aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2018-64-1-16-30aari-4Research ArticleГЛЯЦИОЛОГИЯ И КРИОЛОГИЯGLACIOLOGY AND CRYOLOGY OF THE EARTHДинамика сезонного протаивания мерзлоты в районе научно-исследовательского стационара «Ледовая база “Мыс Баранова”» (о. Большевик, арх. Северная Земля)The Dynamics of Seasonal Thawing of Permafrost in the Region of Research Station “Ice Base “Cape Baranov” (Bolshevik Island, Severnaya Zemlya Archipelago)БогородскийП. В.BogorodskiiP. V.bogorodski@aari.ruМакштасА. П.MakshtasA. P.КустовВ. Ю.KustovV. Yu.МовчанВ. В.MovchanV. V.ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation2018300320186411630Copyright © Богородский П.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Мовчан В.В., 20182018Богородский П.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Мовчан В.В.Bogorodskii P.V., Makshtas A.P., Kustov V.Y., Movchan V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/4

Представлены результаты первых мерзлотных наблюдений в северной части о. Большевик (арх. Северная Земля), начатых в феврале2016 г. на НИС «Ледовая база “Мыс Баранова”». Описаны особенности температурной структуры и влажности деятельного слоя грунта, обусловленные процессами сезонного протаивания/промерзания, включая так называемый «эффект нулевого занавеса». Выполнена параметризация теплофизических свойств основных типов арктических грунтов в мерзлом и талом состоянии. С помощью стационарной модели, основанной на известном алгоритме Кудрявцева, данных атмосферного реанализа и прямых метеонаблюдений получены оценки многолетней изменчивости глубины сезонного протаивания грунтов о. Большевик. Показано, что мерзлотно-климатические изменения последних 70 лет, несмотря на существенные межгодовые колебания, согласуются с ходом глобального повышения температуры.

The results of permafrost observations in the northern part of theBolshevikIsland(Severnaya Zemlya Archipelago) started in February 2016 at the meteorological site of the research station “Ice Base “CapeBaranov” are presented. Features of two-year measurements of temperature, heat flux and humidity in the soil active layer due to the processes of its seasonal thawing/freezing, including the so-called “zero curtain effect” are described. The review of climatic and landscape characteristics of the research area, as well as the parameterization of thermophysical properties of the three main types of arctic soils (sandy, sandy loamy and clayey) in the frozen and thawed state was performed. Using the stationary model, realizing the Kudryavtsev’s algorithm, the data of atmospheric reanalysis and direct meteorological observations, interannual variability of seasonal thawing depth as well as mean annual temperature of permafrost surface for various soil types on theBolshevikIslandwere obtained. It is shown that the permafrost-climatic changes during last 70 years, despite significant interannual fluctuations, reflecting the variability of atmospheric conditions at the Severnaya Zemlya Archipelago, are consistent with global temperature increase, and taken into account variations in the snow layer thicknesses and vegetation cover are close to the same measured in 2016–2017 years.

архипелаг Северная Землявечная мерзлотадеятельный слой грунтаизмерениямоделированиепротаиваниерастительный и снежный покровытермический режимactive soil layermeasurementsmodelingpermafrostthawingSevernaya Zemlya Archipelagosnow coverthermal regimevegetationМинистерство образования и науки Российской Федерации (проект RFMEFI61617X0076)ReferencesСправочник по климату СССР. Ч. II: Температура воздуха и почвы. Вып. 24: Якутская АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 398 с.Spravochnik po klimatu SSSR. Ch. II: Temperatura vozdukha i pochvy. Vyp. 24: Iakutskaia ASSR. Reference book on the climate of the USSR. Part II:Air and soil temperature. Issue 24: The Yakut ASSR. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1966: 398 p. [In Russian]Почвенно-географическое районирование СССР. URL: http://www.ecosystema.ru/08nature/soil/i13.htm (дата обращения 01.02.2018).Pochvenno-geograficheskoe raionirovanie SSSR. Soil-geographical division of the USSR. Available at: http://www.ecosystema.ru/08nature/soil/i13.htm (accessed 01.02.2018).Сумгин М.И., Качурин С.П., Толстихин Н.И., Тумель В.Ф. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во АН СССР, 1940. 340 с.Sumgin M.I., Kachurin S.P., Tolstikhin N.I., Tumel’ V.F. Obshchee merzlotovedenie. General permafrost studies. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1940: 340 p. [In Russian].Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства компонентов природной среды в криолитозоне. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. 145 с.Gavril’ev R.I. Teplofizicheskie svoistva komponentov prirodnoi sredy v kriolitozone. Thermophysical properties of the components of the natural environment in the permafrost zone. Novosibirsk: Publishing house SB RAS, 2004: 145 p. [In Russian].Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства горных пород и напочвенных покровов криолитозоны. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. 280 с.Gavril’ev R.I. Teplofizicheskie svoistva gornykh porod i napochvennykh pokrovov kriolitozony. Thermophysical properties of rocks and soil cover of permafrost zone. Novosibirsk: Publishing house SB RAS, 1998: 280 p. [In Russian].Заболотник С.И. Широтные и высотные закономерности сезонного протаивания грунтов в Якутии // Проблемы геокриологии. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1998. C. 88–94.Zabolotnik S.I. Latitudinal and high-altitude patterns of seasonal thawing of soils in Yakutia. Problemy geokriologii. Problems of geocryology. Iakutsk: Institute of Permafrost SB RAS, 1998: 88–94. [In Russian].Анисимов О.А. Вероятностно-статистическое моделирование мощности сезонноталого слоя в условиях современного и будущего климата: результаты // Криосфера Земли. 2009. Т. XIII. № 3. С. 36–44.Anisimov O.A. Probabilistic-statistical modeling of seasonal thickness in the current and future climate: results. Kriosfera Zemli. Cryosphere of the Earth. 2009: XIII, 3: 36–44. [In Russian].Romanovsky V.E., Marchenko S. The GIPL permafrost dynamic model, 2013. URL: http:// www.snap.uaf.edu/attachments/The%20GIPL-1%20Model-final.pdf (дата обращения 10.02.2018).Romanovsky V.E., Marchenko S. The GIPL permafrost dynamic model, 2013. Available at: http://www.snap.uaf.edu/attachments/The%20GIPL-1%20Model-final.pdf (accessed 02.02.2018).Кудрявцев В.А., Гарагуля Л.С., Кондратьева К.А., Меламед В.Г. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях. М.: Наука, 1974. 431 с.Kudriavtsev V.A., Garagulia L.S., Kondrat’eva K.A., Melamed V.G. Osnovy merzlotnogo prognoza pri inzhenerno-geologicheskikh issledovaniiakh. Fundamentals of the permafrost forecast for engineering-geological studies. Moscow: Nauka, 1974: 431 p. [In Russian].Sazonova T.S., Romanovsky V.E. A model for regional-scale estimation of temporal and spatial variability of active-layer thickness and mean annual ground temperatures // Permafrost and Periglacial Processes. 2003. № 2. P. 125–140.Sazonova T.S., Romanovsky V.E. A model for regional-scale estimation of temporal and spatial variability of active-layer thickness and mean annual ground temperatures. Permafrost and Periglacial Processes. 2003, 2: 125–140.Анисимов О.А. Современные и будущие изменения вечной мерзлоты: синтез наблюдений и моделирования // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. № 1 (78). С. 7–16.Anisimov O.A. Modern and future changes in permafrost: the synthesis of observations and modeling. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic andAntarctic. 2008, 1 (78): 7–16. [In Russian].Керстен М.С. Тепловые свойства грунта // Мерзлотные явления в грунте. М.: Иностр. лит., 1955. С. 200–207.Kersten M.S. Thermal properties of soil. Merzlotnye iavleniia v grunte. Frozen phenomena in the ground. Moscow: Inostrannaia literatura, 1955: 200–207. [In Russian].СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на многолетнемерзлых грунтах». М.: Стройиздат, 1990. 53 с.SNiP 2.02.04-88 «Osnovaniia i fundamenty na mnogoletnemerzlykh gruntakh». Foundations and foundations on permafrost soils. Moscow: Stroiizdat, 1990: 53 p. [In Russian].Богородский П.В., А.П. Макштас, В.Ю. Кустов, А.С. Грубый, В.В. Мовчан. Динамика сезонного протаивания вечной мерзлоты в районе гидрометеорологической обсерватории Тикси // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 4 (106). С. 89–99.Bogorodskii P.V., A.P. Makshtas, V.Iu. Kustov, A.S. Grubyi, V.V. Movchan. Dynamics of seasonal thawing of permafrost in the area of Tiksi Hydrometeorological Observatory. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic, 2015, 4 (106): 89–99. [In Russian].Константинов П.Я., Аргунов Р.Н., Герасимов Е.Ю., Угаров И.С. О связи глубины сезонного протаивания с межгодовой изменчивостью средней годовой температуры грунтов // Криосфера Земли. 2006. Т. Х. № 3. С. 15–22.Konstantinov P.Ia., Argunov R.N., Gerasimov E.Iu., Ugarov I.S. On the connection of the depth of seasonal thawing with the interannual variability of the average annual soil temperature. Kriosfera Zemli. Cryosphere of the Earth, 2006, X, 3: 15–22. [In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.