Разработана теоретическая модель ионосферы, применимая к средним и полярным широтам на высотах от 100 км до нескольких радиусов Земли, в которой впервые последовательно и корректно учтены наиболее важные физические процессы. Предложен и теоретически обоснован физический механизм влияния солнечных космических лучей на параметры атмосферного электричества и термобарические поля в тропосфере. (ИСЗФ СО РАН)
Моделирование изменений климата в ХХI веке на территории России показывает, что увеличение эмиссии парниковых газов в атмосферу повысит вероятность засух с аномально слабыми осадками и повышением приземной температуры в вегетационный период. Вырастет число дней с интенсивными осадками. Возможен рост биопродуктивности вследствие увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере. При глобальном потеплении на 1 °C зона максимальных значений продуктивности растительных сообществ в северном полушарии продвинется к северу на 200 - 300 км. (ИФА РАН)
Выполнена верификация данных о температуре воздуха и осадках месячной дискретности на 455 станциях бывшего СССР и уточнены оценки наблюдаемых колебаний и изменений современного климата на территории РФ. Установлено, что за последние 27 лет значительно возросла интенсивность потепления особенно в Прибайкалье, Забайкалье и Средней Сибири. Разработаны основы эколого–климатического районирования территории России, которое позволяет количественно оценить ожидаемые изменения урожайности сельскохозяйственных культур в отдельных регионах и в России до 2050 года.
Для выполнения обязательств РФ по рамочной Конвенции об изменении климата создана интегрированная база данных и конверсионных коэффициентов для расчета эмиссии и поглощения парниковых газов в лесном и аграрном секторах. Для аграрного сектора разработаны конверсионные коэффициенты и коэффициенты эмиссии, позволяющие рассчитать выбросы СН4 и N2O. Данные соответствуют требованиям МГЭИК. (ИГКЭ Росгидромета и РАН)
Выявлены преимущественно отрицательные тренды изменения среднегодового давления на территории Сибири и Дальнего Востока во второй половине ХХ века, который, как и ранее выявленный положительный тренд температуры, формируется на этой территории за счет холодного периода года. Это связывается с усилением циклонической активности в это время. Обнаружено, что в Сибири происходит одновременная перестройка процессов преобразования и переноса энергии и массы. (ИМКЭС СО РАН)
Реконструирована полная лессово-почвенная последовательность неоплейстоцена Западной Сибири, отражающая изменения циркуляции атмосферы. Устойчивая корреляция между изменениями температуры и изменениями интенсивности циркуляции атмосферы, отраженная в лессово-почвенной и других палеоклиматических данных, подтверждает связь общей циркуляции атмосферы с изменениями основного фактора - контраста температуры между тропическими и полярными широтами. В лессах отчетливо проявляются 20, 40 и 100 тысячелетние циклы, обусловленные изменениями орбитальных параметров планеты. (ИГ ОИГГМ СО РАН)
На побережье Байкала реконструирована влажность климата за последние 13 тыс. лет: на южном побережье в интервале от 13 до 9.9 тыс. лет обнаружено обилие пыльцы растений-ксерофитов, развивающихся в сухих климатических условиях. Увеличение влажности климата началось после 9.9 тыс. лет. В периоды сухого климата наблюдались резкие и короткие (500–600 лет) интервалы влажного климата. Короткопериодные колебания климата выявлены и по распределению урана - индикатора водности бассейна Байкала. (ЛИН СО РАН, ИЯФ СО РАН)
Найдена эмпирическая зависимость приземной концентрации озона (ПКО) от уровня свободной конвекции в нижней тропосфере, что позволяет объяснить основные закономерности наблюдающихся изменений ПКО, присущие разным сезонам, времени суток и различным синоптическим объектам (зоны атмосферных фронтов, периферии барических образований, антициклонические области и пр.), и повысить надежность прогностических оценок антропогенного загрязнения высокоширотной атмосферы. (ПГИ КНЦ РАН)
Водные проблемы
Разработаны физико-математические модели формирования катастрофических наводнений в разных физико-географических условиях: р. Вятка (лесная зона), р. Сейм (лесостепная зона), р. Колыма (зона распространения вечной мерзлоты). Модель для бассейна р. Вятки дает эффективный прогноз расходов воды с заблаговременностью до 7 суток.
Оценено влияние выпадений техногенных кислотообразующих веществ на воды и суши в различных регионах. Показана актуальность проблемы закисления вод в России: эти процессы зависят от уровня кислотности и комплекса климатических, географических и геологических характеристик ландшафтов, к которым приурочены водосборы. Оценены факторы и описаны механизмы закисления вод, установлены закономерности сопряженного поведения металлов и их перераспределения в наиболее токсичные ионные формы. Оценены изменения в экосистемах при кислотных выпадениях. (ИВП РАН)
Проведено эколого-климатическое районирование Европейской территории России (ЕТР). Оценены изменения годового стока рек в первой половине 21-го столетия в лесной, лесостепной и степной зонах. На преобладающей части лесной зоны ЕТР ожидается увеличение водных ресурсов на 2 – 14%. (ИГКЭ Росгидромета и РАН)
Проведено районирование Ладожского озера: выделены зоны экологического риска и зоны с высокими показателями качества воды как перспективные источники для обеспечения питьевой водой г. Санкт-Петербурга. Изучение загрязнения водной системы «Ладожское озеро – река Нева – Финский залив» позволило разработать меры по снижению воздействия существующей и новой транспортной инфраструктуры на водную систему. (ИНОЗ РАН)
Разработан эффективный метод высокоточного расчета процессов переноса тепла и примеси в равнинных водохранилищах. Алгоритм учитывает сложную геометрию береговой линии и наличие большого количества островов. Сделан прогноз возможного развития чрезвычайных ситуаций при поступлении загрязнения в Новосибирское водохранилище. (ИВЭП СО РАН, ИВТ СО РАН)
В апреле 2003 г. по спутниковым наблюдениям на льду оз. Байкал выявлена кольцевая полынья диаметром около 6 км. Полынья наблюдалась постоянно в течение нескольких недель. Ретроспективный анализ космоснимков подтвердил образование подобных пропарин в этом районе и в предыдущие годы. Кольцевые полыньи могут образовываться при поступлении метана через разломы, способствующие подъему теплой глубинной воды и генерации геострофических круговых течений, вызывающих таяние льда. (ЛИН СО РАН)
В подземных водах Карелии определено пространственное распределение химических микрокомпонентов. Поступление в поверхностные воды азотистых веществ, хлоридов, фосфора и сульфатов обусловлено атмосферными выпадениями. Длительное наблюдение и моделирование подтвердило стабильность изменений уровня и водного баланса Онежского и Ладожского озер: в изменчивости уровня доминирует естественная составляющая. (ИВПС КарНЦ РАН)
Сформулированы основные водно-экологические проблемы Приамурья. Получены количественные и качественные показатели изменения водных ресурсов в связи с их хозяйственным использованием. (ИВЭП ДВО РАН)
ГЕОЭКОЛОГИЯ
Завершено издание 6-томной монографии «Природные опасности России» под общей редакцией В.И.Осипова и С.К.Шойгу. Монография включает два общетеоретических и четыре тематических тома, посвященных описанию сейсмических, экзогенных, геологических, гидрометеорологических, геокриологических опасностей. В написании монографии принимало участие более 120 ведущих ученых России. (ИГЭ РАН, МЧС России)
Разработаны основные принципы оценки геохимической опасности территорий складирования твердых бытовых и других отходов (ТБО). Предложен подход к определению критериев опасности грунтов на участке складирования ТБО как вторичного источника загрязнения сопредельных сред на основе расчетов влаго- и массопереноса в отложениях зоны аэрации. Установлены закономерности воздействия полигонов ТБО на компоненты окружающей среды в течение их «жизненного цикла». Показано, что наиболее опасные стадии изменения органических свалочных отложений, сопровождающиеся максимальной миграцией тяжелых металлов в подземные воды, – фаза аэробного окисления и кислая стадия анаэробной фазы, продолжающиеся в изолированных условиях 30 - 40 лет, а при низком содержании влаги – до 50 лет. Разработаны рекомендации по экологически приемлемому размещению полигонов ТБО. (ИГЭ РАН)
Опробование подземных вод (весь наличный фонд наблюдательных скважин – 163 точки) на 72 микроэлемента (преимущественно металлы и редкоземельные элементы) на полигоне подземного захоронения РАО и прилегающих площадях Сибирского химического комбината позволило оценить скорость движения регионального потока как выше, так и ниже относительно полигона захоронения с использованием уран/гелиевого и радий/радонового методов датирования. В зависимости от глубины залегания конкретного горизонта возраст подземных вод варьирует от нескольких десятков лет (для верхних приповерхностных пластов) до нескольких тысяч лет (для глубоких горизонтов, используемых для захоронения РАО) (ИГЭ РАН).
Проведена оценка экологического состояния в местах дампинга твердых радиоактивных отходов на Новой Земле на основе комплексных радиогеохимических исследований. Установлено наличие процесса коррозии в защитных экранах захороненных контейнеров. Этот процесс протекает и ускоряется со временем. (ГЕОХИ РАН)