НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ № 1 (69) 2013 Научный журнал
реклама
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ Научный журнал № 1 (69) 2013 Основан в 1996 г. Выходит 4 раза в год Учредители: Академия наук РС(Я), Якутский научный центр СО РАН, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Госкомитет РС(Я) по инновационной политике и науке, Министерство образования РС (Я) Главный редактор И.И. Колодезников Заместитель главного редактора А.И. Гоголев Ответственный секретарь З.А. Корнилова Редакционная коллегия: A.Н. Алексеев, чл.-корр. РАН Е.Г. Бережко, А.А. Бурцев, А.И. Гоголев, Ю.М. Григорьев, акад. РАО Д.А. Данилов, Е.Г. Егоров, В.Н. Иванов, Б.М. Кершенгольц, И.И. Колодезников, акад. РАН Г.Ф. Крымский, Е.П. Никифорова, чл.-корр. РАН М.П. Лебедев, чл.-корр. РАО Е.И. Михайлова, П.Г. Петрова, чл.-корр. РАН А.Ф. Сафронов, П.А. Слепцов, чл.-корр. РАН Н.Г. Соломонов, М.М. Трофимов, В.В. Шепелев, чл.-корр. РАН В.В. Филиппов Ответственный за выпуск акад. АН РС (Я) Ю.М. Григорьев Адрес редакции: 677007, г.Якутск, пр.Ленина, 33 http: //www.no.ysn.ru Подписной индекс 78786 ISSN 2073–8129 ¤Академия наук РС(Я), 2013 ¤ Якутский научный центр СО РАН, 2013 ¤ Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, 2013 ¤ Госкомитет РС (Я) по инновационной политике и науке, 2013 ¤ Министерство образования РС (Я), 2013 СОДЕРЖАНИЕ Науки о Земле Баишев Д.Г., Моисеев А.В., Бороев Р.Н., Макаров Г.А., Поддельский И.Н., Поддельский А.И., Шевцов Б.М., Yumoto K. Международный проект MAGDAS: первые результаты геомагнитных наблюдений на территории Якутии ……………………………………………………………………. Николашкин С.В., Титов С.В., Маричев В.Н., Бычков В.В., Куркин В.И., Черниговская М.А., Непомнящий Ю.А. Лидарные исследования поведения внезапных зимних стратосферных потеплений на территории Сибири и Дальнего Востока ……………………………………………... Курилко А.С., Хохолов Ю.А., Романова Е.К. Регулирование температурного режима подземного криохранилища путем управления теплообменом на дневной поверхности ……………………….. Старостин Е.Г., Петров Е.Е. Исследование содержания незамерзшей воды в грунтах методом кинетики кристаллизации ………………………………………………………………………………... Федосеев С.М., Ларионов В.Р. О возможности применения молекулярных соединений для изоляции горных выработок криолитозоны от притока пластовых вод ………………………................... Ермаков С.А., Федоров Л.Н. Прогноз развития разрушения горных пород: основные проблемы и задачи ………………………………………………………………………….......................................... Омельяненко А.В., Христофоров И.И. Метод двухспектральной георадиолокации для зондирования обводненных геологических сред ………………………………………………………………. Христофоров И.И., Омельяненко А.В. Результаты георадиолокации дна и донных отложений речных переходов линейных инженерных сооружений………………………………………………. Шкодзинский В.С. Генезис кислых магм ………………………………………………………………. Округин А.В., Васильева А.Е. Якутское кричное железо: минералого-химический состав и физико-химические условия выплавления металла из Mn–Fe лимонитовых руд ………………………... Жижин В.И., Лоскутов Е.Е. Эльконская шовная зона, сектор крупного магмотектогена или горст Бикбаева Е.Е. Типоморфные особенности темноцветных минералов из пород Верхнетирехтяхского гранитоидного массива…………………………………………………………………………… Заболотник С.И., Заболотник П.С. Закономерности сезонного протаивания и промерзания грунтов в Южной Якутии ………………………………………………………………………………. Ефремов В.Н. Результаты региональных исследований поверхностного импеданса мерзлых толщ в Центральной Якутии ………………………………………………………………………………….. Урбан А.А., Галанин А.А. Новые данные о строении и возрасте отложений эолово-мерзлотных образований Центральной Якутии (на примере тукулана Кызыл-Сырский) ……………………….. 7 10 17 19 24 28 33 38 43 47 54 61 65 71 77 Энергетика Нестеров А.С., Давыдов Г.И., Васильев П.Ф. Повышение надежности и пропускной способности систем транспорта электроэнергии на примере объединения Южного и Центрального энергорайонов Республики Саха (Якутия)……………………………………………………………... 81 Биологические науки. Экология Плотников В.В., Протопопов А.В., Климовский А.И., Колесов С.Д. Соморсунские мамонты (Mammuthus primigenius (Blum.)): тафономические и биологические интерпретации……………. 86 Неустроев М.М. Разработка биологического способа восстановления нефтезагрязненных мерзлотных почв…………………………………………………………………………………………. 93 Татаринова А.В. Особенности возрастных структур ценопопуляций брусники в лиственничных лесах Центральной Якутии ……………………………………………………………………………... 97 Шепелёва Н.С. Энтомопатогенные нематоды Республики Саха (Якутия): видовой состав и филетические отношения ……………………………………………………………………………... 102 НИКОЛАШКИН, ТИТОВ, МАРИЧЕВ, БЫЧКОВ, КУРКИН, ЧЕРНИГОВСКАЯ, НЕПОМНЯЩИЙ Чокурдах) и средних (Якутск, Магадан) широтах в марте 2012 г. и выполнено сопоставление данных магнитометров MAGDAS-9 на станциях Якутск и Магадан с данными магнитных обсерваторий стандарта INTERMAGNET в Якутске и Магадане. Получено хорошее соответствие данных. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке по интеграционному проекту СО РАН № 106. Литература 1. Yumoto K., Osaki H., Fukao K. et al., 210 MM Magnetic Observation Group. Correlation of high- and low-latitude Pi 2 magnetic pulsations observed at 2100 magnetic meridian chain stations // J. Geomag. Geoelectr. – 1994. – Vol.46, № 11. – P.925–935. 2. Yumoto K. and the CPMN Group. Characteristics of Pi 2 magnetic pulsations observed at the CPMN stations: A review of the STEP results // Earth Planets Space. – 2001. – Vol. 53. – P.981–992. 3. Yumoto K. and the MAGDAS Group. MAGDAS project and its application for space weather // Solar Influence on the Heliosphere and Earth's Environment: Recent Progress and Prospects / Edited by N. Gopalswamy and A. Bhattacharya. – 2006. – P.399–405. 4. Моисеев А.В., Макаров Г.А., Неустроев Н.И. Геомагнитные исследования на северо-востоке России // Вестник ОНЗ РАН. – 2011. – NZ5004. – doi:10.2205/2011NZ000106. 5. Данилов А.А. Стационарная структура межпланетного магнитного поля и геомагнитная активность. – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1993. – 148 с. 6. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y. et al. What is a geomagnetic storm ? // J. Geophys. Res. – 1994. – Vol.99, № A4. – P.5771–5792. 7. Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. – М.: Мир, 1980. – 209 с. Поступила в редакцию 03.12.2012 УДК 551.524.77 Лидарные исследования поведения внезапных зимних стратосферных потеплений на территории Сибири и Дальнего Востока С.В. Николашкин, С.В.Титов, В.Н. Маричев, В.В.Бычков, В.И. Куркин, М.А. Черниговская, Ю.А. Непомнящий2 Приведены результаты лидарных исследований возмущений температурного режима средней атмосферы Земли, связанных с событиями, так называемых внезапных зимних стратосферных потеплений, наблюдавшихся над регионами Западной, Восточной Сибири и Дальнего Востока России по данным лидаров, установленных в г. Томске, г. Якутске и с. Паратунка (Камчатский край). Для комплексного анализа пространственно-временного распределения температуры средней атмосферы совместно с данными лидарных измерений используются спутниковые данные по температуре, полученные СВЧ зондом MLS Aura и Британского центра метеоданных (BADC) за 2010–2012 гг. Рассмотрены особенности развития потепления в различных регионах. Обсуждается связь вариаций температуры с волновой активностью средней атмосферы во время зимних стратосферных потеплений. Показано, что потепление вызвано диссипацией планетарной волны с волновым числом 1 и охватывает значительный объем атмосферы, постепенно опускаясь на более низкие высоты и перемещаясь на запад. Ключевые слова: лидар, внезапные стратосферные потепления, динамика атмосферы, температура атмосферы. The results of the LIDAR research of the Earth's middle atmosphere temperature regime disturbances related with the events of so-called sudden winter stratospheric warmings (SSW), observed over the regions НИКОЛАШКИН Семен Викторович – к.ф.-м.н., зав. лаб. ИКФИА СО РАН, [email protected]; ТИТОВ Семен Вячеславович – м.н.с. ИКФИА СО РАН, [email protected]; МАРИЧЕВ Валерий Николаевич – г.н.с. Института оптики атмосферы СО РАН, [email protected]; БЫЧКОВ Василий Валентинович – с.н.с. Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, [email protected]; КУРКИН Владимир Иванович – зам. директора Института солнечно-земной физики СО РАН, [email protected]; ЧЕРНИГОВСКАЯ Марина Артуровна – с.н.с. Института солнечно-земной физики СО РАН, [email protected]; НЕПОМНЯЩИЙ Юрий Александрович – м.н.с. Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, [email protected]. 10 НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2013, №1 ЛИДАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ЗИМНИХ СТРАТОСФЕРНЫХ ПОТЕПЛЕНИЙ of Western and Eastern Siberia and the Russian Far East, according to the data of the LIDARS installed in the cities of Tomsk,Yakutsk and settlement Paratunka (Kamchatka) are presented. For a comprehensive analysis of the spatial and temporal distribution of the temperature of the middle atmosphere together with the data of lidar measurements we used satellite temperature data obtained by microwave probe MLS Aura and the British Atmospheric Data Center (BADC) data for 2010-2012.The special features of the warming development in the different regions are considered. The relation of temperature variations with wave activity of the middle atmosphere during the winter stratospheric warmings is discussed. It is shown that the warming is caused by the dissipation of a planetary wave with wave number 1 and includes a significant amount of the atmosphere gradually falling to a lower altitude and moving to the West. Key words: LIDAR, sudden stratospheric warmings, atmosphere dynamics, atmosphere temperature. Полярная и субполярная зимняя стратосфера Северного полушария характеризуется весьма динамичным поведением, связанным с взаимодействием распространяющихся в тропосфере планетарных волн со стоячей волной орографического происхождения, также средним зональным потоком. При определенных условиях это взаимодействие приводит к явлению т.н. внезапного стратосферного потепления (ВСП). ВСП характеризуются резким повышением температуры в стратосфере (на десятки градусов в течение нескольких суток) и наблюдаются в зимний период (с декабря по март) в полярных и субполярных зонах. В зависимости от величины потепления и наличия обращения направления среднего зонального ветра с западного на восточное его подразделяют на типы «major» и «minor» [1–3]. В периоды крупнейших ВСП полярная, а также среднеширотная стратосфера может прогреваться на 60 и более градусов в течение примерно недели [1–6]. Влияние ВСП на динамику может быть обнаружено даже в низких широтах [7]. Связанные с этими событиями изменения термодинамического режима происходят как в мезосфере, так и тропосфере, хотя потенциальное воздействие ВСП на погоду остается спорным [8]. Имеются свидетельства, что ВСП могут оказывать влияние на термо- и ионосферу [9, 10]. В настоящей работе проведено морфологическое исследование возмущений температурного режима средней атмосферы Земли, связанных с событиями зимних ВСП, которые наблюдались в 2010–2012 гг. над регионами Западной, Восточной Сибири и Дальнего Востока России [11–13]. Анализ выполнялся на основе данных дистанционных методов измерения температуры: лидарного и спутникового. Использовались данные о вертикальном распределении температуры в стратосфере, полученные с помощью лидарных измерений над регионами г. Томска (56q с.ш., 85q в.д.), г. Якутска (61q с.ш., 130q в.д.) и с. Паратунка Камчатского края (53q с.ш., 158q в.д.). Параметры лидаров для различных станций различные. Передатчиком у всех лидаров служит NdYAG лазер на длине волны 532 нм, энергия излучения 290 мДж, частота повторения импульсов 10–20 Гц. Приемник – телескоп системы Ньютона с диаметром главного зеркала 0,6 м (в г. Томске 1 м) и фокусным расстоянием 2 м. Время накопления сигнала составляет 20 мин, точность определения температуры 2–5 К в зависимости от высоты. Данные лидарных измерений за ясные ночи были представлены в виде вертикальных профилей температуры, построенных по сигналам с накоплением в течение 2 часов и более и с пространственным разрешением 100–300 м. Максимальный интервал высот расчета температуры по лидарным измерениям составлял 10–60 км. Для комплексного анализа пространственновременного распределения температуры средней атмосферы совместно с данными лидарных измерений использовались спутниковые данные по температуре, полученные СВЧ зондом MLS (Microwave Limb Sounder), установленным на борту космического аппарата EOS Aura. Спутниковые данные MLS Aura по температуре представлены в виде высотных профилей от уровня поверхности Земли до высоты 10–5 гПа (0–130 км) (http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/Aura/dataholdings/MLS). Рабочей областью является интервал высот 316–0,001 гПа (примерно 9–92 км), точность измерения температуры составляет 0,5–1 K÷1–2 K, вертикальное разрешение – примерно 3 км. Зимний сезон 2009–2010 гг. Зимнее стратосферное потепление в январе 2010 г. имело класс «major», т.е. во время потепления наблюдалось обращение направления среднего зонального стратосферного ветра на восточное. Во второй декаде января 2010 г. из синоптических карт ECMWF видно, что над территорией Северного моря на уровне 1 гПа (~ 48 км) начал формироваться очаг потепления, связан11 НИКОЛАШКИН, ТИТОВ, МАРИЧЕВ, БЫЧКОВ, КУРКИН, ЧЕРНИГОВСКАЯ, НЕПОМНЯЩИЙ а б Рис. 1. Карты температурного поля стратосферы на уровнях: а – 10 гПа; б – 5 гПа ный с резким торможением планетарной волны с волновым числом 1 и смещением циркумполярного циклонического вихря. Данное явление быстро распространилось вдоль широты 61–63 градуса в долготном направлении на восток, и очаг центрировался над регионом Сибири. Далее область потепления расширилась по высоте, при этом захватывая все более нижележащие уровни. В момент пика потепления, произошедшего 23 января 2010 г., центр очага располагался над территорией Западной Якутии (рис.1). По тем же данным обнаруживается, что в мо- мент начала максимума потепления зональный ветер на уровне стратопаузы начал разворачиваться, сначала на высоких широтах, затем зона восточного ветра распространилась на более низкие высоты (30–35 км) и локализовалась над широтой около 70–75 градусов. Такое состояние среднезонального ветра продержалось до начала марта. На рис. 2 приведены результаты лидарных измерений температуры стратосферы над г. Якутском в январе 2010 г. Максимум потепления над г. Якутском наблюдался 20 января на высоте 42–43 км. При этом величина разогрева доходила до 60 К, также отмечалось слабое постепенное понижение высоты области потепления. К концу месяца потепление «ушло» от г. Якутска. Данные, полученные по спутниковому зондированию для гг. Якутска и Томска, приведены на рис.3. Характер хода температуры по спутниковым измерениям примерно соответствует лидарным измерениям, хотя данные последнего показывают более высокие значения температуры стратосферы. Также ви- Рис. 2. Вертикальные профили температуры по лидарным измерениям в г. Томске (верхний ряд) и г. Якутске (нижний ряд) во время ВСП в январе 2010 г. 12 НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2013, №1 ЛИДАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ЗИМНИХ СТРАТОСФЕРНЫХ ПОТЕПЛЕНИЙ Рис. 3. Высотно-временной разрез температуры стратосферы по данным спутника MLS Aura Зимний сезон 2010–2011 гг. Внезапное потепление данного сезона в регионе г. Якутска по лидарным измерениям началось 13 декабря 2010 г. с высоты 52 км, далее наблюдается резкое его расширение и усиление до 300 К и более до 19 декабря (рис.4). Когда 9 января возобновились наблюдения, видно, что потепление отмечается уже на высоте 45 км, которое затем опустилось до 38 км и к 27 января 2011 г. прекратилось. В середине февраля на высоте 45 км произошла интенсификация второй волны потепления, которое носило локализованный характер. Обращает внимание тот факт, что на уровне нижней стратосферы во время ВСП наблюдается похолодание до 200 К и ниже. Наблюдения ВСП на Камчатке начались с ноября 2010 г. С начала месяца высота стратопаузы уменьшалась и 7 ноября достигла 40 км. Потепление началось с обращения циркуляции атмосферы в области высот 20–50 км, в последующие дни меридиональная компонента ветра имела обычное северное направление, зональная компонента – западное направление практически во всей области высот 0–65 км во все время потепления. Лидарные наблюдения в эти дни по погодным условиям проведены 1, 5 и 8 ноября. Результаты лидарных измерений температуры 1 и 5 ноября приведены на рис. 5, а, б. По данным за 8 ноября все 3 кривые температуры очень близки и рисунок не приводится. 5 ноября профиль температуры, полученный по лидарным данным, ведет себя подобно профилю, полученному со спутника Аура, но значения темРис. 4. Высотно-временной разрез температуры стратосферы по лидарным пературы превышают данные спутизмерениям в г. Якутске в декабре 2010–январе 2011 гг. ника на ~ 10 градусов во всей облас- ден тренд понижения высоты области потепления. Во время ВСП в январе 2010 г. лидарные измерения проводились также в г. Томске. В регионе Томска максимальная температура Т=307 К (34qС) отмечалась 27.01.2010 г. на высоте 37 км, а в регионе Якутска Т=286 К (13qС) – 23.01.2010 г. на высоте 43 км (рис. 3). Стратопауза опустилась до высоты 38 км. Перепад температур на уровне стратопаузы (максимум в вертикальном распределении) составил более 60 градусов. Сравнение результатов измерений в различных регионах показало, что наиболее значительные повышения температуры на уровне стратосферы отмечались над регионом г. Томска. Над г. Якутском ВСП были менее интенсивными, а над регионом Камчатки повышение стратосферной температуры было еще менее выраженным. 13 НИКОЛАШКИН, ТИТОВ, МАРИЧЕВ, БЫЧКОВ, КУРКИН, ЧЕРНИГОВСКАЯ, НЕПОМНЯЩИЙ ратуру на тропопаузе и мезопаузе на величину не более, чем на 15 градусов, профиль температуры мало отличается от вертикального, соответствующего постоянной температуре (рис.6, б) во всей области высот 10–80 км. С 28 ноября начинается третья волна стратосферного потепления, которое продолжалось всю первую половину декабря. Характерными чертами всех ВСП в ноябре–декабре 2010 г. являются распространения похолодания из мезосферы на область стратопаузы, уменьшение ее высоты, небольшое (на ~10–20 градусов) повышение температуры под ней и существенное похолодание (на 30–50 градусов) в мезосфере. Температура на самой стратопаузе часто ниже модельной (рис.6, а). Характерно для этих потеплений наличие дней с почти вертикальным профилем температуры (рис.6, б, в). Средние за ночь высотные профили лидарных измерений температуры (рис.7, б, г) приведены вместе с картами высотно-временных распределений температуры для регионов г. Томска (рис.7, а) и ст. Паратунка (рис.7, в) по спутниковым измерениям MLS Aura. Поскольку лидарные измерения температуры в г. Томске проводились с хорошей регулярностью с 6 по 25 января 2011 г., удалось построить карту высотно-временного распределения температуры для г. Томска и сравнить ее с высотно-временным распределением по спутниковым данным MLS Aura для того же диапазона высот (рис. 8). Видно их достаточно хорошее совпадение. По их отклонениям в положительную сторону Рис. 5. Профили температуры по модельным, спутниковым и лидарным данным на ст. от среднестатистического Паратунка в ноябре 2010 г. модельного январского профиля CIRA-86 профиля можно судить о проявлении стратосферного потепления в первых двух декадах месяца (рис.9). Изза небольшой величины положительного отклонения данное потепление относится к минорному типу, при котором не происходит перестройки циркуляции воздушных масс. Видно, что в первой Рис. 6. Профили температуры, характерные для ВСП в ноябре–декабре 2010 г. на декаде января очаг теплого ст. Паратунка воздуха простирается от 20 ти высот. Вероятно, это вызвано тем обстоятельством, что в области 35–60 км наблюдалось аэрозольное рассеяние и расчетные формулы для температуры не вполне корректны для этих условий. 8–9 ноября положение стратопаузы не выражено, в области высот 35–60 км отмечалось примерно одинаковое значение температуры, к 13 ноября стратопауза сформировалась на высоте 50 км, при этом профиль температуры в целом соответствовал модельному, но на нем обнаруживались волнообразные изменения (рис.5, в). Второе ВСП ноября охватывает период с 14 по 21 ноября. С 14 ноября область пониженной температуры распространилась в области высот 40–50 км, стратопауза сформировалась на высоте 40 км, но температура на ней была ниже модельной на ~10 градусов. До 21 ноября ниже стратопаузы до высоты ~30 км наблюдалось небольшое (на 10–20 градусов) повышение температуры. 22–24 ноября стратопауза вернулась на высоту 50 км, и температурный профиль ниже нее практически совпал с модельным, но в области 50–80 км сохранялось понижение температуры, достигавшее 30 градусов на высоте 60 км. 26 ноября температура на стратопаузе заметно понижается, превышая при этом темпе- 14 НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2013, №1 ЛИДАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ЗИМНИХ СТРАТОСФЕРНЫХ ПОТЕПЛЕНИЙ б г Рис. 7. Высотно-временное распределение температуры для января–февраля 2011 г. по данным MLS Aura для региона Томска (а), Паратунки (в); усредненные за ночь высотные профили лидарных измерений температуры на ст. Томск, Паратунка и температуры спутниковых измерений MLS Aura (крестики) (б, г) Рис. 8. Высотно-временные распределения температуры для января 2011 г. по данным спутниковых измерений MLS Aura для региона г. Томска (а) и по данным лидарных измерений температуры в Томске (б) 15 НИКОЛАШКИН, ТИТОВ, МАРИЧЕВ, БЫЧКОВ, КУРКИН, ЧЕРНИГОВСКАЯ, НЕПОМНЯЩИЙ Рис. 9. Лидарные наблюдения аномального распределения температуры в стратосфере в январе 2011 г. до 55 км. Максимальное отклонение составляет 30 К, высота стратопаузы сохраняется на стандартном уровне. Резкое изменение проис-ходит 14 января, когда, согласно лидарным и спутниковым данным, высота стратопаузы опускается до 32–35 км, а отклонение достигает значений 42–45 К. 15 января по лидарным измерениям высота стратопаузы «размывается» (она простирается от 30 до 37 км), а по спутниковым наблюдениям опускается на 31 км. В последующие даты мы видим некоторую трансформацию температурных профилей в нижней части графиков вплоть до отрицательного отклонения в конце месяца и сближение с моделью в средней части. На высотах над стратопаузой практически всегда наблюдается отрицательное отклонение от модельного профиля. В результате комплексного анализа возмущений температурного режима средней атмосферы Земли, связанных с событиями ВСП в период 2010–2011 гг., установлено: 1. Каждую зиму в анализируемый период над исследуемыми регионами азиатской части России по данным лидарных и спутниковых измерений температуры отмечались стратосферные потепления. Наиболее значительные повышения температуры на уровне стратосферы наблюдались над регионом г. Томска. Над г. Якутском ВСП были менее интенсивными, а над регионом Камчатки повышение стратосферной температуры было еще менее выраженным. Это связано, по-видимому, с особенностями траекторий перемещения очагов повышенной температуры в стратосфере в рассматриваемые годы. Карты глобального распре16 деления температуры по данным спутниковых измерений MLS Aura показали, что очаги стратосферных потеплений, пройдя регионы Западной и Восточной Сибири, перемещались по направлению к северо-западу, захватывая Якутию и достигая наибольших интенсивностей над регионом г. Норильска. 2. Данные лидарных и спутниковых измерений температуры подтвердили ряд ранее известных особенностей развития зимних стратосферных потеплений. Во время ВСП на высотных профилях температуры появлялись несколько максимумов, четко выраженные стратопауза и мезопауза отсутствовали. Области повышенных значений температуры в стратопаузе расширялись до десятка и более километров и опускались до высот порядка 25 км. 3. Спутниковые измерения температуры MLS Aura позволили проанализировать траектории перемещения очагов повышенной температуры в стратосфере и исследовать региональные пространственно-временные особенности развития ВСП 2010–2011 гг. над территорией Сибири и Дальнего Востока. ВСП за каждый из рассматриваемых лет отличались по характеру проявления (интенсивности, длительности, количеству очагов повышенной температуры в стратосфере). Лидарные измерения существенно дополнили спутниковые температурные данные, предоставив возможность изучить высотные вариации температуры во время ВСП с высоким временным разрешением для конкретных географических координат. 4. В целом отмечено удовлетворительное согласие данных измерений высотного распределения температуры стратосферы лидарным НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2013, №1 РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОДЗЕМНОГО КРИОХРАНИЛИЩА и спутниковым методами. Расхождения могли, на наш взгляд, быть связаны с особенностями применяемых методик измерения, а также с тем, что данные лидарных измерений представляли собой средние за ночь профили высотного распределения температуры, а спутниковые измерения относились к определенным моментам времени пролетов спутников. Кроме того, данные спутниковых измерений относились не к конкретно заданной географической координате, а к координатам, находящимся внутри заданного радиуса поиска траектории спутника (например, 500 км). Работа выполнена при финансовой поддержке Интеграционного проекта СО РАН № 106. Литература 1. Matsuno T. A dynamical model of the stratospheric sudden warming // J. Atmos. Sci. – 1971. – 28. – P.1479–1494. 2. VonZahn U., Fiedler J., Naujokat B. et al. A note on record–hight temperatures at the northern polar stratopause in winter 1997/98 //Geophys. Res. Lett. – 1998. – Vol. 25, № 22. – P. 4169–4172. 3. Labitzke K. StratosphericǦmesospheric midwinter disturbances: A summary of observed characteristics // J. Geophys. Res. – 1981. – Vol. 86. – P. 9665–9678. 4. Маричев В.Н. Лидарные наблюдения зимних стратосферных потеплений над Томском в 1996– 2000 гг. // Метеорология и гидрология. – 2001. – №8. – С.41–48. 5. Manney G.L., Schwartz M.J., Kruger K. et al. Aura Microwave Limb Sounder observations of dynamics and transport during the record-breaking 2009 Arctic stratospheric major warming // Geophys. Res. Lett. – 2009. – Vol. 36, L12815, doi:10.1029/2009GL038586. 6. Manney G.L., Schwartz M.J., Kruger K. et al. Aura Microwave Limb Sounder observations of dynamics and transport during the record-breaking 2009 Arctic stratospheric major warming // Geophys. Res. Lett. – 2009. – Vol. 36, L12815, doi:10.1029/2009GL038586. 7. Shepherd M.G., Wu D.L., Fedulina I.N. et al. Stratospheric warming effects on the tropical mesospheric temperature field // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. – 2007. – Vol. 69. – P. 2309–2337. 8. Варгин П.Н., Юшков В.А., Хайкин С.М. и др. Изменение климата и средняя атмосфера – вопросов все больше // Вестник РАН. – 2010. – №2. – С. 114– 124. 9. Chau J.L., Fejer B.G., Goncharenko L.P. Quiet variability of equatorial E × B drifts during a sudden stratospheric warming event // Geophys. Res. Lett. – 2009. – Vol. 36, L05101, doi:10.1029/2008GL036785. 10. Pancheva D., Mukhtarov P. Strong evidence for the tidal control on the longitudinal structure of the ionospheric F region // Geophys. Res. Lett. – 2010. – Vol. 37, L14105, doi:10.1029/2010GL044039. 11. Маричев В.Н. Лидарные исследования проявления стратосферных потеплений над Томском в 2008–2010 гг. // Оптика атмосферы и океана. – 2011. – Т. 24, № 5. – С. 386–391. 12. Маричев В.Н., Николашкин С.В., Титов C.В. Лидарные наблюдения зимних стратосферных потеплений над Якутском в 2005–2007 гг. // Сборник докладов IV Международной конференции «Солнечноземные связи и предвестники землетрясений». – 2007. – С.159. 13. Куркин В.И., Черниговская М.А., Маричев В.Н. и др. Особенности проявления зимних внезапных стратосферных потеплений в период 2008–2010 гг. над регионами Сибири и Дальнего Востока России по данным лидарных и спутниковых измерений температуры // Солнечно-земная физика: сб. науч. тр. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. – Вып. 17(130). – С. 166–173. Поступила в редакцию 15.12.2012 УДК 622.413.4:551.34 Регулирование температурного режима подземного криохранилища путем управления теплообменом на дневной поверхности А.С. Курилко, Ю.А. Хохолов, Е.К. Романова3 Приведены результаты исследований влияния различных вариантов управления теплообменом на дневной поверхности на тепловую нагрузку на холодильное оборудование, поддерживающее стабильный температурный режим в камере хранения подземного криохранилища. Ключевые слова: вечная мерзлота, подземное криохранилище, температурный режим, математическая модель, холодильное оборудование, тепловые нагрузки. КУРИЛКО Александр Сардокович – д.т.н., зав. лаб. ИГДС СО РАН, [email protected]; ХОХОЛОВ Юрий Аркадьевич – д.т.н., в.н.с. ИГДС СО РАН, [email protected]; РОМАНОВА Елена Константиновна – к.т.н., н.с. ИГДС СО РАН, [email protected]. 17
