MODERN CLIMATE CHANGE AND PERMAFROST REACTION (ON THE EXAMPLE OF WESTERN SIBERIA AND THE EUROPEANNORTH OF RUSSIA)

Aim. The purpose of the paper is to study the reaction of the cryolithozone in its landscape diversity to the current climate warming. The analysis is carried out for the North of the European territory of Russia and the North of Western Siberia. Methodology. Based on a large amount of factual material from observations of the dynamics of soil temperature and the depth of seasonal thawing/freezing following changes in air temperature in the 20th-21st centuries, we perform a comparative analysis of two regions of the permafrost zone, which differ in landscape conditions, i.e., the northern and southern regions of the permafrost zone. Results. It is found that the reaction is not the same in different regions of the permafrost zone and is associated with the nature of heat exchange in different landscapes. It is concluded that the main differences are observed between the northern and southern regions of the permafrost zone, mainly due to the different nature of the ground cover. In the northern regions, with undeveloped vegetation cover, the soil temperature usually follows the change in air temperature, rising along with it. At the same time, the depth of seasonal freezing/thawing increases up to the formation of taliks in some cases. In the southern regions of the permafrost zone, with well-developed vegetation and warming increasing growth of peat and moss cover with their cooling property, the soil temperature reacts little to an increase in air temperature, and in some cases decreases, causing a decrease in the seasonal thawing/freezing depth and contributing to new formations of permafrost. Research implications. The proposed study is relevant, since the predicted thawing of permafrost following climate warming will disrupt economic activity within the permafrost zone. At the same time, analysis of the impact of different landscapes on the permafrost response to climate warming reveals important fundamental relationships in heat exchange between soils and the atmosphere.

permafrost zone, seasonal thawing/freezing, landscape, climate warming, air temperature, soil temperature

1. Алексеева Р. Н., Оксанен П. О. Растительность и стратиграфия Усинского болота (Республика Коми) // Ботанический журнал. 2005. Т. 90. № 4. С. 536-543.

2. Архангелов А. А., Конищев В. Н., Розенбаум Г. Э. Приморско-Новосибирский район // Региональная криолитология. М.: Издательство МГУ, 1989. С. 128-151.

3. Большаков В. А. Новая концепция орбитальной теории палеоклимата. М.: Издательство Московского университета, 2003. 256 с.

4. Борзенкова И. И. Изменение климата в кайнозое. Спб.: Гидрометеоиздат, 1992. 247 с.

5. Геокриологические последствия современных климатических изменений - результаты комплексного мониторинга на геокриологических стационарах в Ненецком автономном округе / Г. В. Малкова, Ю. В. Коростелев, А. Г. Скворцов, М. С. Судакова, А. М. Царев // Материалы всероссийской научно-техн. конференции «Комплексное изучение и освоение недр Европейского Севера России» / под ред. Р. В. Агиней. Ухта : УГТУ, 2021. С. 167-173.

6. Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Мониторинг климата и оценка климатической изменчивости по данным наблюдений // Глобальные изменения климата и их последствия для России / под ред. Г. С. Голицына, Ю. А. Израэля. М., 2002. С. 9-39.

7. Зубаков В. А., Борзенкова И. И. Палеоклиматы позднего кайнозоя. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 215 с.

8. Конищев В. Н. Криосфера в истории Земли // Вестник Московского университета. Серия: География. 2005. № 1. С. 65-74.

9. Кононова Н. К. Классификация циркуляционных механизмов Северного полушария по Б. Л. Дзердзеевскому. М.: Воентехиниздат, 2009. 235 с.

10. Лаврушин Ю. А., Алексеев М. Н. Арктические районы // Изменение климата и ландшафтов за последние 65 миллионов лет / ред. А. А. Величко. М.: ГЕОС, 1999. С. 21-42.

11. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.; Л.: ГОНТИ,1939. 207 с.

12. Мониторинг сезонноталого слоя и температуры мерзлого грунта на севере России / А. В. Павлов, Г. В. Ананьева, Д. С. Дроздов, Н. Г. Москаленко и др. // Криосфера Земли. 2002. № 4. Т. VI. С. 30-39.

13. Осадчая Г. Г. Стабилизирующие реакции мерзлотных ландшафтов на изменение климатических условий // Криосфера Земли. 2003. Т. VII. № 4. С. 21-27.

14. Осадчая Г. Г. Особые случаи формирования многолетнемерзлых пород в Большеземельской тундре // Материалы Международной конференции «Приоритетные направления в изучении криосферы Земли» (25-28 мая 2005 г.). Пущино, 2005. С. 40-41.

15. Осадчая Г. Г. Торфяники криолитозоны европейского северо-востока: зональные особенности развития // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные исследования трансформации криосферы и вопросы геотехнической безопасности сооружений в Арктике» / под ред. В. П. Мельникова и М. Р. Садуртдинова. Салехард, 8-12 ноября 2021 г. Салехард, 2021. С. 327-330.

16. Осадчая Г. Г., Тумель Н. В. Локальные ландшафты как индикаторы геокриологической зональности (на примере Европейского Северо-Востока) // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 3. С. 62-71.

17. Осадчая Г. Г., Тумель Н. В., Королева А. М. Криогенные процессы на органогенных грунтах как индикатор инженерно-геологических ограничений к природопользованию (на примере Большеземельской тундры) // Проблемы региональной экологии. 2015. № 2. С. 89-94.

18. Осадчая Г. Г., Шполянская Н. А. Географические особенности изменчивости геокриологических характеристик Большеземельской тундры // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 2-1 (104). Ч. 1. С. 124-131.

19. Осадчий В. В., Осадчая Г. Г. Современная мерзлота южной криолитозоны Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции // Материалы международной конференции «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения». Тюмень, 21-24 апреля 2008 г. Тюмень, 2008. С. 258-261.

20. О характере и причинах изменений климата Земли / З. М. Гудкович, В. П. Карклин, В. М. Смоляницкий, И. Е. Фролов // Проблемы Арктики и Антарктики. 2009. № 1 (81). С. 15-23.

21. Павлов А. В. Теплоперенос в природных комплексах севера России // Криосфера Земли. 2000. Т. 4. № 4. С. 22-31.

22. Павлов А. В. Мониторинг криолитозоны. Новосибирск: ГЕО, 2008. 230 с.

23. Павлов А. В., Скачков Ю. Б., Какунов Н. Б. Взаимосвязь между многолетними изменениями глубины сезонного протаивания грунтов и метеорологическими факторами // Криосфера Земли. 2004. № 4. Т. VIII. С. 3-11.

24. Температурный режим верхних горизонтов пород в нарушенных и ненарушенных криогенных ландшафтах европейского севера / Г. В. Малкова, М. Р. Садуртдинов, А. Г. Скворцов, А. М. Царев // Материалы V конференции геокриологов России. Ч. 6: Динамическая геокриология. Москва, 14-17 июня 2016 г. Сумы: Университетская книга, 2016. С. 63-69.

25. Тумель Н. В., Осадчая Г. Г. Значение криогенных процессов при оценке климатических изменений в Большеземельской тундре // Материалы международной конференции «Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз её изменения». Т. 1. Тюмень, 29-31 мая 2006 г. Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2006. С. 298-300.

26. Тумель Н. В., Осадчая Г. Г. Возможности промышленного природопользования в пределах болотных ландшафтов и торфяников криолитозоны Большеземельской тундры // Труды X международной конференции по мерзлотоведению «Ресурсы и риски регионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире». Т. 3. Салехард, 25-29 июня 2012 г. Салехард: Печатник, 2012. С. 381-384.

27. Цинзерлинг Ю. Д. Очерк растительности болот по среднему течению р. Печоры // Известия главного ботанического сада. 1929. Т. 28. Вып. 1-2. С. 95-126.

28. Шерстюков Б. Г., Салугашвили Р. С. Новые тенденции в изменениях климата Северного полушария Земли в последнее десятилетие // Труды Всероссийского научно-иссл. института гидрометеорологической информации - Мирового центра данных. 2010. Вып. 175. С. 43-51.

29. Шполянская Н. А. Вечная мерзлота и глобальные изменения климата. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2010. 198 с.

30. Шполянская Н. А. Климат и его динамика в плейстоцене-голоцене как основа для возникновения разнообразных рисков при освоении районов криолитозоны // Геориск. 2019. Т. XIII. № 1. С. 5-24.

31. Frakes L. A. Climates throughout geologic time. Amsterdam; New York: Elsevier, 1979. 310 p.

32. Oberman N. G., Mazhitova G. G. Permafrost dynamic in the north-east of European Russia at the end of the 20th century // Norsk geografisk tidsskrift. 2001. Vol. 55. P. 241-244.

33. Spatial and Temporal Variability of Permafrost in the Western Part of the Russian Arctic / G. Malkova, D. Drozdov, A. Vasilie, A. Gravis, G. Kraev, Y. Korostelev, K. Nikitin, P. Orekhov, O. Ponomareva, V. Romanovsky, M. Sadurtdinov, A. Shein, A. Skvortsov, M. Sudakova, A. Tsarev // Energies. 2022. № 15 (7). DOI: 10.3390/en15072311