Кратко изложены физические свойства воздуха и воды как носителей тепловой энергии, применяемые или учитываемые при разработке устройств и технологий использования природных тепловых ресурсов. Представлены разработанные охлаждающие и нагревательные установки и технологии, в которых используется тепловая энергия воздуха и воды. Показано, как изменением конструкции достигнуто повышение надежности воздушного термосифона, используемого для локального охлаждения грунтов оснований сооружений. Приводится технология аккумулирования холода атмосферного воздуха в массиве мерзлых грунтов, вмещающих подземные сооружения, более десяти лет успешно используемая для управления температурным режимом Федерального криохранилища семян растений в г. Якутске, в котором впервые в мире используются только природные ресурсы холода. Излагаются технология создания подземного аккумулятора холода атмосферного воздуха путем замораживания воды и использования теплоты фазового перехода ее для охлаждения жидкостей и газов, а также результаты опытных испытаний. Показана эффективность использования теплоты фазового перехода воды для отопления некоторых видов производственных помещений. Описывается способ снижения выталкивающего воздействия морозного пучения грунтов на свайные фундаменты путем нагревания промерзающих пучинистых грунтов теплотой фазового перехода воды.
The physical properties of air and water as carriers of thermal energy, used or taken into account in the development of devices and technologies for the use of natural thermal resources, are briefly stated. The developed cooling and heating devices and technologies that use the thermal energy of air and water are presented. It is shown how the change in the design achieved an increase in the reliability of the air thermosiphon used for local cooling of the soils of the foundations of structures. The technology of accumulating cold atmospheric air in an array of frozen soils containing underground structures, which has been successfully used for more than 10 years to control the temperature regime of the Federal Cryostorage of Plant Seeds in Yakutsk, in which only natural cold resources are used for the first time in the world, is given. The technology for creating an underground accumulator of cold atmospheric air by freezing water and using the heat of its phase transition to cool liquids and gases, as well as the results of experimental tests, are described. The efficiency of using the heat of the phase transition of water for heating some types of industrial premises is shown. A method for reducing the buoyant effect of frost heaving of soils on pile foundations by heating freezing heaving soils with the heat of the phase transition of water is described.

Один из способов получения информации о криогенном состоянии горных пород методом георадиолокации основан на анализе осей синфазности сигналов, отраженных от локальных объектов. На изображениях георадиолокационных радарограмм подобные оси синфазности представлены гиперболическими кривыми. На основе их локализации и уточнения формы определяется скорость прохождения электромагнитной волны в среде. Для уточнения формы гиперболической кривой в разработанном алгоритме были использованы методы на основе преобразования Хафа. Для оптимизации производительности алгоритма введены ограничения размерностей исходного и аккумуляторного пространств. Границы исходного пространства были определены на основе проведенных ранее исследований по обнаружению гиперболических осей синфазности сигналов. Размерность пространства Хафа была уменьшена на основе априорных знаний о возможной допустимой скорости прохождения электромагнитных волн в среде. В результате работы созданного программного обеспечения вычисляются скорость распространения электромагнитной волны в пространстве выше локального объекта и вещественная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости, что дает возможность определить электрофизические свойства среды. Тестирование разработанного алгоритма было проведено на результатах полевых георадиолокационных измерений и синтетических данных. Точность результатов работы алгоритма составила 98,6 %, что указывает на адекватность его применимости для исследований льда в слоях многолетнемерзлых горных пород.
One of the ways to obtain information about the cryogenic state of rocks by GPR is based on the analysis of the in-phase axes of signals reflected from local objects. On the images of GPR radargrams, similar in-phase axes are represented by hyperbolic curves. On the basis of their localization and refinement of the form, the speed of passage of an electromagnetic wave in the medium is determined. To refine the shape of the hyperbolic curve in the developed algorithm, methods based on the Hough transform were used. To optimize the performance of the algorithm, restrictions on the dimensions of the original and accumulator spaces are introduced. The boundaries of the original space were determined on the basis of previous studies on the detection of hyperbolic axes of common-mode signals. The dimension of the Hough space was reduced on the basis of a priori knowledge of the possible allowable speed of electromagnetic waves in the medium. As a result of the work of the created software, the speed of propagation of an electromagnetic wave in space above the local object and the real part of the complex relative permittivity are calculated, which makes it possible to determine the electrophysical properties of the medium. Testing of the developed algorithm was carried out on the results of field georadar measurements and synthetic data. The accuracy of the results of the algorithm was 98.6 %, which indicates the adequacy of its applicability for studying ice in permafrost layers.

Бассейн р. Вилюй расположен на территории Западной Якутии, наиболее освоенной и промышленно развитой части Якутии, имеющей важное экономическое и стратегическое значение для России. Регион является центром алмазодобывающей промышленности РФ, где разрабатываются коренные и россыпные месторождения алмазов, расположен каскад ГЭС на р. Вилюй и Вилюйское водохранилище. Это влечет экологические и социальные проблемы, негативно воздействуя на все компоненты природной среды. При исследовании различных аспектов состояния природной среды необходимо изучение устойчивости северных ландшафтов к техногенному воздействию и изучение гидробиологического состояния водных экосистем, в частности состояния альгофлоры водотоков. Проведена оценка степени устойчивости ландшафтов территории бассейна р. Вилюй к техногенному воздействию по мерзлотным и биоклиматическим показателям. Выявлено, что северотаежные редколесные и маревые ландшафты обладают преимущественно слабой степенью устойчивости, среднетаежные - средней степенью устойчивости. Наиболее неустойчивыми по всем показателям явились горно-тундровые ландшафты, характеризующиеся наиболее холодными и влажными условиями. Проведено исследование современного гидробиологического состояния рек бассейна Вилюя, в результате которых определено низкое развитие фитопланктона и фитоперифитона в р. Ирелях, М. Ботуобуйа и в верхнем течении р. Вилюй, состоящего из однообразного видового состава диатомовых и зеленых водорослей. Максимальная средняя численность водорослей варьирует от 82290 кл/л до 20700 кл/л, наибольшая биомасса отмечена на одном участке и составляет 1,58 мг/л. Индекс биоразнообразия по Шеннону - Уиверу варьирует по точкам отбора проб по течению р. Вилюй от 0,19 бит/экз. и 1,00 бит/экз. до 2,40 бит/экз. По санитарно-биологической характеристике выявлены массовые виды - индикаторы сапробности воды, что говорит о III-м классе чистоты воды, определенной как умеренно загрязненная. Таким образом, состояние альгофлоры находится под влиянием техногенной нагрузки от предприятий алмазодобычи и энергетики. Работа выполнена по госзаданию по теме "Растительный покров криолитозоны таежной Якутии: биоразнообразие, средообразующие функции, охрана и рациональное использование" (код научной темы: FWRS-2021-0023; номер госрегистрации в ЕГИСУ: АААА-А21-121012190038-0) и в рамках проекта государственного задания (ө FWRS-2021-0014) программы по приоритетному направлению ПФНИ РФ на долгосрочный период (2021-2030 гг.).
The Basin of the Vilyui river is located on the territory of Western Yakutia, one of the most developed and industrialized parts of Yakutia, which is of great economic and strategic importance for Russia. The region is the center of the diamond mining industry of the Russian Federation, where primary and alluvial diamond deposits are developed, a cascade of hydroelectric power stations is located on the river Vilyui. This causes environmental and social problems, negatively affecting all components of the natural environment. It is necessary to study the stability of northern landscapes to technogenic impact and study the hydrobiological state of aquatic ecosystems, in particular, the state of the algoflora of watercourses. As a result of studying the degree of stability of landscapes in the basin of the river Vilyui to technogenic impact on permafrost and bioclimatic indicators, the degree of their resistance is determined. It was revealed that, according to the permafrost characteristics, the northern taiga open forest and haze landscapes are defined as predominantly weakly resistant, the middle taiga as medium resistant. The most unstable in terms of bioclimatic indicators were mountain-tundra landscapes, characterized by the coldest and most humid conditions. As a result of studies of the current hydrobiological state of the rivers in the basin of the river Vilyui determined the low development of phytoplankton and phytoperiphyton in the river Irelyakh, M. Botuobuya and in the upper reaches of the river Vilyui, consisting of a monotonous species composition of diatoms and green algae. The maximum average number of algae varies from 82290 cells/l to 20700 cells/l, the highest biomass was noted in one area and is 1.58 mg/l. The Shannon-Weaver biodiversity index varies by sampling points along the river. Vilyuy from 0.19 bits / copy. and 1.00 bits/copy. up to 2.40 bits/copy. According to the sanitary-biological characteristics, mass species-indicators of water saprobicity were identified, which indicates the III class of water purity, as moderately polluted. Thus, it was determined that the state of phytoplankton and phytoperiphyton is under the influence of the technogenic load of diamond mining and hydropower enterprises.The work was carried out according to the state assignment on the topic “Vegetation cover of the permafrost zone of the taiga Yakutia: biodiversity, habitat-forming functions, protection and rational use” (scientific topic code: FWRS-2021-0023; draft state task (No. FWRS-2021-0014) of the program in the priority area of the PFNI RF for the long-term period (2021-2030).

Монография посвящена детальному изучению электрических свойств (поверхностному импедансу, электропроводности и диэлектрической проницаемости) криолитозоны Центральной Якутии, Алданского нагорья и тундры вблизи побережья Северного Ледовитого океана в низкочастотной области радиодиапазона. Основное внимание уделено определению их электрических характеристик и построению геоэлектрических моделей различных типов криолитозоны. Предметом радиоимпедансных исследований является электрическое состояние верхних горизонтов криосферы. Объекты исследования: 1) слоистая криогенная среда - ее состав и особенности соотношения электрических и геометрических свойств слоев; факторы, определяющие тип и изменчивость ее геоэлектрических разрезов; 2) электромагнитное поле как индикатор состояния среды; 3) физические процессы взаимодействия среды с электромагнитным полем. Предназначена для специалистов в области радиофизики и геофизики, а также для студентов и аспирантов физических и геофизических специальностей

Книга посвящена замечательной женщине, открывшей первое коренное месторождение алмазов в нашей стране. На основе исследования и сведения воедино опубликованных в ней материалов, общения автора с дочерью Ларисы Попугаевой и теми, кто знал ее, раскрывается трагическая судьба этого человека, представляющего собой образец преданности своему делу, одержимости в работе, глубокой ответственности перед своей Родиной

Приведены результаты комплексных исследований, проведенных в 1981 - 1985 годах в нижнем течении р. Лены от пос. Жиганск до пос. Джарджан. Ранее этот участок реки детально не изучался и поэтому все сведения, касающиеся химического режима водоемов, состава, экологии рыб и беспозвоночных, являются новыми. Рассматриваются физические и химические свойства среды обитания гидробионтов. Приводятся материалы по составу, распределению и биомассе зоопланктона, зообентоса и их значению в питании рыб. Подробно описываются эколого-биологические особенности рыб-доминантов, их пищевые взаимоотношения, численность и пути рационального использования. Значительное место отводится охране и естественному воспроизводству ихтиофауны

В данной работе выполнена оценка точности воспроизведения реанализом GHCN-CAMS внутригодового распределения температуры воздуха для исторического (1961-1990 гг.) и актуального (1991-2020 гг.) климатических периодов, в масштабе климатических норм сезонов и отдельных месяцев. Использованы данные по 86 метеостанциям на территории РС (Я), по которым имелись климатические ряды в обоих временных периодах. Проведено сравнение климатических норм метеостанций с данными реанализа GHCN-CAMS в соответствующих пикселях, а также их изменение между периодами. В качестве метрик схожести рассчитаны корень среднеквадратичной ошибки, коэффициент корреляции Пирсона и коэффициент конкордации Лина. Показано, что определённые для метеостанций и рассчитанные в модели реанализа GHCN-CAMS климатические нормы тесно связаны линейно, с коэффициентом корреляции больше 0.9; наибольшая точность отмечена для весенних месяцев. В то же время изменение климатических норм месяцев и сезонов между периодами реанализ воспроизводит значительно хуже, лучше остальных - для осени и зимы. Обобщены сведения о среднесезонной температуре воздуха на территории РС (Я) по данным реанализа GHCN-CAMS. В целом, модель GHCN-CAMS допустимо использовать для приложений, где требуется внутригодовое распределение температуры воздуха.
The accuracy of GHCN-CAMS reanalysis reproduction of the intra-annual air temperature distribution was assessed for the historical (1961-1990) and current (1991-2020) climatic periods, on the scale of climatic norms of seasons and individual months. Data on 86 meteorological stations on the territory of the Sakha Republic (Yakutia), for which climatic series in both time periods were available, were used. The climatic norms of meteorological stations for both periods, as well as their change between periods, were compared with the GHCN- CAMS reanalysis data in corresponding pixels. The root mean square error, Pearson correlation coe cient, and Lin’s concordance coe cient were calculated as similarity metrics. Climatic norms for meteorological stations and calculated in the GHCN-CAMS reanalysis model are closely related linearly, with a correlation coe cient above 0.9, and the highest accuracy is observed for spring months. At the same time, the quality of reanalysis reconstruction of change in climatic norms for months and seasons between periods is signi cantly lower; the best reanalysis accuracy is for fall and winter, and signi cantly lower for summer. In general, the GHCN-CAMS model can be used for calculation and forecasting applications that require intra-annual air temperature distribution.

Исследования последних десятилетий показали, что Якутия - не просто высоко репрезентативная область для исследования глобальных закономерностей климата, она - модель Земли в силу обширного влияния Сибирского антициклона. Охватывая сетку координат от Северного Ледовитого и Тихого океанов почти до Атлантики и Тибета, Якутия диктует закономерности изменений климата всему Северному полушарию. Это хорошо видно на примере современного изменения климата. Темпы потепления здесь опережают темпы потепления Земли на 3-5 среднегодовых градусов, тем самым показывая не только современную тенденцию потепления, но и предсказывая её для всей Земли при дальнейшем росте температур в будущем. Наша статья демонстрирует ход изменения климата трёх последних столетий. Она опирается на глобальные закономерности циркуляции атмосферы на волне векового ритма. Суть их заключается в том, что середина столетий всегда несёт похолодания, связанные с широтной циркуляцией атмосферы, а рубежи столетий - потепления, при которых широтная циркуляция сменяется меридианной. Так было в три последних столетия, подтверждённых инструментальными наблюдениями, и так - во времена Колумба и викингов. Те и другие пришли в Америку на рубеже веков 500 и 1000 лет назад, когда Северный Ледовитый океан и Северная Атлантика были свободны ото льда.
Investigations over the last decades have shown that Yakutia is not only a highly representative area for the study of global climate patterns, it is a model of the Earth due to the extensive in uence of the Siberian anticyclone. Covering a grid of coordinates from the Arctic and Paci c Oceans almost to the Atlantic and Tibet, Yakutia dictates the patterns of climate change for the entire Northern Hemisphere. That can be clearly seen on example of modern climate change. The rate of warming here outpaces the rate of the Earth warming in 3-5 average annual degrees, thus showing not only the current warming trend, but also predicting it for the entire Earth with further temperature rise in future. Our paper shows the course of climate change over the last three centuries. It relies on the global patterns of atmospheric circulation on the wave of the hundred-year rhythm. Their essence is that the middle of centuries always brings cooling associated with latitudinal circulation of the atmosphere, and the turn of the century - the warming, in which latitudinal circulation is replaced by meridian circulation. It was happening in the last three centuries, con rmed by instrumental observations, and so it was in the time of Columbus and Vikings. Both came to America at the turn of the century 500 and 1000 years ago, when the Arctic Ocean and the North Atlantic were ice-free.

В настоящее время идет потепление климата, среднегодовые температуры с каждым годом растут, Арктика остается одним из самых уязвимых регионов. Это заметно влияет на северные леса, что приводит к вытеснению зоны тундры. Оценка последствий прогнозируемого повышения температуры воздуха в условиях изменения климата требует пространственного и мгновенного мониторинга труднодоступных территорий. В последние несколько лет использование методов дистанционного зондирования и комбинаций спутниковых снимков для вычисления вегетационных индексов вызвали огромный интерес к получению наземных данных высокой четкости. В статье представлены результаты моделирования влажности почвогрунтов на территории Анабарской тундры, который расположен на северо-западе Якутии. Исследование проводилось на границе тундры и лесотундры в трех эталонных участках (тундра, притундровый молодой лес, притундровый коренной лес). Моделирование представлено посредством сопоставления натурных данных и нормализованного разностного индекса влажности NDMI. Индекс NDMI использует каналы NIR и SWIR, вычисляет многоканальный растровый объект и создает растровое изображение со значениями индекса от -1 до 1, которые показывают уровень влажности с пространственным разрешением 10 метров. Данные показали, что значение пикселей влажности по NDMI в зоне тундры- 0 .04, притундрового молодого леса- 0.09 и в притундровом коренном лесе 0.15. Установлено, что данные индекса коррелируются с полевыми данными влажности, полученными с глубины 0,2 м. Сопоставление данных дешифрирования дистанционного зондирования с натурными данными позволило смоделировать пространственное распределение влажности грунтов на обширную исследуемую территорию методом экстраполяции.
Presently, the climate is warming, with average annual temperatures rising every year, and theArctic remaining one of the most vulnerable regions. This has a noticeable e ect on the northern forests, which leads to the displacement of the tundra zone. Assessing the consequences of a projected increase in air temperature under climate change conditions requires spatial and instant monitoring of hard-to-reach areas. In the last few years, the use of remote sensing techniques and combinations of satellite imagery to calculate vegetation indices has generated great interest in obtaining high-de nition ground data. The article presents the results of modeling soil moisture in Anabar tundra, which is located in the north-west of Yakutia. The study was conducted on the border of tundra and forest tundra in three reference areas (tundra, tundra young forest, tundra indigenous forest). The simulation is presented by comparing the eld data and the normalized di erence index of humidity NDMI. The NDMI index uses the NIR and SWIR channels, calculates a multi-channel raster object and creates a raster image with index values from -1 to 1, which show the humidity level with a spatial resolution of 10 meters. The data showed that the value of humidity pixels according to NDMI in the tundra zone is 0.04, in the tundra young forest is 0.09 and, in the tundra, native forest is 0.15. It was found that the index data correlated with eld humidity data obtained from a depth of 0.2 m. A comparison of remote sensing decryption data with eld data made it possible to simulate the spatial distribution of soil moisture over the vast study area by extrapolation.