The article examines the possibility of simultaneous reconstruction of sources equivalent in the external field and spectral characteristics of the useful signal. Examples of variational formulations are given for various versions of the method of linear integral representations, and the problem is formulated of finding the distribution density of gravitating or magnetic masses on several horizontal planes and the Fourier transform of an anomalous field element from the values of a disturbed signal known at points of a certain observation network.
Актуальность работы. Проблема оценки поглотительного потенциала ландшафтов в отношении диоксида углерода приобретает все большую актуальность в связи с глобальными изменениями климата. Разворачиваются исследования, использующие возможности спутниковых снимков для оценки поглотительной способности ландшафтов и запасов углерода. Цель работы – выявить особенности пространственно-временной динамики поглотительной способности российских горнолесных, лесостепных и степных ландшафтов в отношении атмосферного диоксида углерода. Объекты. В качестве регионов исследования выбраны Чеченская Республика и центральная часть Оренбургской области, где выделены в общей сложности семь ключевых участков, шесть из которых входят в состав карбонового полигона «Way Carbon». Требовалось, чтобы ключевые участки отличались разнообразием геоэкологических характеристик, охватывая горнолесную, лесостепную и степную природные зоны. Методы. Выполнена тематическая обработка продуктов спутникового спектрорадиометра MODIS, что позволило рассчитать ежегодный показатель поглощения углерода (ППУ) за период с 2000 по 2020 гг. Произведено пространственное зонирование территории изучаемых регионов по ППУ, проанализированы временные тренды значений ППУ. Определены характеристики растительного покрова с помощью нормализованного вегетационного индекса NDVI, выполнена корреляция временных рядов значений ППУ со значениями NDVI. Результаты. Поглотительная способность ландшафтов Чеченской Республики увеличивается по направлению с севера на юг, отражая зональную смену природно-климатических условий: от степей и полупустынь в северных районах до предгорных луговых степей и горных лесов на юге, через лесостепные ландшафты в центре. В зонах с преобладанием лесов многолетний прирост значений ППУ минимален. Поглотительная способность ландшафтов центральной части Оренбургской области возрастает по направлению с юга на север: от сухой типчаково-ковыльной степи на юге до разнотравно-ковыльной и разнотравно-злаковой степи на севере. Пространственно-временные тренды ППУ в центральной части Оренбургской области не демонстрируют значимых колебаний. Анализ зависимостей между ежегодными средними значениями ППУ и NDVI для ключевых участков не выявил тесной положительной корреляционной связи, однако для лесного участка №5 прослеживается средняя отрицательная корреляция, что укладывается в рамки теории стабилизации и постепенного снижения показателя поглотительной способности в возрастных лесах.
Актуальность работы. Согласно докладам межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), климатические изменения проявляются не только в глобальном масштабе, но и на региональном уровне. Изменение температурного режима и режима осадков, несомненно, сказывается на агроклиматических показателях территории. Одной из ведущих отраслей Северо-Кавказского региона является сельское хозяйство, которое в достаточной мере зависит от климатических условий и их изменчивости. Так как наиболее востребованными в растениеводстве являются степные ландшафты Северного Кавказа, занимающие 40% всей территории, то тематика исследования представляет не только научный, но и практический интерес. Цель– оценка современных агроклиматических условий степных ландшафтов Северного Кавказа. Задачи – на основе традиционных методов, используемых в агрометеорологии обработать статистический материал, обобщить и интерпретировать полученные результаты, сделать обоснованные выводы о динамике агроклиматических показателей на фоне меняющегося климата. Материалы и методы.Для оценки агроклиматических условий использовались традиционные агроклиматические показатели, такие как суммы среднесуточных значений температуры воздуха за период календарного года со среднесуточной температурой, превышающей 0, 5 и 10°С; даты устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0, 5 и 10°С весной и осенью; средняя температура самого холодного и самого теплого месяцев календарного года; гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК). Обработка материала проводилась методами математической статистики с использованием электронных таблиц Excel. Обработаны данные по температуре и осадкам в период с 1961 по 2020 годы по 10 метеорологическим станциям. Результаты.Годовая температура выросла на 0,98оС. Суммы активных температур, превышающих 5 и 10оС, выросли до 10 и 16% соответственно. Зимы стали более мягкими, а лето более жарким. Осадки выросли в среднем на 72 мм. Значение ГТК соответствует таким ландшафтным зонам как степь и лесостепь. Выводы. Наблюдаемые изменения климата степных ландшафтов Северного Кавказа способствуют улучшению условий тепло- и влагообеспечения. Relevance of the work. According to the reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), climate change is manifested not only on a global scale, but also at the regional level. Changes in temperature and precipitation regimes undoubtedly affect the agroclimatic indicators of the territory. One of the leading industries in the North Caucasus region is agriculture, which is quite dependent on climatic conditions and their variability. Since the steppe landscapes of the North Caucasus are the most popular in crop production, occupying 40% of the entire territory, the research topic is of not only scientific, but also practical interest. Aim– assessment of modern agroclimatic conditions of steppe landscapes of the North Caucasus. Tasks - based on traditional methods used in agrometeorology, process statistical material, summarize and interpret the results, draw reasonable conclusions about the dynamics of agroclimatic indicators against the backdrop of a changing climate. Materials and methods. To assess agro-climatic conditions, traditional agro-climatic indicators were used, such as the sum of average daily air temperatures for the period of a calendar year with an average daily temperature exceeding 0, 5 and 10° С; dates of stable transition of the average daily air temperature through 0, 5 and 10°C in spring and autumn; average temperature of the coldest and warmest months of the calendar year, Selyaninov hydrothermal coefficient (HTC). The processing of the material was carried out by methods of mathematical statistics using Excel spreadsheets. Processed data on temperature and precipitation in the period from 1961 to 2020 for 10 meteorological stations. Results. The annual temperature increased by 0.98oC. The sums of active temperatures exceeding 5 and 10°C increased to 10 and 16%, respectively. Winters have become milder and summers hotter. Precipitation increased by an average of 72 mm. The value of the HTC corresponds to such landscape zones as steppe and forest-steppe. Conclusions. The observed climate changes in the steppe landscapes of the North Caucasus contribute to the improvement of heat and moisture conditions.
Abstract The study focuses on the formulation, analysis, and solution of the remote sensing inverse problem to retrieve surface carbon dioxide (CO2) fluxes from measurements of CO2 concentrations at different levels within the atmospheric boundary layer. A three-dimensional hydrodynamic model of turbulent greenhouse gas (GHG) transport was used as a forward model to link the surface GHG fluxes to the drone observations of GHG concentrations. The 3D model provides a GHG concentration distribution by solving the diffusion-advection equation using information on wind speed, its direction, and turbulent exchange coefficients. The surface GHG fluxes are considered as a boundary condition. The spatial distributions of wind speed and turbulence coefficient “for a moment in time” are computed from the relaxation problem for the averaged Navier-Stokes and continuity equations, using a 1.5 order closure scheme (E-ω model). The inverse problem is to retrieve a surface GHG flux by minimizing the difference between the measured and modelled concentrations at several levels. The algorithm was applied to estimate CO2 fluxes over a non-uniform forest canopy at the Roshny-Chu experimental site in the foothills of the Greater Caucasus (Chechen Republic). To test the forward numerical problem, data on surface topography, vegetation height and density, spatial distribution of photosynthetically active solar radiation, as well as data on plant photosynthesis and soil CO2 fluxes were used.
Актуальность работы. С ростом социально-экономических преобразований в современном обществе во всем мире наблюдается активное освоение территорий под строительство объектов различных видов инфраструктуры (социальной, транспортной, производственной, туристической), зачастую влекущее за собой экзогенные процессы. Такие процессы требуют все большего внимания к исследованию, т.к. негативно сказываются на экосистемах и безопасности населения. Объектом исследования в данной статье являются оползни. Оползневые процессы наносят значительный ущерб как хозяйственной деятельности человека, так и его здоровью. Обычно применяемые для изучения оползневых явлений и их прогноза прямые (разрушающие) методы (бурение скважин, сооружение горных выработок) сопряжены с большими затратами средств и времени. Методы исследования. В последние годы для изучения оползневых процессов широко применяются геофизические методы, позволяющие с высокой точностью выделять ослабленные зоны (трещиноватые, обводненные), определять глубину поверхности скольжения и положение кровли и подошвы пород повышенной влажности, наблюдать за изменениями физических свойств, выявлять зоны разуплотнения грунтов и др. Наибольшее применение среди всего множества методов инженерной геофизики нашли методы электроразведки и сейсморазведки (в различных их модификациях), которые при их комплексировании дают лучшие результаты. Необходимо отметить экономическую целесообразность их проведения, выраженную в снижении времени и стоимости всего комплекса инженерно-геофизических изысканий. Результаты. В статье представлены результаты геофизических исследований при изучении оползневых процессов. Выводы. Практическая значимость данной статьи заключается в том, что проведен обзор практик и примеров применения геофизических методов для решения связанных с оползнями проблем, как на территории РФ, так и за ее пределами.
The spatial variability of CO2 and CH4 fluxes at two experimental carbon supersites with non-uniform vegetation and complex topography located in the Krasnodar krai and the Chechen Republic is estimated based on the results of field measurements and model experiments. The results show a significant spatial heterogeneity of the wind speed, turbulent coefficient, and vertical CO2 and CH4 fluxes. It is influenced by complex topography and mosaic vegetation, as well as by an uneven distribution of CO2 and CH4 sources and sinks in vegetation and soil cover. It has been shown that on the summer days of 2022 in similar weather conditions, both experimental sites served as sinks of greenhouse gases: the Roshni-Chu forest area in the Chechen Republic absorbed 5.18 g CO2e/(m2 hour), while the Black Sea coastal area in the Krasnodar krai absorbed only 2.95 g CO2e/(m2 hour).
Актуальность работы. Проблема оценки поглотительного потенциала ландшафтов в отношении диоксида углерода приобретает все большую актуальность в связи с глобальными изменениями климата. Разворачиваются исследования, использующие возможности спутниковых снимков для оценки поглотительной способности ландшафтов и запасов углерода. Цель работы – выявить особенности пространственно-временной динамики поглотительной способности российских горнолесных, лесостепных и степных ландшафтов в отношении атмосферного диоксида углерода. Объекты. В качестве регионов исследования выбраны Чеченская Республика и центральная часть Оренбургской области, где выделены в общей сложности семь ключевых участков, шесть из которых входят в состав карбонового полигона «Way Carbon». Требовалось, чтобы ключевые участки отличались разнообразием геоэкологических характеристик, охватывая горнолесную, лесостепную и степную природные зоны. Методы. Выполнена тематическая обработка продуктов спутникового спектрорадиометра MODIS, что позволило рассчитать ежегодный показатель поглощения углерода (ППУ) за период с 2000 по 2020 гг. Произведено пространственное зонирование территории изучаемых регионов по ППУ, проанализированы временные тренды значений ППУ. Определены характеристики растительного покрова с помощью нормализованного вегетационного индекса NDVI, выполнена корреляция временных рядов значений ППУ со значениями NDVI. Результаты. Поглотительная способность ландшафтов Чеченской Республики увеличивается по направлению с севера на юг, отражая зональную смену природно-климатических условий: от степей и полупустынь в северных районах до предгорных луговых степей и горных лесов на юге, через лесостепные ландшафты в центре. В зонах с преобладанием лесов многолетний прирост значений ППУ минимален. Поглотительная способность ландшафтов центральной части Оренбургской области возрастает по направлению с юга на север: от сухой типчаково-ковыльной степи на юге до разнотравно-ковыльной и разнотравно-злаковой степи на севере. Пространственно-временные тренды ППУ в центральной части Оренбургской области не демонстрируют значимых колебаний. Анализ зависимостей между ежегодными средними значениями ППУ и NDVI для ключевых участков не выявил тесной положительной корреляционной связи, однако для лесного участка №5 прослеживается средняя отрицательная корреляция, что укладывается в рамки теории стабилизации и постепенного снижения показателя поглотительной способности в возрастных лесах. Relevance. The problem of assessing the absorption capacity of landscapes for environmental dioxide seems relevant in connection with global climate change. Study is being launched, using the capabilities of satellite images to assess the absorption capacity of landscapes and carbon reserves. The aim of the paper is to identify the features of the spatio-temporal dynamics of the absorption capacities of Russian mountain forest, forest-steppe and steppe landscapes in relation to atmospheric dioxide. Objects. The Chechen Republic and the central part of the Orenburg region were chosen as the study regions, where a total of seven key plots were identified, six of which are part of the North Caucasus carbon test site "Way Carbon". It was required that the key plots are distinguished by a variety of geoecological characteristics, covering mountain forest, forest-steppe and steppe natural zones. Methods. Thematic processing of MODIS products was carried out, which made it possible to calculate the annual carbon absorption rate (CAR) of landscapes for the period from 2000 to 2020. Spatial zoning of the studied regions according to CAR was carried out, and time trends of CAR values were analyzed. The characteristics of the vegetation cover were determined using the normalized vegetation index NDVI, and the time series of CAR values were correlated with NDVI. Results. The absorption capacity of the Chechen Republic landscapes increases from north to south, reflecting the zonal change in natural and climatic conditions: from steppes and semi-deserts in the northern regions to foothill meadow steppes and mountain forests in the south, through forest-steppe landscapes in the center. In areas with a predominance of forests, the long-term increase in CAR values is minimal. The absorptive capacity of the landscapes of the Orenburg region central part increases from south to north: from the dry fescue-feather grass steppe in the south to the forb-feather grass and forb-grass steppe in the north. The spatiotemporal trends of CAR in the central part of the Orenburg region do not show significant fluctuations. An analysis of the relationships between the annual average values of CAR and NDVI for key plots did not reveal a close positive correlation. However, for forest plot No. 5 an average negative correlation is traced, which fits within the framework of theories of stabilization and a gradual decrease in the absorptive capacity index in aged forests.
Актуальность работы. Данная статья посвящена собственным результатам получения и обработки данных мультиспектральной, лидарной и аэрофотограмметрической съемок сверхвысокого разрешения. В статье представлены результаты оценки древостоя (высота и объем крон деревьев), состояния растительного покрова в периоды начала и спада вегетации, и рельефа местности по материалам указанных съемок с применением беспилотного летательного аппарата (БПЛА) Геоскан 401. Использование БПЛА для мониторинга лесов на сегодняшний день является одним из самых актуальных и быстроразвивающихся направлений слежения за состоянием лесного покрова. Цель исследования. Целью исследования было получение качественного ортофотоплана, цифровой модели рельефа (ЦМР), карт растительности (NDVI), а также картограмм максимальных и средних значений высот и объемов крон деревьев, которые в дальнейшем будут использованы при решении задачи оценки потоков парниковых газов. Методы исследования. В качестве полезной нагрузки к БПЛА применены лазерный сканер АГМ МС 1.2, цифровая мультиспектральная камера высокой производительности Geoscan Pollux и фотоаппарат Sony. Съемки проведены в текущем году на участке «Рошни-Чу» Карбонового полигона Чеченской Республики. Исследуемый участок покрыт, преимущественно, широколиственными лесами, имеет площадь около 243 га и относится к переходному типу от низкогорных ландшафтов горнолесной зоны к горно-долинному лесо-лугово-кустарниковому подтипу. Отличительную особенность растительного покрова составляют дикорастущие виды плодовых деревьев и кустарников. Мультиспектральная съемка производилась с высоты 229 метров, лидарная съемка – с высоты 120 метров. Полученные в процессе съемок качественные исходные материалы обработаны в программах Agisoft Metashape и LiDAR 360, краткое описание которых также дается в данной статье. Результаты исследования. Представлен конечный результат в виде ортофотоплана и ЦМР, карт вегетационного индекса NDVI, картограмм высот деревьев и объемов их крон. Анализ карт NDVI, построенных в начале и конце вегетации, показал, что индексы растительности на исследуемом участке находятся в диапазоне значений, характерном для здоровых лиственных деревьев.
This study explores the potential of using Unmanned Aircraft Vehicles (UAVs) as a measurement platform for estimating greenhouse gas (GHG) fluxes over complex terrain. We proposed and tested an inverse modeling approach for retrieving GHG fluxes based on two-level measurements of GHG concentrations and airflow properties over complex terrain with high spatial resolution. Our approach is based on a three-dimensional hydrodynamic model capable of determining the airflow parameters that affect the spatial distribution of GHG concentrations within the atmospheric boundary layer. The model is primarily designed to solve the forward problem of calculating the steady-state distribution of GHG concentrations and fluxes at different levels over an inhomogeneous land surface within the model domain. The inverse problem deals with determining the unknown surface GHG fluxes by minimizing the difference between measured and modeled GHG concentrations at two selected levels above the land surface. Several numerical experiments were conducted using surrogate data that mimicked UAV observations of varying accuracies and density of GHG concentration measurements to test the robustness of the approach. Our primary modeling target was a 6 km2 forested area in the foothills of the Greater Caucasus Mountains in Russia, characterized by complex topography and mosaic vegetation. The numerical experiments show that the proposed inverse modeling approach can effectively solve the inverse problem, with the resulting flux distribution having the same spatial pattern as the required flux. However, the approach tends to overestimate the mean value of the required flux over the domain, with the maximum errors in flux estimation associated with areas of maximum steepness in the surface topography. The accuracy of flux estimates improves as the number of points and the accuracy of the concentration measurements increase. Therefore, the density of UAV measurements should be adjusted according to the complexity of the terrain to improve the accuracy of the modeling results.
Традиционные климатические показатели и связанные с ними коэффициенты и индексы не дают должного представления о реакции ландшафтов на происходящие климатические изменения. Посредством ландшафтного подхода авторами дана оценка временной структуры степных ландшафтов Северного Кавказа. Выявлены группы состояний благоприятно сказывающихся на урожайности сельскохозяйственных культур, а также состояния, которые негативно воздействуют на агроландшафты. Показано, что засухи в степных ландшафтах встречаются намного чаще, чем криотермальные состояния, приводящие к повреждению сельскохозяйственных всходов зимой.
В статье дан исторический обзор научных исследований в области геологии и геофизики территории Чечни и Ингушетии в XVIII–XXI вв. Даны сведения о геологических и геофизических исследованиях на современном этапе. Выделено 4 этапа: 1-й этап – XVIII–XIX вв.; 2-й этап – первая пол. ХХ в.; 3-й этап – 1941–1991 гг.; 4-й этап – 1991–2022 гг. Показан вклад выдающихся ученых в изучение природы региона. Описаны научные школы по различным направлениям наук о Земле, сложившиеся в различных НИИ и вузах г. Грозный в ХХ в. Определены приоритетные направления развития наук о Земле в республике. The article provides a historical overview of scientific research in the field of geology and geophysics of the territory of Chechnya and Ingushetia in XVIII-XXII. Information about geological and geophysical studies at the present stage is given. There are 4 stages: 1st stage (XVIII–XIX centuries); 2nd stage (first half of the 20th century); 3rd stage (1941–1991); 4th stage (1991–2022). The contribution of outstanding scientists to the study of the nature of the region is shown. The scientific schools in various areas of the Earth sciences that have developed in various research institutes and universities in the city of Grozny in the 20th century are described. Priority directions for the development of Earth sciences in the republic have been determined.
Актуальность работы. Основные используемые на данный момент методы измерения потоков парниковых газов в полевых условиях, такие как метод экспозиционных камер и метод турбулентных пульсаций, имеют ряд методических ограничений. Это затрудняет их широкое использование на местности с неоднородной подстилающей поверхностью, особенно в горных регионах. Поэтому весьма актуальной является задача разработки новой рабочей методики для оценки потоков парниковых газов, применимой над поверхностями со сложным рельефом и неоднородной растительностью, основанной на методах дистанционного зондирования и математическом моделировании. Цель работы заключается в формулировке методики оценки потоков парниковых газов на основе данных измерений концентрации парниковых газов на двух уровнях над поверхностью и применения трехмерной гидродинамической модели турбулентного переноса парниковых газов. Также цель работы включает исследование репрезентативности предложенной методики. Методы исследования. С помощью разработанной ранее гидродинамической модели, модифицированной для учета влияния рельефа, оценивается коэффициент турбулентного обмена для парниковых газов и поле скорости ветра. При наличии измеренных полей концентрации парникового газа на двух уровнях над поверхностью (например, с помощью БПЛА) и модельных данных для коэффициента турбулентности и скорости ветра поток парникового газа оценивается по предложенной в работе приближенной формуле, включающей в себя аппроксимацию вертикального турбулентного и адвективного потоков. Приближенная формула может также использоваться как начальное приближение при решении обратной задачи оценки потока парникового газа, также сформулированной в работе. Результаты работы. На основе ряда численных экспериментов, проведенных для лесного участка карбонового полигона в Рошни-Чу (Чеченская республика) и предложенной в работе аналитической оценки получено распределение потоков CO2 над кронами деревьев, проведено их сравнение с теоретически ожидаемым распределением, а также найдены оптимальные уровни над поверхностью для проведения измерений концентрации парниковых газов.
Основные используемые на данный момент методы измерения потоков парниковых газов в полевых условиях, такие как метод экспозиционных камер и метод турбулентных пульсаций, имеют ряд методических ограничений. Это затрудняет их широкое использование на местности с неоднородной подстилающей поверхностью, особенно в горных регионах. Поэтому весьма актуальной является задача разработки новой рабочей методики для оценки потоков парниковых газов, применимой над поверхностями со сложным рельефом и неоднородной растительностью, основанной на методах дистанционного зондирования и математическом моделировании. Цель работызаключается в формулировке методики оценки потоков парниковых газов на основе данных измерений концентрации парниковых газов на двух уровнях над поверхностью и применения трехмерной гидродинамической модели турбулентного переноса парниковых газов. Также цель работы включает исследование репрезентативности предложенной методики. Методы исследования. С помощью разработанной ранее гидродинамической модели, модифицированной для учета влияния рельефа, оценивается коэффициент турбулентного обмена для парниковых газов и поле скорости ветра. При наличии измеренных полей концентрации парникового газа на двух уровнях над поверхностью (например, с помощью БПЛА) и модельных данных для коэффициента турбулентности и скорости ветра поток парникового газа оценивается по предложенной в работе приближенной формуле, включающей в себя аппроксимацию вертикального турбулентного и адвективного потоков. Приближенная формула может также использоваться как начальное приближение при решении обратной задачи оценки потока парникового газа, также сформулированной в работе. Результаты работы. На основе ряда численных экспериментов, проведенных для лесного участка карбонового полигона в Рошни-Чу (Чеченская республика) и предложенной в работе аналитической оценки получено распределение потоков CO2над кронами деревьев, проведено их сравнение с теоретически ожидаемым распределением, а также найдены оптимальные уровни над поверхностью для проведения измерений концентрации парниковых газов. The main methods currently used to measure greenhouse gas fluxes in the field, such as the chamber method and the eddy covariance method, have a number of methodological limitations. This makes it difficult to apply these methods widely in terrain with inhomogeneous underlying surface, especially in mountainous regions. Therefore, the task of developing a new working methodology for estimating greenhouse gas fluxes applicable over surfaces with complex topography and inhomogeneous vegetation based on remote sensing methods and mathematical modeling is very urgent. The aim of the paper is to formulate a methodology for retrieving greenhouse gas fluxes based on the data of greenhouse gas concentration measurements at two levels above the surface and the application of a three-dimensional hydrodynamic model of turbulent greenhouse gas transport. aim of the paper also includes the study of the representativeness of the proposed methodology. Research Methods. Using a previously developed hydrodynamic model modified to account for the effect of topography, the turbulent exchange coefficient for greenhouse gases (GHG) and the wind speed field are estimated. With measured GHG concentration fields at two levels above the surface (e.g., using a UAV) and model data for the turbulence coefficient and wind speed, the GHG flux is estimated using the rough formula proposed in the paper, which includes an approximation of the vertical turbulent and advective fluxes. The proposed formula can also be used as a first approximation for solving inverse problem of GHG flux retrieval, which is also given in the paper. Results.Based on a series of numerical experiments that were carried out for the forest area of the Carbon Experimental Site in Roshni-Chu (Chechen Republic) and the analytical evaluation proposed in the paper, the distribution of CO2fluxes over the tree canopy was obtained. They compared with the theoretically expected distribution, and the optimal levels above the surface for measuring greenhouse gas concentrations were found.
The purpose of the study is a geoecological assessment of the effect of groundwater flowing from geothermal wells through an energetically saturated coolant with its mineral component on natural and natural-economic components as well as on the structure of the entire enclosing landscape for the case of 11-T Gunyushki well of the Chechen Republic (Russia). The impact of the mineralized waters outflowing from geothermal wells on natural and natural-economic components and on the whole structure of the entire enclosing landscape is a challenging environmental problem for all oil and gas regions of Russia. Long-term outflow of thermal water from the well under consideration resulted in landscape trans-formation and suppression of the vegetation cover. Moreover, a stable source of pollution was formed in the place where untreated water from hand-crafted balneological facilities (baths, showers) was discharged that caused a radical restructuring of plant communities. The conducted research is based on the field data obtained by a team of authors on landscape mapping. Interpretation of high-resolution satellite images has shown the dynamics of landscape changes under the influence of thermal waters. The authors took water and soil samples and questioned local residents, which made it possible to adjust the scale and possibilities of using these waters. The research performed allowed to develop a physical-geographical profile, create a landscape map of the area affected by a geothermal well and an index map of the geoecological zoning of the area under investigation as well as identify the main types of the most transformed landscapes resulting from the combined impact of several anthropogenic factors (humidification and impact on the soil and vegetation cover). Conducted study has shown that more than 120 hectares of fertile lands were withdrawn from agriculture due to the anthropo-genic impact. The analysis of the index map of geoecological zoning demonstrates that 79 % of the territory is located in the zone of a weak indirect environmental impact, 7.14 % – in the zone of a strong indirect environmental impact, 13.5 % – in the zone of a strong direct environmental impact. The latter, requires reclamation in order to restore landscapes, since it undergoes desertification. Having performed a number of chemical analyses of water, the authors gave recommendations for the further use of thermal waters in the economy of the Groznensky region.
The aim of this study is a modern assessment of the agro-climatic resources of the semi-desert and desert landscapes of the North Caucasus. The methods of mathematical statistics used in agroclimatology have been used to analyze the changes in average monthly and annual air temperatures, the growing season, the amount of precipitation, and the hydrothermal coefficient according to the data of five weather stations with a long series of observations. Within the semi-desert and desert landscapes of the North Caucasus, there is an increase in annual air temperature over the period under review by an average of 0.86°С compared to the previous period. The sum of active temperatures increased by 9–11
Актуальность работы. В последнее время значительно возрос интерес исследователей всего мира к проблеме климатических изменений и сохранения окружающей среды. С недавнего времени в России реализуется проект по созданию карбоновых полигонов и карбоновых ферм. Чеченская республика вошла в число первых семи регионов, в которых созданы карбоновые полигоны для реализации мер контроля климатических активных газов. WAYCARBON – карбоновый полигон Чеченской республики, одним из операторов которого является Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова (ГГНТУ). Территория полигона (на которой проводят научные исследования специалисты ГГНТУ) имеет площадь 470 га и охватывает шесть эталонных участков, находящихся в различных природных зонах с уникальной экосистемой. Немаловажную роль в решении проблем геоэкологии играют геофизические исследования, получившие широкое применение в решении таких задач как изучение территорий захоронения различных твердых отходов и других загрязненных (в том числе нефтепродуктами) территорий, негативно влияющих на состояние окружающей среды. Данная статья посвящена геофизическим исследованиям, проведенным на эталонном участке «Карбоновая ферма», а также на экспериментальном нефтезагрязненном участке. Представлены результаты исследований. Цель работы.Проведение геофизических исследований на участках Карбонового полигона Чеченской Республики для изучения техногенных факторов и воздействия их на окружающую среду. Методы исследования. На «Карбоновой ферме» проведена сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ) в виде отдельных сейсмозондирований по сетке профилей, каждый из которых отработан 3‒4 расстановками (по 94 м) сейсмоприемников. Экспериментальный нефтезагрязненный участок был изучен электротомографией (ЭТ) и методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Результаты исследования. В процессе исследований получен качественный материал, позволивший построить сейсмические разрезы, карту мощности техногенного грунта, карты-срезы распределения удельных электрических сопротивлений, геоэлектрические разрезы. Relevance. The global scientific community has recently shown a heightened interest in climate change and environmental conservation. In response to this, a project has been launched in Russia to establish carbon polygons and carbon farms. The Chechen Republic was among the first seven regions to create carbon polygons for the management of climate-active gases. The Grozny State Oil Technical University (GSOTU), named after academician M.D. Millionshchikov operates one such carbon polygon, known as WAYCARBON. The polygon spans 470 hectares and encompasses six reference sites located in various natural zones with unique ecosystems. An important role in solving the problems of geoecology is played by geophysical research, which is widely used in solving such problems as studying the territories of burial of various solid wastes and other contaminated (including oil) territories that negatively affect the state of the environment. This article is devoted to geophysical studies carried out at the reference area "Carbon Farm", as well as at the experimental oil-contaminated area. The research results are presented. Aim. Carrying out geophysical methods in the areas of the carbon polygon of the Chechen Republic to study man-made factors and their impact on the environment. Methods. At the carbon farm, seismic exploration by the method of refracted waves (RW) was carried out in the form of separate seismic soundings along a grid of profiles, each of which was worked out by 3-4 arrangements (94 m each) of seismic receivers. The experimental oil-contaminated area was studied by electrotomography (ET) and vertical electrical sounding (VES). Results. In the process of research, high-quality material was obtained, which made it possible to build seismic sections, a map of the thickness of technogenic soil, maps-sections of the distribution of electrical resistivity distribution and geoelectric sections.
Актуальность работы. В последнее время значительно возрос интерес исследователей всего мира к проблеме климатических изменений и сохранения окружающей среды. С недавнего времени в России реализуется проект по созданию карбоновых полигонов и карбоновых ферм. Чеченская республика вошла в число первых семи регионов, в которых созданы карбоновые полигоны для реализации мер контроля климатических активных газов. WAYCARBON – карбоновый полигон Чеченской республики, одним из операторов которого является Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова (ГГНТУ). Территория полигона (на которой проводят научные исследования специалисты ГГНТУ) имеет площадь 470 га и охватывает шесть эталонных участков, находящихся в различных природных зонах с уникальной экосистемой. Немаловажную роль в решении проблем геоэкологии играют геофизические исследования, получившие широкое применение в решении таких задач как изучение территорий захоронения различных твердых отходов и других загрязненных (в том числе нефтепродуктами) территорий, негативно влияющих на состояние окружающей среды. Данная статья посвящена геофизическим исследованиям, проведенным на эталонном участке «Карбоновая ферма», а также на экспериментальном нефтезагрязненном участке. Представлены результаты исследований. Цель работы. Проведение геофизических исследований на участках Карбонового полигона Чеченской Республики для изучения техногенных факторов и воздействия их на окружающую среду. Методы исследования. На «Карбоновой ферме» проведена сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ) в виде отдельных сейсмозондирований по сетке профилей, каждый из которых отработан 3‒4 расстановками (по 94 м) сейсмоприемников. Экспериментальный нефтезагрязненный участок был изучен электротомографией (ЭТ) и методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Результаты исследования. В процессе исследований получен качественный материал, позволивший построить сейсмические разрезы, карту мощности техногенного грунта, карты-срезы распределения удельных электрических сопротивлений, геоэлектрические разрезы.
В ходе мониторинговых наблюдений за потоками парниковых газов на участке лесо- восстановления карбонового полигона в Чеченской Республике были получены новые экспери- ментальные данные об их сезонной изменчивости, а также оценена их чувствительность к изме- нению условий окружающей среды. Лесовосстановление и рекультивация нарушенных земель являются важными элементами стратегии низкоуглеродного развития и декарбонизации рос- сийской экономики. Наблюдения за потоками парниковых газов проводились на рекультивиро- ванном участке «Карбоновая ферма» Чеченского карбонового полигона, засаженного саженцами древесных растений. В качестве основных методов измерений потоков использовались метод турбулентных пульсаций (eddy covariance) и метод экспозиционных камер. Результаты пульса- ционных измерений показали, что для исследуемой экосистемы затраты тепла на турбулентный теплообмен превышали затраты на испарение в летний период из-за малого количества осадков при высоких температурах воздуха, способствующих значительному иссушению верхних слоев почвы и снижению скорости эвапотранспирации. Также на протяжении всего периода измерений (за исключением мая – начала июня) эмиссия СО2 в атмосферу превышала поглощение СО2 рас- тительностью. Максимум эмиссии СН4 на исследуемом участке был отмечен в середине мая на фоне активного прогрева почвы после зимнего периода. Начиная с конца мая экосистема служит преимущественным стоком СН4 из атмосферы. Анализ результатов измерений потоков методом экспозиционных камер показал хорошее согласование результатов с измерениями потоков ме- тодом турбулентных пульсаций. Измерения показали, что диапазон изменения потоков СО2 на участках полигона в зависимости от атмосферных условий и наличия травянистой растительно- сти изменялся от -1 до 6 мкмоль/(м2с). Потоки СН4, N2O и NH3 значительно варьировали по вре- мени и в пространстве от отрицательных к положительным значениям, определяясь преимуще- ственно температурой и влажностью почвы. In the course of monitoring observations of greenhouse gas fluxes at the reforestation site of the carbonic landfill in the Chechen Republic, new experimental data were obtained on their seasonal variability, and their sensitivity to changes in environmental conditions was also assessed. Reforestation and reclamation of disturbed lands are important elements of the strategy for low-carbon development and decarbonization of the Russian economy. Observations of greenhouse gas fluxes were carried out at the reclaimed area “Carbon Farm” of the Chechen carbon polygon, planted with saplings of woody plants. The turbulent pulsation method (eddy covariance) and the exposure chamber method were used as the main methods for measuring flows. The results of pulsation measurements showed that for the ecosystem under study, the heat costs for turbulent heat transfer exceeded the costs for evaporation in summer due to the low amount of precipitation at high air temperatures, which contributes to a significant drying of the upper soil layers and a decrease in the evapotranspiration rate. Also, throughout the entire period of measurements (except for May - early June), CO2 emission into the atmosphere exceeded CO2 absorption by vegetation. The maximum CH4 emission in the study area was noted in mid-May against the background of active soil warming after the winter period. Starting from the end of May, the ecosystem serves as the predominant sink of CH4 from the atmosphere. Analysis of the results of flow measurements by the exposure chamber method showed good agreement between the results and flow measurements by the turbulent pulsation method. The measurements showed that the range of changes in CO2 fluxes in the areas of the landfill, depending on atmospheric conditions and the presence of herbaceous vegetation, varied from -1 to 6 μmol/(m2s). The fluxes of CH4, N2O, and NH3 varied considerably in time and space from negative to positive values, being determined mainly by temperature and soil moisture.
На фоне глобального изменения климата климатические ресурсы отдельных регионов также претерпевают изменения. Существует множество работ, посвященных климатическим изменениям Чеченской Республики (ЧР) и Северного Кавказа в целом, однако зачастую без внимания остаются последствия этих изменений для сельского хозяйства региона. Цель работы – анализ изменения агроклиматических условий ландшафтов Чеченской Республики, активно вовлеченных в сельскохозяйственное производство. В ходе исследования методами математической статистки проведен анализ агроклиматических ресурсов в период с 1961 по 2020 гг. по трем метеостанциям: Грозный, Гудермес и Наурская. Выявлено, что за 1961-2020 гг. в пределах полупустынных и пустынных и степных ландшафтов отмечается улучшение условий тепло– и влагообеспечения, а именно: отмечается улучшение годовой температуры воздуха, суммы активных температур, увеличивается период вегетации и количество годовых осадков. Однако показатель ГТК, характеризующий сочетание температуры и осадков вегетационного периода, стабилен, следовательно, не сложились условия для произрастания более влаголюбивых сельскохозяйственных культур. Наиболее опасными агрометеорологическими явлениями, оказывающими негативное воздействие на сельскохозяйственные культуры, являются засухи летом и заморозки весной. Against the backdrop of global climate change, the climatic resources of individual regions are also undergoing changes. There are many works devoted to climate change in the Chechen Republic and the North Caucasus as a whole, but the consequences of these changes for the region’s agriculture are often ignored. The purpose of the work is to analyze changes in the agroclimatic conditions of the landscapes of the Chechen Republic, which are actively involved in agricultural production. During the study, using mathematical statistics methods, an analysis of agroclimatic resources was carried out in the period from 1961 to 2020. at three weather stations: Grozny, Gudermes and Naurskaya. It was revealed that for 1961-2020. within semi-desert and desert and steppe landscapes, there is an improvement in the conditions of heat and moisture supply, namely: there is an improvement in annual air temperature, the sum of active temperatures, the growing season and the amount of annual precipitation are increasing. However, the hydrothermal coefficient, which characterizes the combination of temperature and precipitation during the growing season, is stable, which means that conditions for the growth of more moisture-loving crops have not developed. The most dangerous agrometeorological phenomena that have a negative impact on crops are droughts in summer and frosts in spring.