Введение к работе
.;- ' ".:.' .';!
.-і»;.,';,., і .л ,'..
„, Актуальность работы. Решения значительной части о.голо-
тичєскіос проблем, возникавших при хозяйственном осюении За-.' падкой Сибкри, в той или иной степени связаны с самым верх-гота слоем литосферы, игракщг.м б кезік: природы и общества важную роль. В данном регконе ок представлен почвогрунташ, подвергаютамися процессам сезонного промерзания я сезонного протайвания. Эти пропессы происходят в слое почвогрунтов, часто называемом их деятельным слоем (Сумгин, 1937; Попов, 1967; Павлов, 1984; Грабецкая, Чигіф, 1983) и представляющим собой собирательное понятие для сезонномерзлого (CMC), и се-зонноталого (СТС) слоев.
Исследования временной изменчивости мощности деятельно
го слоя почвогруктов (ДО, то есть максимальной за год глу
бины сезонного протаиьапяя (мощность СТО в области распро
странения многолетнемерзлых горных пород ШШ) или сезонного
промерзания (мощность СІЮ) вне области распространения КШ,
весьма ахтуалылл в настоянеє время. В результате действия
различных природных и антропогенных факторов в почвегруктах
могут происходить весьма значительно изменения термического
режима почвогрунтов и иощноотя ДС, сопровождаемые в некото
рых случаях трансформацией геосистем вплоть до их разрушения
(например, в результате криогенных процессов, водной эрссии,
дефляпии и т.д.), что грозит необратюлцуа последствиями для
окружающей средн. .
Цель к задачи работы. Цель данной работы - разработка научно-методических принципов взроятностного краткосрочного прогнозирования мощности. ДС почвогрунтоБ ка 'основе изучения закономерностей ее временной изменчивости в Западной Сибири.
Для достижения этой пели были поставлены а решены еле-? дущие задачи:
- обработаны с помощью статистических методов и проанали-
зяровгкы материалы наблюдений на метеостаншях юга Западной
Сибири за колебаниями юяшости CMC за период I960-1990 г.г.
в связи с изменчивостью основных климатическая характеристик;
- проведены полевые наблюдения за пространственно-времен
ной изменчивостью мощности СТС в течение І935-І99І г.г. на
опытных плостадках, заложенных в различных природных условиях
;;сидедус;..эгс региона;
изучены i:w:.;4CCTL-ih.':n3 хар:'..:теристи;-:п временной изкєн---:::.-.001 и iw^hoctk ДС в различных- географических условиях и выявлены s еэ временных радах циклические и трендовые составляющие ;
разработаны каучгіо-.цзтодкческке пряшппы прогнозирования ьосілогних иа.\'.-пєш;й корости ДС в ближайпвіе десятилетия в связи с прогнозируешь!:'^ изменениями климатических условий Е регионе;
разработаны и обоснованы научно-методические принципы вероятностного краткосрочного прогнозирования мощности ДС, учитывающие особенности структуры ее временных рядов с подразделением их па серии лет увеличения, уменьшения и стабильного хода мощности ДС;
исследованы с помощью статистических методов результаты инструментальных наблюдений и выявлены достоверные связи колебаний мощности ДС с изменениями характеристик солнечной активности, вулканических игвернений, атмосферной циркуляции, температуры воздуха и других природных процессов и явлений с цельа дополнительного использования их в прогностических целях.
Методика исследований и фактический материал. Обширность территории Западной Сибири предопределила неравномерность ее изучения. При исследованиях временной изменчивости мощности CMC на юге региона были использованы данные (главным образом, по керзлотомерам А.И.Данилина) 10 ыетеостаншй:Уват, Тобольск - ю;;ная тайга, Тюмень, Ярково, Ялуторовск, Багай, Викулово - подтайга, Иошм, Бердюхье, Ильинка - лесостепь. Для их обработки применялись статистические методы, включая кокзіьютерньїе расчеты.
Изучение пространственно-временной изменчивости мощности СГС в естественных и нарушенных условиях проводилось в основном на опытных площадках, заложенных на полуострове Якал в районе пос. Харасавзй (арктическая тундра) и на территории Ьованенковского газоконденсатного месторождения (типичная тундра), в окрестностях пос. Ембург (южная тундра), в низовьях р. Оби (лесотундра), в районах Сибирских Увалов, среднего течения р. Харашура и г. Надыма (северная тайга). На каждой площадке в одних и тех еє точках (географических пунктах),
выбранных в разлкчшлс ландсафтнітх условиях, производились систематические измерения глубина протанйгкня почвогрунтоз металлическим щупом в период І935-І99І г.г. Эти работы дополнились тєрмеметрическінаї, лсндкафтннга;, :.:отеорологчг!ес:иу;: я другими исследованиями.
Для решения поставленных зідач использоьаллсь iai:r.o данные по солнечней активности, вулканический ипвс-Г7:г':н:гм, атг/о-сферной циркуляции, дендрохреноклжатологпи :: т.д. Проанализированы многочисленные отечественное ::, частично, оаруСєкішз литературные источники по проблемам, раеематрпваеі,-:м в предлагаемой работе.
Данная работа является итогом провед-їг-ч^нх явтером исследований з составе лаборатории регпопелькэл геокриологии КПОС СО РАН по планы', научпо-иеследовательсп'.'л: и хозяйственно-договорных работ Института б течение І985-І99І г.г.
Научная новизна работы состоит в тої', что на основа систематического обобщения к анализа материалов исследований, проведенных автором, а тапге литературпь-х источников и данных іїєтєостаннпй, віжвле.-гн закономерности временной изменчивости поднести ДС пзчвогрунтоз Западной Сибири в естественных и нарушенных условиях. Дія конкретних географически пунктов определена продолжительность ютлов Ео временных рядах годности ДС. На основе анализа источников различной информации дан прогноз еоз!-;о?;!дгх изменений мецноети ДС в регионе в блг.-аГ-лие десятилетия в связи с прогнозируемыми колебаниями климатических условий. Разработаны и обоснованы научнс-методїгческі'е принципы вероятностного краткосрочного прогнозіфования новости ДС, учитывающие особенности структуры ее Ерсмачитс рядов с подразделением их на серии лет увеличения, уменьшения и стабильного хода коиности ДС. Исследованы с пэмо-4ьтз статистических методов результаты инструменталькътс наблюдений и выявлены достоверные связи колебаний моїшости ДС с изменениям! характеристик солнечной активности, вулканических изваркений, атмосферной цирхуляпии, температуры воздуха и других природных пропессов и явлений с пелью дополнительного использования их в прогнестическлх пелях.
Соискателем выдвигаются следующие основные положения, предстаеляяогле пункты зечиты:
I. На основе обобщения собственных катурнкх наблюдений,
де".' '. сети і.стгостсшцп.І и литературных источников изучены зслоноі-іариости ироіїзкнсії ;;с?.х:;т"шостн і'.оцностп ДС почвогрук-тов Западной Сибири й е:ліі>ль;::.! .л особенности для ряда конкретних географических районов.
Г. Разработки ііа->'Ч.:о-кєтодішоехі;з принципи іхроятносг-.> np v;;o_:-:pca,LHH ко^юсти ДО, в первую очередь ка основе у.-' і o^uu.z":^-: особенностей структуры се вреї.:ешшх радов для /-..кратких географических пунктов, а также с уютом елсилого л юоднсзні'чного содействия космических, эндогенных, екзогенних и антропогенних факторов і:зіієнчпеости климатических характеристик.
-
На ослосе анализа аьтокорредягйожыс функций показано, чю Ереі'.еяяі:2 колебаплл новости ДС, как и іяогие другие лроцесен, происходят с определен:ісй цпклачностгзо, использование которой, наряду с анализом я синтезом материалов по. естествен г_!м и антропогенным изменениям климатических условий в регионе, прогсссаи атмосферной циркуляції, дендрохро-нощшкатолог.пі и другим источникам информации, позволяет уточнить для изучаемой территории вероятностную оценку 203-ViOuJiux изз-хиекиї мт/днос?;; ДС з блкхайше десятилетия.
-
Разработана основанная па использован::;! особенностей структуры временных рядов методическая схема вероятностного краткосрочного прогнооїгронатія мощности ДС с определением анидг.еглого шггервгла со в::а^с;::-:Л, использование которой способно cyi-rjoii оіігіо тюпзскїь о^ї-Сісіия-іость рспєнкя імогкс ча-/-.:.:^: я прикладах зядач, в той числе связанных с лрогнози-pcv.jiii^r. '.:.'j:._;:c»;;:"; устойчивости почвогрукгов к техногенным ?озд;;і"сі-:-;Ь;-.-і, организаций* и проведением і;лр2ло-тію-;;л>й!аїи-чзс:і'.;'0 з.:еь;гторнлга.
-
Еіз.-алена и статио^и^-сскл Епдтнер;х,г,она достоверность скязеіі і'.о^'іостії ДС с явлсн^н-йи солнечно."! актикчоига, вулканических И5вер;:о-.;сП, атмосферной циркуляции, температура воздуха и т.д., учет котернх яоЕьпгас-т эффективность прогнозирования.
-
Дани примера вероятностям краткосрочных (сроком на одіні кли дна года) прогнозов (в тон числа - ретроспективных) изменили мощности С>:С и СТС, a г&пгіє средней годовой теїліс-ратуры воздуха для /.онкретных географических пунктов.
-
Показано, что оправдываекость прогнозов (при уело-
вий, что фактические значения прогнозируемых характеристик не выходят за пределы предсказываемого их '-.нтервяла), в том числе ретроспектигнкх, выполненных по рассматриваемой в работе методической схеме, в среднем для анализируемых географическое пунктов прєвкяеет Є5ЕС, что в целом укладывается в пределы необходимых требований к оправднваемости такого рода прогнозов.
Практическое значение. Проведение исследования могут служить исходной осноеой для разработки перспективного планирования хозяйстветшх, природоохранных мероприятий, прогнозирования изменений природной среда в естественных условиях и при техногенних воздействиях, при организации я проведении керзлотно-климатичэсяого мониторинга. Полученные результаты исследований внедрєни в практику работ организаций: ВНШИГаздобыча (г. Саратов), Гипроткгиеїс-ефтегаз (г. Тюмень), ГвНИИГипрогаз (г. Донецк), Сопзгазтсхнслогия (г. Москва), Ленаэропроект (г. Санкт-Петербург).
Апробация работы. Основные положения работа докладывались на ЇІІ конференции научной иолодеки (Якутск, 1986), на-учно-практичесжой конференции "Повітасние эффективности инженерных изыскания для строительства в нефтегазоносных районах Западной Сибири" (Тюмень, 1987), УІ конфзренгии Тюменского отделения ВМО All СССР "Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обраьшения" (Тюмень, 1987), I Есесогзной кокферангаи "Экология нефтегазового комплекса" (Надым, 1988), У научно-практической конференции "Инкенєрно-геологические изігскания в области вечной мерзлоты" (Магадан, 1939), заседании кафедры криолитологии и гляциологии МГУ (Москва,'1990), объединенном семинаре лабораторий региональной геокриологии, э-кслогиз крносфэры и геофизики сложных структур ИПОС СО РАН (Тюмень, 1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано девять работ, в том числе коллективная монография "История геокриологического исследования Западной Сибири". Результаты исследований приведена также в более чем 10 научно-технических отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка-литературы. Общий объем рукописи составляет 201 страницу. Текстовая часть изло-
