Монографии
2023
Морские экосистемы Арктики – один из наиболее чувствительных индикаторов глобальных климатических изменений. От их реакции на климатические аномалии зависят биоресурсный потенциал арктических морей и экологическая безопасность морской деятельности на акваториях Севморпути.
Современные природные процессы в Арктике оцениваются с позиций теории больших морских экосистем (БМЭ), которые рассматриваются как единство морской среды и биоты с учетом совокупности внешних климатических и антропогенных воздействий. Отмечается необходимость технического обновления и оптимизации комплексного мониторинга БМЭ, включая его биологическую, экологическую и социально-экономическую составляющие.
Книга ориентирована на широкий круг исследователей в области океанологии, морской биологии, экологии, социоэкономики, а также читателей, интересующихся влиянием изменений климата на природные условия и социально-экономические характеристики морских экосистем Арктики.
2022
Данная монография является продолжением книги, изданной в издательстве «Наука» Физматлит в 2004 году, где исследовались возможности использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов и средств анализа теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы в средних широтах Северной Атлантики. Расширена география этих исследований: изучены возможности применения этих методов для изучения тропических зон океана, характеризующихся активной циклонической деятельностью атмосферы. Используются накопленные за последние 30 лет архивы данных спутниковых СВЧ-радиометрических измерений радиометров SSM/I и SSMIS спутников серии DMSP, радиометра AMSR-E спутника EOS Aqua и радиометра AMSR 2 спутника GCOM. Выявлена роль горизонтального (адвективного) переноса тепла и влаги в атмосферном пограничном слое в формировании связи интенсивности собственного СВЧ-излучения системы океан-атмосфера с тепловыми процессами на границе раздела системы в широком диапазоне временных масштабов – от синоптических до годовых. Монография рассчитана на научных работников, специализирующихся в области дистанционных радиофизических методов зондирования системы океан-атмосфера, океанологов, метеорологов и климатологов, интересующихся возможностями использования спутниковых методов для анализа тепловых и динамических процессов на границе раздела системы. Книга может быть полезна для студентов и аспирантов, желающих углубить свои представления о возможностях использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для изучения взаимодействия океана и атмосферы.
Книга содержит новые сведения по морфологии, систематике, стратиграфическому и географическому распространению ископаемых ящериц (отряд Lacertilia) Центральной Азии (Монголия и прилежащие страны). Столь широкий охват данных в исследованиях по истории группы для данной территории ранее не предпринимался. При обсуждении эволюции ящериц учтена такая сложная морфо-физиологическая адаптация, как кинетизм черепа. Данная особенность позволяет аргументированно представить этих пресмыкающихся монофилетическим таксоном, что расходится с текущими представлениями. Ряд признаков черепа, нижней челюсти и зубов впервые охарактеризован морфо-типологически. Классификация ящериц, разработанная автором на основе краниологических данных (в частности, кинетизма черепа) и эволюционно-таксономического подхода, содержит 23 таксона группы отряда и более 60 семейств (автором выделены 9 и 15, соответственно). Систематический обзор дан для 100 видов, из которых 54 выделены автором. Для Центральной Азии прослежены этапы исторического развития фаун наземных тетрапод позднего мела и этапы эволюции ящериц вплоть до конца палеогена. Отмечены зависимость динамики разнообразия ящериц от изменений климата и связь появления и распространения группы с эволюцией цветковых растений. Центром происхождения ящериц могла быть Афролавразия. Показана роль Центральной Азии в распространении вымерших и современных семейств ящериц как одного из первичных центров диверсификации, возникших после распада Афролавразии.
Книга содержит новые сведения по морфологии, систематике, стратиграфическому и географическому распространению ископаемых ящериц (отряд Lacertilia) Центральной Азии (Монголия и прилежащие страны). Столь широкий охват данных в исследованиях по истории группы для данной территории ранее не предпринимался. При обсуждении эволюции ящериц учтена такая сложная морфо-физиологическая адаптация, как кинетизм черепа. Данная особенность позволяет аргументированно представить этих пресмыкающихся монофилетическим таксоном, что расходится с текущими представлениями. Ряд признаков черепа, нижней челюсти и зубов впервые охарактеризован морфо-типологически. Классификация ящериц, разработанная автором на основе краниологических данных (в частности, кинетизма черепа) и эволюционно-таксономического подхода, содержит 23 таксона группы отряда и более 60 семейств (автором выделены 9 и 15, соответственно). Систематический обзор дан для 100 видов, из которых 54 выделены автором. Для Центральной Азии прослежены этапы исторического развития фаун наземных тетрапод позднего мела и этапы эволюции ящериц вплоть до конца палеогена. Отмечены зависимость динамики разнообразия ящериц от изменений климата и связь появления и распространения группы с эволюцией цветковых растений. Центром происхождения ящериц могла быть Афролавразия. Показана роль Центральной Азии в распространении вымерших и современных семейств ящериц как одного из первичных центров диверсификации, возникших после распада Афролавразии.
Книга, подготовленная под эгидой Совета РАН по проблемам климата Земли, содержит материалы ведущих ученых страны по актуальным вопросам определения влияния метана на климатические изменения, основанные на обширном перечне научных публикаций и исследованиях авторов. Рассмотрены источники и стоки метана, представлены количественные оценки соотношения естественных (природных) и антропогенных выбросов в атмосферу метана в России и в мире. Выполнен анализ роли метана в атмосферных фотохимических процессах с оценкой современных изменений концентрации метана в атмосфере и их причин. Особое внимание уделено выбросам метана в Арктической зоне, включая эмиссию метана из многолетнемерзлых болот России. Представлены результаты сравнительного анализа систем коэффициентов, используемых при определении эмиссии метана в атмосферу в национальных кадастрах. В том числе представлены соответствующие коэффициенты для производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Рассмотрены новые метрики для оценки выбросов парниковых газов. Особое внимание уделено факторам, влияющим на глобальные и региональные изменения климата с оценкой роли антропогенных выбросов метана в атмосферу, в том числе с использованием моделей земной системы Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН.
Книга предназначена как для специалистов – представителей профильных ведомств и организаций реального сектора экономики, так и для широкого круга специалистов, научных работников, профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов образовательных учреждений, специализирующихся в данных областях.
Издание представляет собой репринтное воспроизведение избранных статей, опубликованных в 2020–2022 гг. в ведущих научных журналах России: «Доклады Академии наук», «Океанология», «Известия РАН. (АН СССР). Серия Географическая», «Водные ресурсы», «Наука Юга России», «Морской гидрофизический журнал» и др.
В сборник вошли научные публикации, которые расширяют современные представления о состоянии и изменениях в экосистеме Азовского моря в условиях резкого роста солености морской воды и маловодья. Приведены новые результаты комплексных исследований с 2020 по 2022 г. в области геоморфологии, палеогеографии, гидрологии, гидрохимии, радиационной экологии, гидробиологии, экологии моря, охраны природы, математического моделирования природных систем, а также представлены теоретические аспекты исследования морей. Особое внимание уделено организации и проведению морских научных исследований на флагманах научного флота юга России – НИС «Денеб» и НИС «Профессор Панов», работающих более 20 лет на благо российской науки в южных морях России. Выявлены особенности функционирования морских и прибрежных экосистем в зависимости от сезонной, годовой и многолетней динамики климатических факторов и антропогенного воздействия. Показаны основные причины изменения структуры и продуктивности сообществ гидробионтов и последствия катастрофического снижения рыбопродуктивности Азовского моря. Представлены ранее не известные страницы палеоистории юга России в голоцене, которые позволяют прогнозировать состояние экосистемы.
Книга ориентирована на широкий круг специалистов в области географии, океанографии, гидробиологии, экологии, а также на студентов и преподавателей вузов.
2021
Настоящая монография является обобщением выполненных за последнее десятилетие исследований Института озероведения РАН и других организаций в области изучения Ладожского озера – крупнейшего пресноводного водоема Европы. Решен ряд важных фундаментальных и прикладных задач по оценке антропогенной трансформации экосистемы Ладожского оз. в условиях изменяющегося климата, существенно расширяющих имеющиеся представления о функционировании и развитии самого озера и его водосборной территории. Палеолимнологические исследования позволили проследить историю озера с позднеледникового периода и на протяжении всего голоцена. Выявлены изменения термического режима Ладоги, связанные с климатическими изменениями. Дана оценка воздействия водосбора на состояние озерной экосистемы. Создана новая геоморфологическая карта, на которой отражены особенности строения дна озера. Гидрологические, гидрохимические, гидробиологические и токсикологические исследования позволили оценить современное состояние озера и его притоков. Выявлены зоны экологического риска на акватории и водосборной территории, требующие регулярного мониторинга для предотвращения возникновения катастрофических ситуаций, связанных с возможным неконтролируемым негативным воздействием этих зон на весь водоем. На акватории озера и его притоках проведены исследования по оценке загрязнения микропластиком. Достигнуты значительные успехи в создании и практическом применении моделей термогидродинамических процессов и экосистемы Ладожского оз. Сформулированы принципы и основные направления совершенствования мониторинга Ладожского оз.
Результаты исследований могут представлять интерес для широкой научной общественности, занимающейся вопросами изучения, охраны и рационального использования водных объектов.
Представлены комплексные методы и результаты исследований физических процессов и их взаимодействий в системе ближнего космоса и геосфер в условиях повышенной изменчивости солнечной, циклонической и сейсмической активности. Подводятся итоги длительных наблюдений. Разработаны методы системного анализа. Созданы модели нелинейных и релаксационных колебаний с учетом эредитарных и фрактальных эффектов. Особое внимание уделяется аномальным и катастрофическим явлениям. Обсуждаются различные аспекты проблемы изменения климата. Отдельные разделы посвящены прогнозам магнитных бурь и электромагнитным, акустическим и ионосферным предвестникам землетрясений. Рассматриваются различные типы возмущений в такой системе.
2020
Книга освещает 85-летнию историю Эльбрусской Комплексной экспедиции АН СССР на Эльбрус (ЭЛЭ), на базе которой в 1961 г. был создан Высокогорный геофизический институт АН СССР и Госкомгидромета (ВГИ).
Автор настоящей книги — ученый с широко известным в стране и за рубежом именем, старейший ветеран Гидрометслужбы страны, Герой Социалистического труда, академик Залиханов М.Ч., посчитал целесообразным начать свое повествование с научных исследований на Эльбрусе со времен, когда первые академики Российской императорской академии наук начали свои исследования на Эльбрусе еще в конце XVIII века. Таким образом, в книге рассматривается становление и развитие всей большой российской науки на Эльбрусе, которая служила и укреплению обороноспособности страны и хозяйственному ее развитию.
Книга предназначена для специалистов в области истории науки и активных воздействий на гидрометпроцессы и широкого круга метеорологов и геофизиков, руководителей государственных органов экономики и производства, преподавателей и студентов профильных вузов и всех интересующихся возможностью искусственного управления погодой и климатом.
Рассматриваются вопросы, связанные с влиянием загрязнения атмосферы, которое в последние десятилетия переросло из локальных явлений в серьезную глобальную проблему и становится ключевым фактором, оказывающим негативное воздействие на состояние окружающей среды, на качество жизни населения России в XXI веке в условиях изменяющегося климата.
Приводятся оригинальные результаты исследований тенденций дальнего загрязнения атмосферы в XXI веке для регионов России, социально-экономических последствий заболеваний для населения и рисков его здоровью, обусловленных загрязнением атмосферы в изменяющемся климате, оценки динамики комфортности погодно-климатических условий в ХХI веке на территории страны. Изложен ряд разработанных методик, в том числе индексирования динамики загрязнения атмосферы, экспресс-оценки риска социальной сфере при стратегическом планировании пространственного развития России, идентификации источников загрязнения атмосферы, снижения социально-экономических последствий для населения от загрязнения атмосферы на основе экологического риск-менеджмента. Рассмотрены вопросы правового обеспечения снижения социально-экономических последствий для населения от загрязнения атмосферы.
Издание предназначено для климатологов, метеорологов, медиков, организаторов здравоохранения, специалистов по управлению, градостроителей, экономистов, работников служб социального развития, а также широкого круга заинтересованных читателей.
2018
В данной работе показана роль Центрального федерального округа в обеспечении продовольственной безопасности страны, дан анализ современного состояния и перспектив развития молочно-мясного животноводства и кормопроизводства, обоснованы почвенно-климатические районы специализации и концентрации отрасли, роль природных и антропогенных факторов в уровне продуктивности сельскохозяйственных угодий.
Разработаны основные параметры природоохранных травопольных систем кормопроизводства в специализированных хозяйствах, размещения и структуры сельскохозяйственных угодий. Дана биолого-хозяйственная характеристика кормовых и зернофуражных культур, их средообразующих и противоэрозионных свойств; обоснованы принципы их размещения в севооборотах и основные технологические приемы возделывания.
Предназначена для специалистов АПК.
В монографии обобщен многолетний опыт авторов по построению математических моделей формирования речного стока как единой методической, информационной и технологической основы решения прикладных задач гидрологии суши. На примере речных бассейнов, расположенных в разных физико-географических условиях, рассмотрены приложения моделей к актуальным задачам гидрологии речных бассейнов, включая оценку изменений водного режима под влиянием изменений климата и антропогенной нагрузки, управления действующими водноресурсными системами, эффективности противопаводковых мероприятий и др., а также к задачам оперативных гидрологических прогнозов.
Монография – первое отечественное издание, систематизирующее представления о моделях формирования речного стока как основы нового поколения методов гидрологических расчетов и прогнозов.
В настоящем томе представлены основные работы Г. И. Марчука в области теории сопряженных уравнений и их приложений к решению задач математической физики. Развитие метода сопряженных уравнений в значительной степени основано на трудах Г. И. Марчука в течение его 65-летней научной деятельности. В книге изложена развиваемая им и его научной школой методология решения задач математической физики с помощью теории сопряженных уравнений. Методология применяется к требующим глубокого анализа сложным системам, с помощью которых изучаются проблемы глобальных изменений климата, охраны окружающей среды, атомной энергетики, иммунологии, сохранения биосферы с учетом интенсивного развития промышленности и многие другие. В рамках единого подхода формулируются новые постановки задач, стимулируемые развитием новых технологий. Они включают совместный анализ модельных решений и данных измерений, например спутниковых; поиск решения обратных задач; оценку функционалов от решения прямых и обратных задач.
Для специалистов в области вычислительной математики и математического моделирования, аспирантов и студентов старших курсов.
В монографии рассматриваются проблемы обеспечения глобальной продовольственной безопасности в условиях изменения климата; анализируются факторы, способствующие увеличению продовольственных ресурсов; предлагаются меры адаптации мирового агропродовольственного комплекса к новым климатическим условиям, предполагающим нарастание стихийных и антропогенных воздействий на мировой хозяйственный комплекс.
Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений, руководителей и специалистов в области экономической безопасности.
2017
Рассматривается постановка и возможное решение задачи социально-экономической адаптации населения к негативному влиянию загрязненной атмосферы в условиях изменяющегося климата, подразумевающей, в том числе, адресную поддержку граждан. Предложена стратегия риск-менеджмента, в основе которой лежит медико-экологическое страхование риска для здоровья жителей экологически неблагополучных территорий в результате проживания в условиях постоянного загрязнения атмосферного воздуха на основе хеджирования. Предложены методические подходы к долгосрочному прогнозу риска для здоровья от загрязнения атмосферы с учетом изменения климата, а также идентификации источников загрязнения атмосферы.