорология и гидрология, № 3, с. 72-78.

44. Николаев, II.II., 1999. Основные причины возникновения аварийных отказов на магистральных трубопроводах.- Нефть и газ. Известия ВУЗов, Тюменский государственный университет., № 2, с. 77-81.

45. Павлов, А.В., 1979. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск: Наука, 282с.

46. Павлов, А.В., 1997. Мсрзлотио-климатнческий мониторинг России: методология, результаты наблюдений, прогноз.- Криосфера Земли, № 1, с. 47-58.

47. Рекомендации по прогнозу теплового состояния мерзлых грунтов,. 1989. М.: Стройиздат, 72с.

48. Розенбаум, Г.Э. и Н.А. Шполянская, 2000. Позднекайназойская история криолитозоны Арктики и тенденции ее будущего развития. М.: Научный мир, 103с.

49. Рябчснко, В.А., Г.В. Алексеев, И.А. Неелов, и А. Дворников, 2001. Распространение речных вод в Северном Ледовитом океане.- Метеорология и Гидрология, № 9, с. 61-69.

50. Солдатова, И.И., 1996. О сроках ледовых явлений на реках в условиях современного климата.- Метеорология и Гидрология, № 4, с. 87-94.

51. Хргиан, А., 1937. Температура почвы и климат.- Метеорология и Гидрология, № 7, с. 18-28.

52. Ячевский, Л.А., 1889. О вечномерзлой почве в Сибири (с картою).- Известия Императорского Русского географического общества, № 5, с. 341-351.

53. Anisimov, О.А., 1989. Changing climate and permafrost distribution in the Soviet Arctic.- Physical Geography, № 3, p. 285-293.

54. Anisimov, O.A., 2001. Predicting patterns of near-surface air temperature using empirical data.- Climatic Change, № 3, p. 297-315.

55. Anisimov, O.A. and F.E. Nelson, 1997. Permafrost zonation and climate change in the northern hemisphere: Results from transient general circulation models.- Climatic Change, N» 2, p. 241-258.

56. Anisimov, О.A., N.I. Shiklomanov, and F.E. Nelson, 1997. Global warming and active-layer thickness: results from transient general circulation models.- Global and Planetary Change, № 3-4, p. 61-77.

57. Bamett, T.P., G. Hegerl, T. Knudson, and S. Tett, 2000. Uncertainty levels in predicting patterns of anthropogenic climate change.- Journal of Geophysical Research, № p. 15525-15542.

58. Bjorgo, E., O.M. Johanncssen, and M.W. Miles, 1997. Analysis of merged SMMR-SSMI time series of Arctic and Antrctic sea ice parameters 1978-1995.- Geophysical research letters, № 4, p. 413-416.

59. Bromwich, D.H., R.Y. Tzeng, and T.R. Parish, 1994. Simulation of the modern Arctic climate by the NCAR CCM1.- Journal of Climate, № 7, p. 1050-1069.

60. Brown, J., O.J. Ferrians, J.A. Heginbottom, and E.S. Mclnikov, 1997. Circum-Arctic map of permafrost and ground ice conditions.- Circum-pacific map series, №

61. Brown, J., K.M. Hinkel, and F.E. Nelson, 2000. The Circumpolar Active Layer Monitoring (CALM) program: research designs and initial results.- Polar Geography, № 3, p. 165-258.

62. Brutsaert, W., 1982. Evaporation into the Atmosphere. 1982, London: Reidel Publishing Company. 299 p.

63. Cavalieri, D.J., P. Gloersen, C.L. Parkinson, J.C. Comiso, and H.J. Zwally, 1997. Observed hemispheric asymmetry in global sea ice changes.- Science, №> 278, p. 11041106.

64. Chapin, F.S.I.I.I., G.F. Shaver, and J.A. Laundre, 1995. Responses of arctic tundra to experimental and observed changes in climate.- Ecology, № 3, p. 694-.

65. Cornelissen, J.H.C., et al., 2001. Global change and arctic ecosystems: is lichen decline a function of increases in vascular plant biomass?- Journal of Ecology, № 6, p. 984-994.

66. Crowley, T.J., S.K. Baum, and K.Y. Kim, 1993. General circulation model sensitivity experiments with pole-centered supercontinents.- Journal of Geophysical Research, № 5, p. 8793-.

67. Crowley, T.J., K.J. Yip, and S.K. Baum, 1995. Effect of Altered Arctic Sea Ice and Greenland Ice Sheet Cover on the Climate of the GENESIS General Circulation Model.-Global and Planetary Change, № 3-4, p. 275-288.

68. Epstein, II.E., M.D. Walker, F.S. Chapin, and A.M. Starfield, 2000. A transient nutrient-based model of Arctic plant community response to climatic warming.- Ecological Applications, № 3, p. 824-841.

69. Fedorov, A.N., 1996. Effects of rcccnt climate change on permafrost landscapes in central Sakha.- Polar Geography, № 20, p. 99-108.

70. Goodrich, L.E., 1978. Efficient numerical technique for one-dimensional thermal problems with phase change.- International Journal of Heat and Mass Transfer, № 5, p. 160-163.

71. Hastenrath, S. and Л. Ames. 1995. Recession of Yanamarcy glacier in Cordillera Blanca, Peru during the 20th century.- Journal of Glaciology, № 137, p. 191-196.

72. Hastenrath, S. and L. Greischar, 1997. Glacier recession on Kilimanjaro, East Africa, 1912-89.- Journal of Glaciology, № 43, p. 455-459.

73. Ilinkel, K.M., F.E. Nelson, Y. Shur. J. Brown, and K.R. Everett, 1996. Temporal changes in moisture content of the active layer and near-surface permafrost at Barrow, Alaska, USA: 1962 1994.- Arctic and Alpine Research, № 3, p. 300-310.

74. Hinzman, L.D., D.J. Goering, and D.L. Kane, 1998. A distributed thermal model for calculating soil temperature profiles and depth of thaw in permafrost.- Journal of Geophysical Research, № 103, p. 28975-28991.

75. Holloway, G. and T. Sou, 2001. Is Arctic sea ice rapidly thinning?- Ice and Climate News, № 1, p. 2-5.

76. Johannessen, O.M., E.V. Shalina, and M.W. Miles, 1999. Satellite evidence for an arctic sea ice cover in transformation.- Science, № 286, p. 1937-1939.

77. Johannesson, Т., 1997. The response of two Icelandic glaciers to climate warming computed with a degree-day glacier mass balance model coupled to a dynamic glacier model.- Journal of Glaciology, № 43, p. 321-327.

78. Kane, D.L., L.D. Hinzman, and J.P. Zarling, 1991. Thermal response of the active layer to climatic warming in a permafrost environment.- Cold Regions Science and Technology, JV« 2, p. 111-122.

79. Lachenbruch, A.II. and B.V. Marshall, 1986. Changing climate: geothermal evidence from permafrost in the Alaskan arctic.- Science, № p. 689-696.

80. Lynch, Л.Н., W.L. Chapman, J.E. Walsh, and G. Weller, 1995. Development of a Regional Climate Model of the Western Arctic.- Journal of Climate, № 6, p. 15551570.

81. Majorowicz, J.A. and W.R. Skinner, 1997. Anomalous ground warming versus surface air warming in the Canadian Prairie provinces.- Climatic Change, № 4, p. 485-500.

82. Malevsky-Malevich, S.P., E.K. Molkentin, E.D. Nadyozhina, and O.B. Shklyarevich, 2001. Numerical simulation of permafrost parameters distribution in Russia.- Cold Regions Science and Technology, № 1, p. 1 -11.

83. Maslanik, J.A., A.H. Lynch, M.C. Serreze, and W. Wu, 2000. A case study of regional climate anomalies in the Arctic: Performance requirements for a coupled mo'del.-Joumal of Climate, № 2, p. 383-401.

84. Maslanik, J.A., M.C. Serreze, and T. Agnew, 1999. On the record reduction in 1998 western Arctic sea-ice cover.- Geophysical Research Letters, № 13, p. 1905-1908.

85. Maslanik, J.A., M.C. Serreze, and R.G. Barry, 1996. Recent decreases in Arctic summer ice cover and linkages to atmospheric circulation anomalies.- Geophysical research letters, № 13, p. 1677-1680.

86. McGinnis, D.L. and R.G. Crane, 1994. A Multivariate-Analysis of Arctic Climate in Gems.- Journal of Climate, № 8, p. 1240-1250.

87. Mitchell, J.F.B., 1990. Greenhouse Warming Is the Midholocenc a Good Analog.-Journal of Climate, № 11, p. 1177-1192.

88. Mitchell, J.F.B. and T.C. Johns, 1997. On modification of global warming by sulfate aerosols.- Journal of Climate, № 2, p. 245-267.

89. Molau, U. and J.M. Alatalo, 1998. Responses of subarctic-alpine plant communities to simulated environmental change: Biodiversity of bryophytes, lichens, and vascular plants.- Ambio, № 4, p. 322-329.

90. Nakicenovic, N., et al., eds. Emissions Scenarios. A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. . 2000, Cambridge University Press: Cambridge, and New York. 599 p.

91. Nelson, F.E., 2003. (Un)frozen in time.- Science, № 299, p. 1673-'675.

92. Nelson, F.E. and O.A. Anisimov, 1993. Permafrost zonation in Russia under anthropogenic climatic change.- Permafrost and Periglacial Processes, № 2, p. 137148.

93. Nelson, F.E., O.A. Anisimov, and N.I. Shiklomanov, 2002. Climate change and hazard zonation in the circum-Arctic permafrost regions.- Natural Hazards, № 3, p. 203-225.

94. Nelson, F.E. and S.I. Outcalt, 1987. A computational method for prediction and regionalization of permafrost.- Arctic and Alpine Research, № 3, p. 279-288.

95. Oerlemans, J., 1992. Climate sensitivity of glaciers in southern Norway: application of an energy-balance model to Nigardsbreen, Hellstugubreen and Alfotbreen.- Journal of Glaciology, № 38, p. 223-232.

96. Oerlemans, J., 1994. Quantifying global warming from the retreat of glaciers.- Science, №5156, p. 243-245.

97. Osterkamp, Т.Е. and V.E. Romanovsky, 1996. Characteristics of changing permafrost temperatures in the Alaskan Arctic, USA.- Arctic and Alpine Research, № 3, p. 267273.

98. Osterkamp, Т.Е. and V.E. Romanovsky, 1997. Freezing of the active layer on the coastal plain of the Alaskan Arctic.- Permafrost and Periglacial Processes, № 1, p. 2344.

99. Osterkamp, Т.Е. and V.E. Romanovsky, 1999. Evidence for warming and thawing of discontinuous permafrost in Alaska.- Permafrost and Periglacial Processes, № 10, p. 17-37.

100. Parkinson, C.L., D.J. Cavalieri, P. Gloersen, H.J. Zwally, and J.C. Comiso, 1999. Arctic sea ice extents, areas, and trends, 1978-1996.- Journal of Geophysical Research (Oceans),, № C9, p. 20837-20856.

101. Peterson, T.C., R. Vose, R. Schmoyer, and V. Razuvaev, 1998. Global historical climatology network (GHCN) quality control of monthly temperature data.-International Journal of Climatology, № 11, p. 1 169-1179.

102. Peterson, T.C. and R.S. Vose, 1997. An overview of the global historical climatology network temperature database.- Bulletin of the American Meteorological Society, № 12, p. 2837-2849.

103. Romanovskii, N.N. and H.W. Hubberten, 2001. Results of permafrost modelling of the lowlands and shelf of the Laptev Sea region. Russia.- Permafrost and Periglacial Processes, № 2, p. 191-202.

104. Romanovsky, V.E. and Т.Е. Osterkamp, 1995. Interannual variations of the thermal regime of the active layer and near-surface permafrost in northern Alaska.- Permafrost and Periglacial Processes, № 4, p. 313-335.

105. Romanovsky, V.E. and Т.Е. Osterkamp, 1997. Thawing of the active layer on the coastal plain of the Alaskan Arctic.- Permafrost and Periglacial Processes, № 1, p. 122.

106. Rothrock, D.A., Y. Yu, and G.A. Maykut, 1999. Thinning of the Arctic Sea-Ice Cover.- Geophysical Research Letters, № 26, p. 3469-3472.

107. Sazonova, T.S. and V.E. Romanovsky, 2003. A model for regional-scale estimation of temporal and spatial variability of active-layer thickness and mean annual ground temperatures.- Permafrost and Periglacial Processes, №2, p. 125- 140.

108. Shabalova, M.V. and G.P. Konnen, 1995. Climate-Change Scenarios Comparisons of Paleoreconstructions With Recent Temperature-Changes.- Climatic Change, № 4, p. 409-428.

109. Staub, B. and C. Rosenzweig, 1987. Global Gridded Data Sets of Soil Type, Soil Texture, Surface Slope and Other Properties. 1987, Boulder, CO: National Center lor Atmospheric Research p.

110. Stendcl, M. and J.H. Christensen, 2002. Impact of global warming on permafrost conditions in a coupled GCM.- Geophysical Research Letters, № 13, p. 10-1 10-4.

111. Stull, R.B., 1988. An introduction to boundary layer meteorology. 1988, London: Kluwer Academic Publishers. 647 p.

112. Sykes, M.T., I.C. Prentice, and W. Cramer, 1996. A Bioclimatic Model for the Potential Distributions of North European Tree Species Under Present and Future Climates.- Journal of Biogeography, № 2, p. 203-233.

113. Takizawa, T. and J. Morison, 2001. Summer observations by JAMSTEC's new drifting buoy (J-CAD).- Ice and Climate News, № 1, p. 10-11.

114. Vettoretli, G., W.R. Peltier, and N.A. McFarlane, 1998. Simulations of mid-Holocene climate using an atmospheric general circulation model.- Journal of Climate, № 10, p. 2607-2627.

115. Vinje, Т., 2001. Anomalies and trends of sea ice extent and atmosphere circulation in the Nordic Seas during the period 1864-1998.- Journal of Climate, № 14, p. 255-267.

116. Vinje, Т., N. Nordlund, and K. Kvainbek, 1998. Monitoring ice thickness in Fram StraitJournal of Geophysical Research, Ni 103, p. 10437-10449.

117. Wadhams, P. and N.R. Davis, 2000. Further evidence of ice thinning in the Arctic Ocean.- Geophysical Research Letters, № 27, p. 3973-3975.

118. Waelbrocck, C., 1993. Climate-soil processes in the presence of permafrost: a systems modelling approach.- Ecological Modelling, № 3,4, p. 185-225.

119. Walsh, J.E. and R.G. Crane, 1992. A comparison of GCM simulations of Arctic climate.- Geophysical Research Letters, № 1, p. 29-32.

120. Winsor, P., 2001. Arctic sea ice thickness remained constant during the 1990s.-Geopliysical Research Letters, № 6, p. 1039-1041.