#ифа_статьи

🌿 Эмиссия парниковых газов из Арктических болот

🗾 Полигональные тундры Арктики – это удивительной, но один из наиболее характерных и широко распространённых болотных ландшафтов районов вечной мерзлоты. Структура этих болот похожа на расчерченную школьную тетрадку. Их образование является прямым следствием сложного взаимодействия отрицательных температур, мерзлоты и почвы. В процессе ежегодного промерзания и протаивания влажных грунтов в деятельном слое возникают напряжения, которые приводят к образованию сети трещин. В последующие годы эти трещины, расширяясь под действием морозобойных сил, заполняются льдом, формируя так называемые повторно-жильные льды. Именно эти вертикальные ледяные жилы, проникающие на глубину многих метров, и служат границами, разделяющими грунт на многоугольники — полигоны (рис.1).

⛰️ Различают выпуклые (бугры в центре) и вогнутые (водоёмы в центре) полигоны, что зависит от гранулометрического состава грунтов и влажности. Температурные неоднородности в таких ландшафтах выражены чрезвычайно ярко и являются их ключевой экологической характеристикой. 🛌 Ледяные жилы, выступающие в качестве эффективного теплоотводящего материала, создают зоны с более низкой температурой грунта. В то же время центр полигона, особенно если он представляет собой бугор, может прогреваться летом значительно сильнее. Эта температурная мозаика (рис.2) напрямую определяет глубину сезонного протаивания (мощность деятельного слоя). Контрасты температуры имеют не только сезонную изменчивость, но и выраженный суточный цикл. Таким образом, в пределах нескольких метров соседствуют участки с совершенно разными термическими режимами, что влечёт за собой контрастность в растительном покрове, гидрологии и биохимических процессах.

💙Именно эти процессы делают полигональные тундры горячими точками эмиссии метана — одного из самых значимых парниковых газов. Водонасыщенные впадины становятся зонами анаэробных условий, где в тающих органо-минеральных отложениях деятельность метаногенных архей резко активизируется. Ледяные жилы, выступая барьерами для воды, способствуют заболачиванию внутриполигональных пространств, создавая идеальные условия для образования метана. Более того, сами трещины вдоль жил могут служить готовыми путями для миграции газа из глубинных горизонтов мерзлоты на поверхность. Сезонное протаивание высвобождает накопленный за зиму газ, и его эмиссия носит часто импульсный, взрывной характер.

📌 Наглядной и хорошо изученной моделью таких процессов служит полигональная тундра острова Самойловский в дельте реки Лены (рис.3). На острове расположена международная научная станция, где детально исследуется динамика мерзлотных ландшафтов. Здесь, на низменной равнине, сложенной аллювиальными отложениями, развиты типичные низкоцентровые полигоны с обводнёнными трещинами по жильному льду. Территория острова характеризуется сплошным распространением многолетней мерзлоты и значительной мощностью (400–600 м) её толщи. В течение последних полутора десятилетий температура поверхностного слоя мерзлоты растет со скоростью ~ 0.15 °C в год.

🇳🇴 Сотрудники Лабораторий взаимодействия атмосферы и океана и парниковых газов ИФА РАН проводят исследования на острове с 2023 года в рамках проектов РНФ “Потоки и изотопный состав метана над неоднородными ландшафтами вечной мерзлоты в Арктике и торфяных болот в Сибири” и «Развитие параметризацийвзаимодействия атмосферы с неоднородными ландшафтами для моделей Земной системы по данным измерений и вихреразрешающего моделирования». Для нас это уникальная природная лаборатория, в которой мы исследуем как температурные и структурные неоднородности поверхности влияют на динамику атмосферного пограничного слоя и процессы газообмена.

➡️ Далее о результатах исследования читайте по ссылке
📃Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в статье (авторы Л.А. Кривенок, Н.Б. Устинов – Лаборатория парниковых газов, ИФА РАН), И.А. Репина (Лабораторий взаимодействия атмосферы и океана, ИФА РАН).

#ифа_события
📒 Всемирный день гор (11 декабря): Горно-долинная циркуляция и атмосферные загадки.

Вчера отмечался Международный день гор. А горы — это настоящая "лаборатория" для атмосферных явлений. Разбираемся, в чём ключевое отличие местной горно-долинной циркуляции, почему над вершинами "зависают" лентикулярные облака, и какие исследования этим процессам посвящены в Институте физики атмосферы РАН.

🏔️ Особенности горно-долинной циркуляции
Горы — это не только величественные ландшафты, но и районы со своей, особой атмосферной циркуляцией, которая существенно влияет на климат и погоду. В первую очередь, речь идет о горно-долинной циркуляции (горно-долинных ветрах). Главное отличие этой циркуляции от крупномасштабных ветров (таких как пассаты или западный перенос) заключается в ее суточной периодичности и местном, локальном характере. Она обусловлена неравномерным нагревом (днем) и охлаждением (ночью) воздуха над горными склонами и долинами по сравнению с воздухом на той же высоте над равниной.

🌞 Дневной ветер (долинный): В светлое время суток воздух над склонами гор и в долинах нагревается сильнее. Более теплый и легкий воздух поднимается вверх по склонам и долине.
🌙Ночной ветер (горный): Ночью горные склоны и воздух над ними остывают быстрее. Охлажденный и более тяжелый воздух стекает вниз по склонам в долины и к равнине.
Такая система ветров ограничена пределами горной местности и может сливаться с бризами на побережьях, взаимно усиливая их.

☁️ Как циркуляция создает уникальные облака?
Именно активный вертикальный перенос воздуха, вызванный орографией (рельефом гор), приводит к образованию особых, зрелищных типов облачности. Когда сильный, влажный воздушный поток сталкивается с горным хребтом, он вынужден подниматься, охлаждаться и конденсироваться. После преодоления хребта, воздушная масса начинает совершать волновые движения (орографические волны) в нижних слоях атмосферы, словно волны на воде, но в воздухе. На гребнях этих воздушных волн, где воздух снова поднимается и охлаждается, происходит конденсация влаги. Во впадинах волн, где воздух опускается и нагревается, влага испаряется.

🤩 Этот процесс и создает те самые уникальные лентикулярные (линзовидные) облака (Altocumulus lenticularis). На гребнях невидимых глазу воздушных волн воздух поднимается, охлаждается и конденсируется, образуя облако. Лентикулярные облака, имеющие характерную чечевицеобразную или тарелкообразную форму, не движутся с места, даже при сильном ветре, потому что они буквально «подсвечивают» для глаза невидимые гребни воздушных волн, которые остаются неподвижными относительно горного рельефа. Такие облака служат признаком высокой влажности и сильных горизонтальных воздушных потоков, что важно для любителей горного туризма и авиации.

🔬В Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН используется целый комплекс, объединяющий приборную базы и численные модели, который используется для изучения взаимодействия атмосферы с рельефом. Исследуются внутренние орографические волны, динамика горных ветровых циркуляций, взаимодействие атмосферы с горными ледниками и глобальное воздействие горного рельефа на погоду и климат.
⛰️Важные исследования также проводятся на Высокогорной научной станции (ВНС) ИФА РАН, расположенной на плато Шаджатмаз на высоте 2070 метров над уровнем моря, недалеко от Кисловодска и с видом на Эльбрус (последние фото). ВНС входит в Мировую озонометрическую сеть и Глобальную сеть мониторинга состава атмосферы и проводит комплексные исследования атмосферного озона, взаимодействующих с ним примесей и ультрафиолетовой радиации. ВНС - единственная в Европейской части России станция, которая контролирует газовый и аэрозольный состав нижней и свободной тропосферы в региональном и глобальном масштабе.

📸 Фотографии: сотрудники ИФА РАН.

#ифа_события

🎉 Поздравляем с защитами кандидатских диссертаций!

🏡 Не только приближающиеся праздники радуют ученых в эти дни. В диссертационном совете ИФА РАН на предновогодних неделях проходят сразу несколько защит кандидатских диссертаций!

Сегодня, 17 декабря, мы с радостью сообщаем об успешной защите и присуждении ученой степени кандидата физико-математических наук:

🍀 Безотеческой Евгении Андреевне
Тема диссертации: «Пространственное распределение и изменчивость верхнетропосферных струйных течений северного полушария». Специальность: 1.6.18 — «Науки об атмосфере и климате».
⤵️Подробнее с диссертацией можно ознакомиться по ссылке.

🍀Собаевой Дарье Антоновне
Тема диссертации: «Влияние крупномасштабных аномалий температуры поверхности Тихого океана на динамику стратосферно-тропосферного взаимодействия в Северном полушарии в модельных экспериментах». Специальность: 1.6.18 — «Науки об атмосфере и климате».
⤵️Подробнее с диссертацией можно ознакомиться по ссылке.

✨ Поздравляем Евгению Андреевну, Дарью Антоновну и их научных руководителей с успешными защитами кандидатских диссертаций, и желаем защитившимся дальнейших ярких открытий и успехов в научных достижениях!✨

С предстоящими защитами можно ознакомиться в новостной ленте на сайте Института.