Главная – Журналы – Поиск по журналам

В статье решается задача об определении температуры на внутренней стенке полого цилиндра. При помощи преобразования Фурье по времени задача сведена к обыкновенному дифференциальному уравнению, с помощью которого был найден Фурье-образ точного решения искомой обратной граничной задачи. Для применения преобразования Фурье по времени искомое решение было умножено на e^-t и сведено к двум некорректным задачам. В работе рассмотрен метод проекционной регуляризации, позволяющий получить устойчивое решение задачи, а также получена точная по порядку оценка погрешности приближенного решения.

Осуществлена количественная оценка динамики степени континентальности России в начале XXI в. по четырем аспектам - территориальному, расселенческому, производственно-экономическому, деятельностному. Выявлено ощутимое снижение этой степени по базовым территориальному и расселенческому аспектам, что говорит о смене тренда расселенческих процессов с «континентализации» в прошлом столетии на «маринизацию» в текущем. Непосредственный вклад в снижение степени континентальности страны внесли главным образом межрегиональные сдвиги населения - его приток в приморские зоны и отток из ультраконтинентальных, а также увеличение площади приморских территорий за счет присоединения Крыма и учета в качестве круглогодичных ряда портов. Вместе с тем выраженной связи между тенденциями смещения населения к морю и подъемом морехозяйственной активности не установлено. Оценка по производственно-экономическому аспекту показала, что для индикаторов традиционного материального производства характерен, наоборот, рост степени континентальности. Рассогласованность динамики расселенческого и производственно-экономического аспектов объясняется разнонаправленностью в глубинных районах таких ключевых процессов, как промышленное освоение и заселение: рост первого идет с сокращением второго. Анализ деятельностного аспекта, характеризующего масштабы морского хозяйства, констатирует чрезвычайно резкие диспропорции между ростом грузооборота морских портов страны и падением объемов работы ее морского транспорта, что проявляется в очень слабом присутствии торгового флота России в Мировом океане. Выдвинуто предположение о том, что радикальное обострение геополитической ситуации способно приостановить процессы «маринизации» в расселенческом аспекте и повернуть тренд снова на «континентализацию» страны.

Проведен анализ межгодовой изменчивости приземной температуры воздуха летнего сезона как для отдельных регионов России, так и для большой части ее территории за период 1930-2020 гг. Базой для анализа послужили данные средней суточной температуры воздуха 526 станций наблюдательной сети Росгидромета и двух реанализов - ECMWF-ERA и NOAA-CIRES. На основе станционных наблюдений и рассчитанного числа дней с экстремальными значениями температуры было вычислено пространственно-временное распределение приземной температуры воздуха в отдельные летние месяцы и летний сезон в целом. Установлено, что за последние 60 лет на большей части России число дней с экстремально высокой температурой возросло в 1,5 раза, при этом наибольшее их число приходится на июль. Экстремальными оказались как вековые рекорды средней месячной температуры воздуха летних месяцев, так и абсолютные максимумы. В выделенные 30-летние периоды инструментальных наблюдений максимальная температура воздуха в отдельных регионах России превысила 39 °C. Показано, что аномально жаркие годы не имеют аналогов в истории метеорологических наблюдений в России ни в самих рекордных значениях, ни в их продолжительности. Температурный режим большей части России отличается пространственно-временной неоднородностью. Анализ временного хода экстремальных значений температуры воздуха позволил сделать вывод, что приполярные и высокогорные области России в летние месяцы характеризуются похолоданием, а полосы умеренного климата и южные регионы страны, напротив, - ростом температуры. Установлено, что в конце XX-начале XXI в. на территории России увеличилось число дней с экстремально высокими значениями приземной температуры воздуха, что создает предпосылки для появления опасных природных явлений.

Проведено биоклиматическое обоснование разнообразия и структуры растительного покрова гор России. На основе выявления климатопов высотно-поясных подразделений, составляющих основу спектров горных систем, и анализа сопряженного развития растительного покрова оробиомов с климатическими условиями определены возможности его формирования в рамках высотных спектров. Для получения опорных биоклиматических показателей использована глобальная модель Chelsa. В число показателей вошли средние многолетние температуры года, июля и января, количество осадков года и июля, значения радиационного баланса; на основе показателей тепла и влаги получены индекс континентальности и июльский омбротермический индекс. Разнообразие высотно-поясных подразделений выявлено на основе типологии высотной поясности растительности и иерархической структуры ботанического разнообразия гор, представленной фоновыми сообществами высотных поясов и подпоясов и образуемых ими типов поясности. На основе расчета средних значений и стандартных отклонений показателей тепло- и влагообеспеченности в пределах всего климатического ареала, занимаемого фоновыми сообществами в рамках оробиомов, определены их климатопы и проведена кластеризация. В результате сравнения климатопов на высших иерархических уровнях выделены термоклиматы (экстремально холодный, очень холодный, холодный, умеренно-холодный, умеренно-теплый) и омброклиматы (умеренно-континентальный влажный, умеренно-континентальный очень влажный, континентальный влажный, резко континентальный умеренно влажный). Картографическое отображение разнообразия климатопов позволило определить сопряженность формирования типологической структуры высотно-поясных спектров растительности с современным климатом на единой экосистемной основе.

Дана оценка текущего состояния экологической сферы азиатской части России с позиций ее соответствия принципам и условиям зеленой экономики. Для анализа были использованы статистические данные Росстата, информация ежегодных государственных докладов «О состоянии и об охране окружающей среды РФ». Показано, что, несмотря на статистическое снижение объемов ежегодных выбросов загрязняющих атмосферу веществ и загрязненных сточных вод, наблюдается рост концентраций отдельных видов загрязнений. Особенно тревожная ситуация сложилась в сфере обращения с отходами: за десять лет (к 2019 г.) ежегодный объем их образования вырос более чем в два раза. Удельные (на человека) объемы атмосферных выбросов, сброса загрязненных сточных вод и образования отходов превышают среднероссийский уровень в 2,31, 1,04 и 4,19 раза соответственно. Отмечается более сильное воздействие выбросов парниковых газов на потепление климата, чем в целом по России, например в Якутии зафиксировано максимальное потепление в мире за последние 60 лет. Наиболее сильное негативное влияние неблагоприятных экологических факторов на здоровье населения ощущается в Красноярском крае, Иркутской и Кемеровской областях. Сделан вывод о том, что сложившаяся ситуация в Азиатской России противоречит принципам устойчивого развития. Отмечена необходимость перестройки институциональных механизмов регулирования природоохранной деятельности в целях повышения устойчивости развития азиатской части России.

Рассмотрены экстремальные природные процессы и опасные явления, которые наблюдаются в Дальневосточном регионе: землетрясения, цунами, лавины, сели, криогенные процессы, экстремальные низкие температуры, наводнения, грозы, пожары, метели, туманы, водная эрозия, карст, ледники и др. Выделены различные территориальные сочетания этих процессов и явлений. Пространственный охват исследования - макрорегион, который рассматривается как акватерриториальный регион Тихоокеанской России, включающий территорию и прилегающие к ней пространства акваторий в пределах 200-мильной морской исключительной зоны. В этом акватерриториальном макрорегионе активно развивается региональное природопользование, в том числе освоение природных ресурсов приморской суши и ресурсов морских акваторий. В то же время многие экстремальные природные процессы и опасные явления, возникающие в пределах морских акваторий, негативно отражаются на прибрежной суше. Дана оценка территориальным и акватерриториальным сочетаниям экстремальных природных процессов и опасных явлений в Тихоокеанской России. Построены карты нескольких вариантов зонирования по различию сочетаний экстремальных природных процессов и опасных явлений, в том числе для всех 25 рассматриваемых их видов. Выделено 10 типов территорий Тихоокеанской России с различными сочетаниями этих явлений и процессов, дана их обобщенная характеристика.

Приводятся результаты натурных измерений автотранспортного шума на 10 ключевых участках в Москве в 2019 г. с пересеченным мезо- и микрорельефом местности. Замеры проводились синхронно у дороги и на различном удалении от нее - в точках перелома гипсометрического профиля. Парные измерения позволяли оценить величину гашения (редукции) транспортного шума. Вместе с этим гашение уровня шума было определено инструментально и заверено компьютерным моделированием для субгоризонтальной поверхности. Все это позволило оценить влияние, оказываемое рельефом земной поверхности на распространение транспортного шума. Показано, что это влияние оценивается величинами до 17 дБА (ослабление звука за счет шумозащитной функции рельефа). На ряде профилей было зарегистрировано усиление уровней шума за счет аккумуляционного эффекта, когда грани рельефа, обращенные к источнику шума, возвращают не поглощенную поверхностью звуковую энергию и увеличивают уровни шума относительно номинальных (для субгоризонтальных поверхностей) на 2-4 дБА. В целом, однако, влияние рельефа, вне зависимости от формы конкретного профиля, - редуцирующее со средними показателями гашения 5 дБА на всей длине профиля (40-120 м в различных случаях). Показано, что на выпуклых перегибах поверхности (бровки, гребни) даже субметровые различия по высоте выражаются в статистически значимых различиях уровней шума около 1,5 дБА сверх погрешности шумомеров. При этом влияние рельефа тем более значимо, чем более расчленена поверхность в непосредственной близости к дороге (первые десятки метров). На удалении 150 м роль отдельного источника звука в городской среде становится столь мала, что и оценивать влияние рельефа на него не имеет смысла.

Исследованы изменения объема и состава сбрасываемых сточных вод, содержащихся в них загрязняющих веществ, а также качества воды в бассейне р. Дон за длительный период. Выявлено, что сброс сточных, шахтно-рудничных и коллекторно-дренажных вод в поверхностные водные объекты бассейна р. Дон за 25 лет снизился почти в два раза - с 4,4 до 2,4 км³. Доля загрязненных сточных вод снизилась с 30,4 до 21,8 %. Установлено, что до нормативов в 2020 г. очищался только каждый шестой кубометр воды, требующей очистки. Показано, что количество основных загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами за 1995-2020 гг., резко снизилось. В целом по бассейну Дона сброс нефтепродуктов снизился в 6,6 раза; меди, железа, сульфатов - в 4-4,5 раза; биохимическое потребление кислорода - в 2,8 раза, масса сухого остатка - в 3,1 раза. В то же время по двум веществам наблюдался существенный рост сбросов: по нитратам - в 2,8 раза, по азоту аммонийному - в 1,5 раза. Качество воды по стволу р. Дон изменялось как в сторону улучшения, так и в сторону ухудшения. За 2010-2020 гг. практически на всем верхнем и среднем Дону наблюдалось улучшение качества воды: классы качества и разряды не всегда изменялись, но при этом значение удельного комбинаторного индекса загрязненности воды уменьшалось. В низовьях Дона качество воды ухудшалось. В бассейне р. Воронеж сброс железа и меди со сточными водами снизился в 8,8 и 4,7 раза; органических веществ, нефтепродуктов, сульфатов и хлоридов - в 3-3,2 раза, сухого остатка и азота аммонийного - в 2-2,3 раза. При этом качество воды в замыкающем створе Воронежского водохранилища по большинству ингредиентов снижалось. Аналогичная ситуация наблюдалась в бассейне р. Северский Донец. Несмотря на снижение контролируемой массы поступающих загрязняющих веществ улучшения качества поверхностных вод как по стволу р. Дон, так и по бассейнам его крупных притоков не наблюдалось, что говорит о росте загрязнений, поступавших от диффузных источников и донных отложений.

Проведена комплексная оценка воздействия угольных шахт на экосистемы в водоохранной зоне в районе пгт Беринговский (Чукотский автономный округ). Исследованы грунты и почвы, оценен химический состав поверхностных водных объектов, растительный покров. Установлено, что зона деятельности шахт «Беринговская» и «Нагорная», район угольных складов характеризуются практически полным отсутствием почвенно-растительного покрова, нарушением режима поверхностных и подземных вод. На территории сохранились лишь небольшие участки растительности, характерные для нижней части склонов средневысотных гор южных гипоарктических тундр, но существенно обедненные по составу. Выявлено новое на Чукотке местонахождение лишайника, включенного в региональную и федеральную Красную книги, - цетрарии камчатской (Cetraria kamczatica Savicz). Концентрации тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Ni, Pb) в почве, растениях и лишайниках превышают фоновые показатели и обусловлены многолетним техногенным воздействием. Высокие значения индекса загрязнения воды в р. Яше определяются концентрациями фосфатов, азота, алюминия, железа и марганца, оцениваемыми по жестким рыбоохранным нормативам, и соответствуют следующим классам: грязные, очень грязные и чрезвычайно грязные. Река Угольная относится к классу грязных вод, озеро без названия - к классу умеренно загрязненных вод. Содержание биогенных элементов и тяжелых металлов в поверхностных пресных водах зависит в основном от антропогенного загрязнения водосборной площади рек: хозяйственно-бытовые стоки пгт Беринговский, старые заброшенные поселки, значительное количество недействующих промышленных и военных объектов, строительный и иной мусор и т. д. Уровень загрязнения морских вод обусловлен повышенным содержанием железа и хрома. Сделан вывод о необходимости проведения регулярного экологического мониторинга, рекультивации нарушенных территорий и восстановления системы водотоков и дренажа на территории, а на участках, наиболее обводненных, - формирования дополнительной дренажной системы.

Проведен морфометрический анализ рельефа для горной территории, расположенной в Западном Прибайкалье, - Приморского хребта, геосистемы которого продолжительное время трансформировались под действием пирогенного фактора. В таких условиях становится актуальным определение связей геоморфологических условий территории и распространения гарей, а также возможность использования полученных результатов при топологическом картографировании. Базой для карт кривизны поверхности послужила цифровая модель рельефа на основе данных радиометра ALOS с разрешением 30 м. С помощью геоинформационного анализа получены карты базовых морфометрических характеристик: крутизны и экспозиции склонов, горизонтальной, вертикальной кривизны, определены статистические коэффициенты этих показателей для территории исследования. Для выявления степени влияния геоморфологических условий на распространение гарей составлена геоморфологическая карта, проведена типизация рельефа по высотным ярусам и установлена корреляция с соответствующими типами местоположений. На данном этапе исследований выявлены следующие связи геоморфологической неоднородности локального рельефа и характера распространения огня: барьерами для распространения огня в ряде случаев становились речные долины (их вершинные части пожар обычно не затрагивает). Другой вариант барьеров - гряды, расположенные поперек склонов; таким образом, ориентировку орографических элементов рельефа можно обозначить как лимитирующий фактор распространения пожаров. Усиливающим фактором распространения стала преобладающая юго-восточная экспозиция макросклона Приморского хребта, которая совпала с северо-западным направлением основного воздушного переноса.