Для решения задачи оптимальной оценки интересующих нас величин по данным наблюдений и модели (задачи оптимальной фильтрации) в нелинейном случае может применяться метод частиц, основанный на байесовском подходе. Недостатком классического фильтра частиц является то, что данные наблюдений участвуют только при нахождении весовых коэффициентов, с которыми вычисляется сумма частиц при определении оценки. В настоящей статье рассматривается подход к решению задачи нелинейной фильтрации, использующий представление апостериорной плотности распределения оцениваемой величины в виде суммы с весами гауссовских плотностей распределения. Из теории фильтрации известно, что в случае, если плотность распределения представляет собой сумму с весами функций Гаусса, оптимальной оценкой будет сумма с весами оценок, вычисленных по формулам фильтра Калмана. В настоящей статье предлагается метод решения задачи нелинейной фильтрации, основанный на данном подходе. Для реализации алгоритма используется ансамблевый π-алгоритм, предложенный автором ранее. Ансамблевый π-алгоритм в предлагаемом новом методе применяется при получении ансамбля, соответствующего плотности распределения на шаге анализа. Он представляет собой стохастический ансамблевый фильтр Калмана, при этом является локальным, что позволяет использовать его в геофизических моделях высокой размерности.
Ю.С. Равкин1, О.А. Одинцев2, И.Н. Богомолова1 1Институт систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск, Россия yravkin@bk.ru 2Омский государственный педагогический университет, Омск, Россия odintsevoa@mail.ru
Ключевые слова: врановые, Северная Евразия, распределение, территориальная неоднородность населения, квазифрактальность, кластерный и градиентный анализ, качественная аппроксимация, факторы среды
Страницы: 25-36
Для выявления пространственно-типологической структуры и организации населения врановых Северной Евразии проанализированы усредненные за первую половину лета (16.05-15.07) результаты учета птиц в период с 1880 по 2019 г. (с перерывами и преимущественно с 1960 г.). В сборе этого материала за 110 лет участвовали в общей сложности 352 исследователя. Обработка данных проведена с использованием методов многомерной статистики, включая кластерный анализ и линейную качественную аппроксимацию матриц связи, а также градиентный и экспертный подходы. В результате выявлены основные территориальные тренды в сообществах врановых и коррелирующие с ними природно-антропогенные режимы, оценена связь пространственной изменчивости населения этих птиц с неоднородностью местообитаний. Показана квазифрактальность пространственной дифференциации сообществ. Анализ групп врановых, выделенных с помощью факторной классификации, дал неудовлетворительный результат аппроксимации пространственно-типологической изменчивости их населения по показателям обилия на уровне типа ландшафтного урочища и достаточно высокую информативность классификации видов по обилию по всем 8144 местообитаниям. Удовлетворительного объяснения неоднородности сообществ врановых удалось добиться только после усреднения показателей обилия по группам ландшафтов. Представление о них не удалось получить с помощью кластерного анализа и лишь использование градиентного и экспертного (умозрительного) подходов с последующей оценкой информативности представлений можно считать приемлемыми для получения таких обобщений. Использование указанных приемов увеличило оценку информативности представлений по усредненным показателям обилия в 7 раз по объясненной дисперсии и в 3 раза по множественному коэффициенту корреляции. При этом структурные классификации по видам и особенно территориальным сообществам приобретают двумерный ретикулярный (сетчатый) вид. Формализованная классификация видов врановых по сходству распределения в семь, а населения почти вдвое информативнее, чем экспертно-умозрительные представления.
Путем совместных измерений содержания незамерзшей воды в мерзлой естественной минеральной почве диэлектрическим, калориметрическим и контактным методами подтверждена возможность практического применения диэлектрического метода для измерения содержания незамерзшей воды. Количество незамерзшей воды в калориметрическом и контактном методах оценивалось путем измерения влажности образцов за счет содержания незамерзшей воды, в диэлектрическом методе - путем измерения максимального содержания связанной воды. Определено, что значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, измеренные с помощью калориметрического метода для образцов одного типа почвы с разной первоначальной влажностью, различаются в пределах 17 %. Значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, найденные контактным методом, и значения содержания связанной воды в мерзлой почве, найденные диэлектрическим методом, лежат в диапазоне значений, измеренных с помощью калориметрического метода. Значения содержания связанной воды, найденные диэлектрическим методом, и значения влажности за счет содержания незамерзшей воды, полученные контактным методом, различаются не более чем на 17 %.
G. V. ECHEVSKY, O. G. ECHEVSKAYA
Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia egv@catalysis.ru
Ключевые слова: coke formation, MFI-type zeolites, carbenium mechanism, zeolites stability
Страницы: 20-31
Currently there is no agreement among the researchers worldwide about the mechanism of MFI-type zeolites deactivation due to coke accumulation in the areas of coke localization. This problem does not allow answering the question about the stability of these zeolites and their resistance to the reversible deactivation by coke. Our research provides the solution to this problem using physical and chemical methods: the electron paramagnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermal analysis and catalytic method of methanol conversion into hydrocarbons. We show that the key mechanism of coke formation is carbenium mechanism. Deactivation of zeolites occurs mainly due to the coke accumulation on the external surface of crystals of MFI-type zeolites. The contribution of “hydrocarbon pool” mechanism is negligibly small compared to the contribution of the carbenium mechanism of olefin formation by the dehydration reaction. This understanding allows increasing the stability of MFI type zeolites to coke formation by removing the acidic centres from the external surface of the crystals.
С.Э. Некляев1, В.А. Липаткин2 1ГКУ МО «Мособллес», Раздоры, Россия svyatoslav.neklyaev@mosoblles.com 2Мытищинский филиал Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана, Мытищи, Россия lipatkin@mgul.ac.ru
Ключевые слова: лесная энтомология, корпус лесничих, лесная фитопатология, история защиты леса, история лесного хозяйства
Страницы: 10-28
Как и большинство практически ориентированных специализаций лесного дела, отечественная защита леса прошла большой исторический путь становления. Первые попытки описания вредителей леса и мер борьбы с ними можно увидеть в вышедшей в 1752 г. книге Ф. Г. Фокеля «Собрание лесной науки». Одной из отправных точек лесозащиты можно считать опубликованное в 1843 г. «Руководство для офицеров Корпуса лесничих «Лесоохранение», составленное В. С. Семеновым. Десятая глава работы по сути стала первой в России инструкцией по выявлению вредных организмов. В 1843-1845 гг. Департамент корабельных лесов выпустил «Лесной словарь», подготовленный под руководством В. Е. Врангеля. В нем было описано 76 видов вредителей и более 20 видов энтомофагов, а также впервые указаны причины болезней. В 1869 г. вышла «Справочная книга для лесничих. Ч. 1» А. Ф. Рудзкого, включающая значительный раздел по защите леса от вредителей. В 1872 г. Н. С. Шафранов опубликовал первое специализированное пособие под названием «Лесоохранение». В книге подробно рассматривались причины массового размножения насекомых-вредителей, а также технологии по снижению их численности. Впервые уделялось внимание снижению товарной ценности древесины, вопросам ее последующей реализации, а также процессу ослабления и гибели дерева. В 1875 г. вышла в свет вторая редакция «Лесоохранения», в котором отдельная часть посвящалась грибам, вызывающим болезни и гнили деревьев. В ней Н. С. Шафранов воспользовался результатами исследований Г. А. де-Бари, Г. М. Вилькомма, Р. Гартига. В 1880 г. для лесовладельцев, лесничих и слушателей лесных курсов П. В. Баранецкий опубликовал книгу «Лесоохранение», которая стала прообразом современной системы патологии леса.
С.В. Клишин, А.Ф. Ревуженко
"Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия sv.klishin@google.com"
Ключевые слова: Сходящийся канал, выпуск горной массы, течение сыпучего материала, численное моделирование, лабораторный эксперимент, метод дискретных элементов, локализация сдвиговых деформаций
Страницы: 22-34
На основе метода дискретных элементов исследована задача о гравитационном течении сыпучих материалов в симметричных сходящихся каналах ( V -образных бункерах). Показано, что при определенных условиях симметричный и радиальный режим течения становится неустойчивым и в среде формируется пространственно-временная структура. Течение становится существенно нерадиальным и несимметричным - материал разбивается дискретной системой поверхностей на отдельные блоки и поле скоростей внутри среды приобретает разрывной характер. Дальнейшее деформирование сводится к относительному движению блоков практически как жестких целых.
Приведены сведения о строении и классификации элементов алтайских позднеордовикско-раннесилурийских рифовых сооружений, составе и структуре их фаунистических сообществ. Выделены масштабные этапы проявления рифообразования в алтайском раннепалеозойском бассейне: 1) раннесреднекатийский, 2) позднекатийский, 3) раннехирнантский, 4) позднетеличский и 5) среднепозднешейнвудский. Рассмотрены три типа рифогенных сооружений: 1) каркасные рифы, 2) бескаркасные рифы (иловые холмы) и 3) коралловые луга (заросли). Определены максимальные скорости и латеральное распространение рифогенной седиментации в раннепалеозойском стратиграфическом интервале исследуемого региона. Для алтайских раннепалеозойских бассейнов с карбонатным осадконакоплением предложена общая модель седиментации с формированием главным образом уровенных, удаленных от берега рифов барьерного типа.
Е.А. Коломак1,2, А.И. Шерубнёва1 1Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, Россия, Новосибирск ekolomak@academ.org 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Россия, Новосибирск
Ключевые слова: Азиатская Россия, муниципальные образования, пространственное развитие, эмпирический анализ
Страницы: 82-110
В работе исследуются пространственные особенности развития азиатской части России, географической единицей анализа выступают муниципальные образования. На основе изучения распределения характеристик экономического развития делается заключение о наличии неоднородности и несогласованности в развитии востока страны как в широтном, так и в меридиональном измерении. С использованием эконометрических методов оценивается влияние ресурсных, географических, инфраструктурных, агломерационных и рыночных факторов на развитие муниципалитетов российской Азии. Выборка включает 271 муниципальное образование, период наблюдения охватывает 2015-2018 гг. Регрессионные оценки показали, что ресурсная экономика и природная рента продолжают играть важную роль в экономике востока страны. Но несмотря на низкую плотность деловой активности и высокие транспортные издержки, агломерационные и рыночные факторы значимы и формируют пространственные пропорции Азиатской России. Влияние рыночного механизма неоднозначно, во взаимодействиях региональных центров с окружением доминируют эффекты вымывания, горизонтальные же межмуниципальные связи создают положительный эффект, который перекрывает отрицательное влияние взаимодействий с региональной столицей. Полученные результаты являются аргументами в пользу усиления связности пространства макрорегиона и поддержки межрегиональной и межмуниципальной кооперации. Решение этой задачи включает техническую составляющую, предполагающую реализацию инфраструктурных проектов, а также институциональную составляющую, направленную на усиление кооперативных и сокращение конкурентные стимулов пространственного взаимодействия.
We review our development of wavelength tuneable, high average power, picosecond-pulse, mid- infrared sources in the three micron widow for proposed application in tissue ablation studies and with the objective of source simplification and exploring the potential of all-fiber integration. Initial systems were based on difference frequency generation (DFG) of two synchronous master oscillator power fiber amplifier (MOPFA) schemes. The generated idler was tuneable over the range 3.28-3.45 µm, delivering greater than 3 W of average power, with a maximum pump to total DFG power conversion efficiency of 78 %. By simplifying the seed sources through synchronised in-line modulation of cw diode laser sources, more than 6 W was generated 3.31-3.48 µm with similar efficiency and with near diffraction limited beam quality (M2 = 1.4). In an improved and significantly simplified experimental configuration a source emitting around 3 µm was developed employing a novel χ(3)/χ(2) cascaded nonlinear conversion architecture. Picosecond pulses from a 1.064 µm mode-locked Yb:fiber pump laser were used to generate 1.65 µm signal pulses through χ(3) based four-wave mixing in a polarisation preserving photonic crystal fiber (PCF). The output of the PCF was then directly focused into a periodically poled lithium niobate crystal, generating idler radiation around 3 µm, with peak powers of ~0.5 kW, via χ(2)-based three-wave mixing between the pump and signal pulses.
Для задачи самофокусировки мощного фемтосекундного лазерного излучения в оптической среде в приближении нелинейного уравнения Шредингера установлен критерий остановки коллапса интенсивности. На примере распространения фемтосекундного лазерного импульса в воздухе показано, что остановка коллапса происходит, когда возрастает роль дифракции вследствие уменьшения радиуса лазерного пучка, и не в точке, а на интервале перед координатой нелинейного фокуса, где фазовая самомодуляция излучения за счет плазменной нелинейности преобладает над фазовой модуляцией, вызванной керровской нелинейностью. Полученный результат (критерий остановки коллапса) позволяет учитывать особенности нелинейной активности различных оптических сред при распространении мощных фемтосекундных лазерных импульсов. В частности, определена роль нелинейного поглощения в рассматриваемых условиях.
Данные экспериментальных исследований гидродинамики противоточных потоков жидкости и пара в дистилляционных колоннах со структурированными насадками необходимы для верификации расчетных моделей, описывающих гидродинамику и процессы тепло- и массообмена в промышленных дистилляционных колоннах. В работе представлено описание конструкции многоточечного термоанемометра с координатным устройством, разработанного для измерений скорости потока пара в условиях струйного орошения насадки при противоточном потоке фаз смеси фреонов. Тестирование измерительной системы проведено на потоке воздуха, проходящего через 210-миллиметровый слой структурированной насадки Sulzer 500X. Измерения проводились на крупномасштабной исследовательской модели дистилляционной колонны диаметром 900 мм. Получены экспериментальные данные по распределению локальной скорости потока воздуха на выходе из однослойной насадки Sulzer 500X. Сканирование пакета насадки с шагом 1 и 5 мм показало наличие периодической ячеистой структуры распределения скорости газового потока, коррелирующей со структурой исследуемой насадки.
И.В. Бычков1, И.Н. Владимиров2, Г.М. Ружников1, А.П. Софронов2, Р.К. Фёдоров1, А.К. Попова1, Ю.В. Авраменко1, С.Л. Кравцов3, Е.В. Чурило4 1Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, Иркутск, Россия bychkov@icc.ru 2Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия garisson@irigs.irk.ru 3Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси, Минск, Республика Беларусь krautsou_sl@rambler.ru 4Институт леса Национальной академии наук Беларуси, Гомель, Республика Беларусь chev7@tut.by
Ключевые слова: лес, мониторинг лесных ресурсов, дистанционное зондирование Земли, Sentinel-2, космоснимки, машинное обучение
Страницы: 23-30
Проанализированы характерные особенности и выделены проблемы мониторинга лесов Байкальской природной территории. Предложен подход цифровой трансформации мониторинга лесных ресурсов с использованием сервис-ориентированной парадигмы, инфраструктурного подхода, декларативных спецификаций, а также сквозных и Web-технологий сбора и обработки больших объемов пространственно-временных данных. Описана схема цифровой платформы мониторинга леса, основанная на информационно-аналитической геопортальной среде, включающей систему обработки и хранения пространственно-временных данных, каталог базовых и тематических сервисов для учета последствий природного и антропогенного воздействий на леса Байкальской природной территории. Представлен опыт использования методов глубокого обучения на базе нейронных сетей для мониторинга изменений в состоянии лесов. Автоматизированное определение типов земной поверхности проводится по снимкам Sentinel-2. Описан состав классов созданного обучающего набора данных на Байкальской природной территории. Приведен результат алгоритма классификации космоснимка с указанием распознанных классов земной поверхности. Создаваемая цифровая платформа может быть использована для оценки и прогнозирования состояния лесных ресурсов Байкальской природной территории, принятия управленческих решений по эффективному управлению лесами.
Проведено расчетно-экспериментальное исследование концентраций продуктов сгорания и эмиссии вредных веществ при горении предварительно подготовленных метановодородных смесей в модельной камере сгорания газотурбинной установки. Используемая математическая модель горения метановодородных смесей показала хорошее качественное и количественное согласование расчетных и экспериментальных данных по основным продуктам сгорания, а также качественное согласование по эмиссии вредных веществ. В дальнейшем данная математическая модель горения в совокупности с выбранным кинетическим механизмом горения может использоваться для анализа эмиссионных характеристик разрабатываемых камер сгорания газотурбинных установок, предназначенных для работы на водородосодержащих смесях.
В статье представлены результаты морфологического исследования пыльников, а также живых и дегидратированных пыльцевых зерен у 9 видов рода Tulipa L. из 4 секций. На основании определения места прорастания пыльцевой трубки, которое располагается только на дистальной стороне и является порой у видов секций Leiostemones, Spiranthera, Orithia и бороздой у видов секции Eriostemnes, установлено, что пыльца у исследованных видов является дистально-1-апертурной. Апертура без оперкулума (Leiostemones) или с ним (Spiranthera, Eriostemnes, Orithia). Палиноморфологические особенности соответствуют секциям рода по классификации А.И. Введенского с дополнениями З.П. Бочанцевой. Полученные данные подтверждают целесообразность выделения секции Spiranthera.
А.С. Устименко1, И.В. Литвинов2,3, В.И. Сонин1, С.И. Шторк2, П.А. Куйбин2,3, А.В. Семенова1 1АО "Силовые машины", Санкт-Петербург, Россия ustimenko_as@power-m.ru 2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия litvinov@itp.nsc.ru 3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия kuibin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: моделирование, проектирование, эксперимент, гидротурбина
Страницы: 18-26
Описывается подход к моделированию распределения скорости, характерного для потока за рабочим колесом гидротурбины, позволяющий существенно снизить расходы на проведение испытаний. Поток создается с помощью специального аппарата - завихрителя, представляющего собой комбинацию двух лопаточных решеток: неподвижной и вращающейся. С помощью методики проектирования завихрителей для генерации полей скорости, соответствующих распределениям скоростей за реальными гидротурбинами, создано восемь лопаточных решеток, моделирующих распределения скорости при оптимальных режимах работы гидротурбин различного типа. Проводится проверочный численный расчет параметров течения в пакете Ansys, а также сравнение спроектированных распределений скорости с экспериментальными, полученными на аэродинамическом лабораторном стенде с помощью лазерно-доплеровского анемометра. Показано, что проектные, расчетные и экспериментальные распределения скорости за рабочим колесом гидротурбины удовлетворительно согласуются. Таким образом, апробирован перспективный подход к лабораторному моделированию течения в проточной части гидротурбины и показана его эффективность
Е.В. Ушакова1, Т.С. Косенко2, И.В. Яковлева2 1Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России, Барнаул, Россия foaushakova@gmail.com 2Новосибирский государственный педагогический университет, Новосибирск, Россия nnalivaiko@mail.ru
Ключевые слова: здоровье общества, нормос и патос, социальный нормогенез и патогенез, смысл образования, онтология образования, эпистемология образования, базисный интеллект, аксиология образования
Страницы: 32-48
Введение. Представленная статья является четвертой заключительной частью из опубликованной в журнале «Философия образования» серии статей «На пути к здоровью общества». В ней раскрываются фундаментальные положения знаниеведения: онтологии, эпистемологии и аксиологии образования. Путь к здоровью общества раскрывается через социальную онтологию образовательных процессов; смысл образования; базисный интеллект обучающихся; полярные конструктивные и деструктивные трансформации образования; роль образования в условиях полярных социальных процессов. Методология представлена концептами циклизма, диалектики социальных процессов; системной философии; компаративизма; аксиологии общества и образования. Обсуждение. 1. Показана атрибутивная роль образования в обществе. 2. Раскрыто содержание смысла образования, содержащего вопросы: по какому пути идет современное российское образование; какова специфика современного социального бытия; какова роль образовательных ценностей и аксиологического знания в отношении происходящих перемен в обществе? 3. Проанализированы эпистемология и знаниеведение в образовании, основная стратегия обучения, главные блоки жизненно важных знаний. 4. Обсуждено понятие базисного интеллекта в образовании. 5. Прослежены полярные трансформации в образовании по пути нормогенеза (нормоса) и патогенеза (патоса). 6. Проанализированы исходные внутренние ресурсы человеческих возможностей как основы аксиологии образования при наличии полярных трансформаций социальных процессов. Заключение. Определено, что здоровое существование современного общества зависит от нормоса и нормогенеза сферы образования.
В V-Cr-содержащих параметаморфических породах слюдянского комплекса Южного Прибайкалья содержится обширная серия V-Cr-шпинелидов как в качестве акцессорных, так и породообразующих минералов. Среди них присутствуют разнообразные типы хромита. По совокупности анализов хромит разделяется на три группы по соотношению Cr, V и Zn: 1 - Zn-V-содержащий и ванадиевый (до 5 мас. % ZnO и до 19.45 мас. % V2O3); 2 - V-содержащий цинковый до перехода в V-цинкохромит (до 6 мас. % V2O3 и от 5 до 20.33 мас. % ZnO); 3 - ванадиево-цинковый хромит, также до перехода в цинкохромит (V2O3 более 6, ZnO от 5 до 21.22 мас. %.) Отдельная небольшая группа железистых шпинелей представлена тройными твердыми растворами хромит-кулсонит-магнетит. Помимо описания слюдянских шпинелей в статье приведена сводка хромовых и ванадиевых метаморфогенных шпинелей из других месторождений мира. Рассмотрено поведение оксидов Cr, V и Zn в метаморфогенных и магматических шпинелях.
А.Д. Кириллова, А.В. Попов
Вологодский научный центр Российской академии наук, Вологда, Российская Федерация kirillowa.anastasiia@mail.ru
Ключевые слова: безработица, занятость, молодежный рынок труда, молодежь, рынок труда, цифровизация
Страницы: 47-59
Цель статьи заключается в анализе положения молодых людей на рынке труда в условиях цифровизации российской экономики. Проведенный анализ показал, что несмотря на стремительное сокращение численности молодых людей, проблема безработицы для них остается крайне актуальной. В результате многим приходится искать работу не по специальности, прибегать к неформальной занятости и индивидуальным практикам осуществления трудовой деятельности. В этом плане цифровые технологии хоть и способствуют расширению возможностей для занятости, могут привести к снижению качества трудовой и повседневной жизни. На основе полученных выводов предложены меры, направленные на содействие занятости молодежи за счет устранения объективных и субъективных барьеров на пути к трудоустройству.
М.Л. Калужский
Омский государственный технический университет, 644050, Омск, проспект Мира, 11 frsr@inbox.ru
Ключевые слова: теория информации, философия информации, квантовая физика, гипотеза симуляции, виртуальная реальность, симуляция, сингулярность, локальная реальность, нелокальная реальность, философский постмодернизм
Страницы: 27-47
Квантовая физика кардинально меняет мировоззрение, разрушает привычную картину мира и связанные с ней философские концепции. Наука все больше напоминает научную фантастику, в которой невозможное становится возможным: время течет в разные стороны, материя растворяется в вакууме, реализуются коммуникации за пределами скорости света и многое другое. Феноменальность результатов физических экспериментов на микро- и макроуровне познания неизбежно наталкивает на мысль о возможной виртуальности окружающей реальности. Гипотеза симуляции является одной из самых непротиворечивых моделей мироздания, точка сингулярности которой становится точкой фазового перехода к новой интерпретации реальности.
"А. Г. МАНАКОВ1, П. Э. СУВОРКОВ2"
"1Псковский государственный университет, 180760, Псков, ул. Советская, д. 21, Россия region-psk@yandex.ru 2Высшая школа экономики, 109028, Москва, Большой Третьяковский пер., д. 3, Россия pavel_suvorkov@mail.ru"
Ключевые слова: демографический прогноз, моделирование, рождаемость, смертность, миграции, численность населения, demographic forecast, modeling, birthrate, mortality, migration, population size
Страницы: 22-30
На основе байесовских вероятностных прогнозов по данным Отдела народонаселения Департамента экономиче ских и социальных дел Секретариата ООН сделан прогноз динамики численности населения в России, азиатских странах СНГ, ныне относимых к Центральной Азии, и государствах Восточной Азии с 2015 по 2095 г. Прогноз бази руется на имитационном многофакторном моделировании. При этом учтено изменение численности населения России в результате присоединения Крыма и роста миграционного притока с территории Украины. Прогноз опирается на демографическую статистику (коэффициенты рождаемости, смертности, миграционного обмена) в странах региона с 1950 по 2015 г. Представлен краткий обзор динамики показателей рождаемости, смертности, чистой миграции по отдельным странам региона с середины ХХ в. по 2015 г. и прогноз данных показателей (по среднему сценарию) до 2095 г. В пределах всего региона рассмотрено шесть прогнозных сценариев, включая основной (средний). Первый из них предполагает сохранение на уровне 2015 г. рождаемости по возрастным когортам женщин, второй - сохранение неизменной смертности по возрастным когортам мужчин и женщин, третий - сальдо миграций на нулевой отмет ке, четвертый и пятый - изменение величины чистых миграций при сохранении неизменными показателей рождае мости и смертности. Шестой сценарий рассматривается как средний. Численность населения региона к концу про гнозного периода в зависимости от сценария сильно варьирует, но вне зависимости от прогнозного сценария значительное сокращение численности населения ожидается в Японии, Китае, Южной Корее и России. Наибольший прирост населения к 2095 г. прогнозируется в Таджикистане, Кыргызстане, Монголии и Казахстане.
О. И. БАЖЕНОВА
"Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1, Россия bazhenova@irigs.irk.ru"
Ключевые слова: полевые эксперименты, динамика рельефа, элементарные бассейны, баланс вещества, про стран ственная упорядоченность денудации, временная организованность геоморфологических систем, field experiments, dynamics of relief, elementary basins, balance of matter, spatial ordering of denudation, temporal organization of geomorphological systems
Страницы: 23-32
Рассмотрены итоги полевых геоморфологических экспериментов в Сибири, выполненных на стационарах Инсти тута географии им. В. Б. Сочавы СО РАН за 60-летний период. Описаны методы наблюдений за ходом процессов. Представлена уникальная база количественных данных по современной динамике рельефа. Приведены скорости мед ленного массового движения грунтов на склонах, делювиальных, эоловых и русловых процессов. Обобщены материалы наблюдений по многолетним временным рядам. Большое внимание уделено результатам изучения склоновых процессов. Показан вклад стационарных исследований в решение фундаментальных проблем геоморфологии. Подчеркнута роль полевых экспериментов в познании временной организованности геоморфологических систем. Исследованы динамические фазы внутривековых циклов экзогенного рельефообразования. Получены модели современного функционирования дену дационных систем, которые охватывают все возможное разнообразие динамических фаз и морфоклиматических об становок денудации в семиаридных условиях юга Сибири. Установлено, что пространственная упорядоченность экзо генного рельефообразования на юге Сибири проявляется в виде регионального ряда корреспондирующих денудационных систем, структура которых и режим функционирования закономерно изменяются вдоль векторов аридности и кон тинентальности климата. Показана пространственная упорядоченность эоловых литопотоков, которые вовлечены в единый круговорот вещества, закрученный по часовой стрелке и перемещающий эоловый мелкозем вдоль северных субаридных предгорий горного пояса Южной Сибири. Отмечена важная роль результатов наблюдений за динамикой рельефа для решения экологических проблем. Намечены перспективы дальнейшего развития экспериментальных гео морфологических исследований в Сибири с использованием высокоточных приборов, ГИС-технологий и других совре менных методов.
"С.М. МАЛХАЗОВА1, Т.В. КОТОВА1, Н.Б. ЛЕОНОВА1, И.М. МИКЛЯЕВА1, С.М. СТАРИКОВ2"
"1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, Россия sveta_geo@mail.ru 2Главное управление научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения проектов (инновационных исследований) Министерства обороны РФ, 17997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/32, Россия dr_starikov@mail.ru"
Ключевые слова: медико-географический атлас, целебные водные и грязевые источники, лекарственные растения, природно-ресурсный потенциал, комплексное картографирование. S.M. MALKHAZOVA*, T.V. KOTOVA*, N.B. LE, medical-geographical atlas, healing water and therapeutic mud sources, medicinal herbs, natural resource potential, complex mapping
Страницы: 22-28
Представлен проект атласа «Целебные источники и растения», подготовленный сотрудниками географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова в серии медико-географических атласов России. Издание направлено на решение задач, охватывающих инвентаризацию, оценку, рекомендации по использованию и охране целебных источников и расте ний как части национального достояния страны. Атлас призван информационно обеспечить широкое вовлечение обще ства в сферу научной и народной медицины. Впервые будет более полно отображена география целебных источников и растений, показаны возможности их применения по основным классам болезней. Атлас состоит из шести разделов, содержащих информацию о природных и социально-экономических условиях; целебных источниках и растениях; болезнях, в лечении и профилактике которых используются природные целебные ресурсы; об изучении, охране и перспективах ис пользования целебных источников и растений. Значительный объем справочной информации помещен в приложении. На ряду с обзорными картами России, в атлас включены медико-географические карты модельных участ ков (Тыва, Дальний Восток, Крым). Издание послужит информационной базой для оценки потенциала экологического, медицинского и спа туризма, санаторно-курортного лечения, развития индустрии ресурсосберегающих заготовок воды, грязей и лекарствен ных растений в лечебных, оздоровительных, рекреационных и других целях с учетом природоохранных задач.
Определено, что для создания современных атласов крупного региона требуется его интегрированное изучение (соединение экологических, природоохранных и социально-экономических компонентов), которое возможно при наличии целенаправленно разработанных комплексных программ картографирования. Установлено, что для трансформации ис следовательских материалов в конструктивную картографическую модель необходимы: определение круга вопросов, под лежащих изучению, установление порядка их разработки, выбор методов и способов картографического моделирования результатов теоретических разработок. Показано, как дальнейшее развитие научных принципов, методики и техноло гии системно-экологического картографирования обеспечивает возможности перспективного целенаправленного кар тографического анализа и интерпретации социальной, экономической и физико-географической информации, что поз воляет легко перейти к созданию оценочных, оптимизационных и иных экологических карт нового конструктивного содержания. На основе обобщения опыта разработки общероссийских и региональных экологических атласов, затрагива ю щих территорию Байкальского региона, рассмотрены концептуальные подходы и организационно-методические прин ципы создания атласа нового типа на примере разработки проекта атласа «Байкальский регион: природа и общество».
"Л. В. КУКСИНА1, В. Н. ГОЛОСОВ1,2, Ю. С. КУЗНЕЦОВА1"
"1Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские Горы, ГСП-1, Москва, 119991, Россия ludmilakuksina@gmail.com 2Казанский федеральный университет, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420000, Россия gollossov@rambler.ru"
Ключевые слова: осадки, рельеф, площадь водосбора, сель, гидрометеорологические факторы, литолого-гео мор фологические факторы, precipitation, drainage area, mudflow, hydrometeorological factors, lithologo-geomorphological factors
Страницы: 25-35
Проведен детальный анализ существующих представлений о внезапных кратковременных бурных паводках. Это одно из наиболее распространенных и опасных природных явлений на планете, характеризующееся высокой скоростью развития и небольшой продолжительностью. Такие паводки чаще всего происходят в Северном полушарии в регионах с умеренным и субтропическим климатом. Их изучение находится на начальном этапе, на данный момент у исследо вателей нет единого мнения, что именно считать внезапным паводком, во многих странах отсутствует и сам специ альный термин для их обозначения. Определено, что ключевые условия формирования внезапных паводков - интен сивные ливни небольшой продолжительности, приуроченность бассейна реки к горным регионам и малая площадь водосбора, в связи с чем предложено называть их внезапными ливневыми паводками. Предложена схема природных факторов формирования внезапных ливневых паводков и их отличий от селей и паводков других типов. Определено, что основные проблемы исследования механизмов формирования и прогнозирования этих явлений связаны с их малым пространственно-временным масштабом.
"К. Г. ЛЕВИ1,2, Е. А. КОЗЫРЕВА1,2, А. И. МИРОШНИЧЕНКО2"
"1Иркутский научный центр СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 134, Россия levi@crust.irk.ru 2Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия kozireva@crust.irk.ru"
Ключевые слова: опасные процессы, мониторинг, погодно-климатические изменения, дендрохронология, ста тис тика, dangerous processes, monitoring, weather and climate change, dendrochronology, statistics
Страницы: 9-14 Подраздел: ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, ДИНАМИКА И ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОСИСТЕМ
Исследования последних лет были ориентированы на выявление закономерностей активизации экзогенных про цессов и природно-климатических изменений. Приводимые в статье материалы представляют собой результат комп лексного анализа данных исторического, дендрохронологического и инженерно-геологического мониторинга. Инженер но-геологический мониторинг проводился на Улан-Баторском геодинамическом полигоне (2012-2016 гг.) с учетом геолого-геоморфологических условий и с использованием морфометрических методов анализа рельефа. Установлен ряд закономерностей развития овражно-балочной сети на территории полигона и, в частности, в городе Улан-Баторе. Ход природно-климатических изменений оценивался по данным дендрохронологических наблюдений на 26 станциях, расположенных на территории Монголии, исключая Гоби. Активизация экзогенных процессов находится в прямой за висимости от погодно-климатических изменений. Анализ временных рядов проводился с использованием методов ма тематической статистики. Для верификации полученных результатов были привлечены данные исторических сообще ний о возникновении в регионе наводнений, засух и дзуда, наносивших раньше и наносящих в настоящее время большой социально-экономический вред государству. Длина временных дендрохронологических рядов составляла 500 лет и более, а исторических хронологий - около 400 лет. На основе статистического анализа установлена периодичность воз никновения неблагоприятных явлений, построены статистические модели развития погодно-климатических изменений с прогнозом развития природных процессов до 2050 г.
"О. П. ОСИПОВА1, Э. Ю. ОСИПОВ2"
"1Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1, Россия olga@irigs.irk.ru 2Лимнологический институт СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, Россия eduard@lin.irk.ru"
Ключевые слова: циркуляция атмосферы, циклоны, антициклоны, реанализ NCEP/NCAR, суммы положительных температур, абляция, ледник, atmospheric circulation, cyclones, anticyclones, NCEP/NCAR reanalysis, accumulative positive temperatures, ablation, glacier
Страницы: 15-19 Подраздел: ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ
На основе данных ежемесячных бюллетеней Иркутского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружа ющей среды за июнь-август 2001-2013 гг. исследована связь циркуляции атмосферы и потенциальной летней абляции ледников Байкальского хребта. В качестве показателя абляции использовались суммы положительных температур, рассчитанные для средней высоты ледниковой зоны. Проведена классификация летних сезонов на три группы - с высокой, низкой и умеренной абляцией. Максимальное значение суммы положительных температур составило 1152 °С (2002 г.), минимальное - 787 °С (2013 г.). С помощью модели HYSPLIT выявлены доминирующие направления воз душных масс в районе исследований: западное, юго-западное, северное, северо-западное. Оценен вклад меридиональной составляющей атмосферной циркуляции, усиливающейся на протяжении последнего десятилетия. По динамике зо нального и меридионального индексов циркуляции А. Л. Каца отмечаются летние сезоны с максимальной (2007, 2010 гг.) и минимальной (2003, 2012 гг.) интенсивностью зональной циркуляции, а также межгодовые вариации меридиональной. По результатам комплексного анализа приземных и высотных синоптических карт, изобарических полей абсолютной и относительной топографии, температурного режима над ледниковой зоной (NCEP/NCAR) выявлены синоптические условия, способствующие увеличению/уменьшению таяния ледников рассматриваемой области. Исследована динамика фронтальной деятельности, типов адвекции, теплых влажных воздушных масс в летние сезоны над Байкальским хребтом. Изменение частоты всех исследованных циркуляционных механизмов влечет за собой изменение погодных условий и климатического режима, что способствует усилению либо уменьшению абляции для ледников и отражает ся на эволюции всей ледниковой зоны Байкальского хребта.
Н.А. Павлова, М.В. Данзанова
"Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН, 677010, Якутск, ул. Мерзлотная, 36, Россия na-pavlova@yandex.ru"
Ключевые слова: Надмерзлотные и межмерзлотные криопэги, гидрохимические исследования, макро- и микрокомпо ненты, многолетний режим, Suprapermafrost cryopeg, intrapermafrost cryopeg, water chemistry, major and trace elements, long-term regime
Страницы: 26-34 Подраздел: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВО ЛЬДУ И МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
Представлен анализ материалов 30-летних наблюдений за динамикой химического состава антропогенных криопэгов, вскрытых на разных глубинах в толще рыхлых аллювиальных отложений на одном из участков территории г. Якутска. Рассмотрены особенности многолетней и сезонной изменчивости макро- и микроэлементного состава подземных вод. Установлено, что наблюдаемое на протяжении последних 5-7 лет опреснение надмерзлотных криопэгов обусловлено климатическими особенностями предшествующего многолетнего периода. На основе результатов гидрохимических и гидродинамических исследований обосновывается вывод об улучшении гидравлической связи криопэгов, залегающих в слое годовых теплооборотов. В условиях повышения температуры грунтов, наряду с общим снижением содержания легкорастворимых солей в надмерзлотных водах, прогнозируется рост концентрации микроэлементов в поровых растворах.
В.И. СТАРИКОВ1, Т.М. ПЕТРОВА2, А.М. СОЛОДОВ2, А.А. СОЛОДОВ2, В.М. ДЕЙЧУЛИ2 1Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия vstarikov@yandex.ru 2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия tanja@iao.ru
Ключевые слова: коэффициенты уширения и сдвига, молекула воды, одноатомный газ, потенциал межмолекулярного взаимодействия
Страницы: 262-279
Представлен обзор результатов, полученных в Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН и за рубежом при изучении уширения и сдвигов центров линий поглощения молекулы воды одноатомными газами He, Ar, Kr и Xe. Экспериментальные исследования в Институте были проведены в диапазоне 3200-11200 см-1 на Фурье-спектрометре Bruker IFS 125HR. Коэффициенты уширения γ и сдвига δ были измерены для линий 24 колебательных полос с максимальными значениями колебательных квантовых чисел ν1 = 3, ν2 = 6, ν3 = 3 и максимальными значениями вращательных квантовых чисел J = 14, Ka = 8. Вычисления проведены полуклассическим методом с использованием эффективных потенциалов, зависящих от колебательных состояний Н2О. Выполнено сравнение экспериментальных и вычисленных значений γ и δ. С помощью аналитической модели γ(sur) проанализированы имеющиеся экспериментальные значения коэффициента уширения; в ряде случаев выявлена их несовместимость. Определены параметры модели γ(sur), которые позволяют сгенерировать коэффициенты уширения линий поглощения Н2О атомами He, Ar, Kr и Xe в диапазоне 350-14000 см-1.
Проведено сравнение максимальной дальности обнаружения внутренних углов квадратов шахматной доски различными алгоритмами поиска угловых пикселей. Определены требования к минимальному размеру стороны квадрата для обнаружения внутренних углов шахматной доски. Предложены формулы расчёта определения максимального расстояния до шахматной доски известного размера и наименьшего обнаруживаемого размера шахматной доски для заданного расстояния.
Для увеличения нефтеотдачи и интенсификации разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, в том числе залежей высоковязких нефтей, на принципах “зеленой химии” с применением метода глубоких эвтектических растворителей (ГЭР) созданы кислотные нефтевытесняющие композиции пролонгированного действия на основе поверхностно-активных веществ, аддукта неорганической кислоты, полиола и карбамида. В результате экспериментальных исследований кислотно-основных равновесий в трехкомпонентных системах с донорно-акцепторными взаимодействиями “борная кислота - карбамид - полиол (глицерин, пентаэритрит)”, являющихся ГЭР, определены оптимальные составы и области концентраций компонентов кислотных композиций. Представлены результаты лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний технологии увеличения нефтеотдачи c применением кислотных композиций. Данные композиции совместимы с минерализованными пластовыми водами, имеют низкую температуру замерзания ((-20)-(-50) °С) или твердую товарную форму, низкое межфазное натяжение на границе с нефтью, применимы в широком интервале температур (от 10 до 200 °С), обеспечивают эффективное нефтевытеснение и пролонгированное воздействие на пласт. Кислотная композиция ГБК показала высокую эффективность в промысловых условиях при проведении опытно-промышленных работ на опытных участках пермокарбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения, разрабатываемых на естественном режиме и с применением паротеплового воздействия, и была рекомендована для промышленного применения. Технология экологически безопасна и эффективна. Перспективно промышленное использование технологий увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти. Это позволит продлить рентабельную эксплуатацию месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, вовлечь в разработку месторождения с трудноизвлекаемыми запасами нефти, в том числе залежи высоковязких нефтей, в широком диапазоне климатических условий, включая северные регионы и Арктику.
Вопрос применения композитных материалов на основе льда для строительства инженерных сооружений в сложных метеоусловиях в настоящее время остается малоизученным. При этом использование льда как строительного материала обусловлено простотой и низкой стоимостью изготовления. В свою очередь, лед может быть усилен различными дополнительными элементами, позволяющими изменить его физико-механические свойства в составе композитного материала. В работе представлены результаты экспериментального исследования поведения ледяных балок, усиленных армирующими элементами, при чистом изгибе. Для усиления использованы продольные стержни с разными физико-механическими характеристиками из стеклопластика и полипропилена. Выполнено сравнение полученных результатов с ранее проведенными экспериментами по нагружению ледяных балок, усиленных стальной арматурой. Сделан вывод об эффективности использования предложенных материалов для улучшения механических характеристик ледяного покрова и изучено их влияние на поведение образцов. Отмечено положительное влияние полипропилена на деформируемость образцов и их несущую способность. Предложена схематизация диаграмм деформирования ледяных балок при усилении стальной и стеклопластиковой арматурой, полипропиленовыми стержнями. Анализируется перспективность применения стеклопластиковых и полипропиленовых стержней в составе композита на основе льда.
С.В. Загирова1, М.Н. Мигловец1, С.В. Якубенко2 1Институт биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия zagirova@ib.komisc.ru 2Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина, Сыктывкар, Россия
Ключевые слова: крупнобугристое болото, крайнесеверная тайга, метан, эмиссия, метод статических камер, метод микровихревых пульсаций
Страницы: 136-147
В статье приведена оценка эмиссии метана в экосистеме крупнобугристого болота на европейском северо-востоке России на основании результатов измерений методом статических камер и микровихревых пульсаций в период вегетации. Основной вклад в экосистемный поток вносят мочажины, скорость эмиссии метана за сезон на этих элементах рельефа составила в среднем 5,7 мг/(м2∙ч) и контролировалась температурой почвы и уровнем грунтовых вод. Скорость эмиссии метана с поверхности гряд и торфяного бугра была заметно ниже и составляла 0,85 и 0,28 мг/(м2∙ч) соответственно. На торфяном бугре поступление метана в атмосферу зависело от мощности, температуры и влажности активного слоя торфа. Кумулятивный экосистемный поток метана в мае - сентябре, полученный на основании результатов измерений методом камер и микровихревых пульсаций, соответствовал 9,5 и 11,4 г/м2.
Представлены результаты детального исследования палеомагнитной записи, сохранившейся в разрезах тасеевской серии Енисейского кряжа. На примере изучения трех типовых районов ее распространения в нижнем течении рек Ангара, Тасеева и Иркинеева подтверждено необычное состояние геомагнитного поля на рубеже докембрия-фанерозоя. Факт присутствия в горных породах эдиакарского возраста нескольких, резко отличных палеомагнитных направлений, не укладывающихся в классическую модель центрального осевого диполя, известна давно. В частности, в сибирских разрезах установлено две в равной степени обоснованные группы палеополюсов, интерпретация которых вызывает массу споров вокруг геометрии магнитного поля Земли и соответствия той или иной компоненты его дипольной конфигурации. Уникальность обнаруженной палеомагнитной записи связана с фиксацией породами чистяковской и мошаковской свит обеих этих компонент, что является фактическим обоснованием одновременного действия двух источников. Для объяснения обнаруженных фактов предлагается оригинальная гипотеза, в соответствии с которой широко представленная в изученных породах биполярная компонента, отвечающая известной мадагаскарской группе палеомагнитных полюсов, отождествляется с полем центрального осевого диполя. Менее распространенная монополярная компонента, соответствующая австралийско-антарктической группе полюсов, связана со стационарным аномалийным источником. Возможность фиксации последней обусловлена резким падением величины виртуального дипольного момента, вероятно, достигшего абсолютного минимума в чистяковское-мошаковское время. В соответствии с построениями, палеомагнитный полюс, рассчитанный по биполярной компоненте 39.2° ю.ш., 61.1° в.д., согласуется с траекторией кажущегося движения полюса Сибири и может рассматриваться в качестве ключевого определения для возраста ~ 570 млн лет.
Исследовано формирование сосново-березовых древостоев со вторым ярусом ели ( Picea A. Dietr) в северотаежном лесном районе Архангельской области (Северное учатковое лесничество, Обозерское лесничество) под влиянием рубок ухода. Проанализирована динамика роста и формирования первого и второго ярусов в смешанных насаждениях, пройденных трехприемными рубками ухода. Установлено, что проводить первый прием рубок ухода в сосново-березовых насаждениях в конце II класса возраста необоснованно поздно. В первом ярусе древостоя ожидаемая лесоводственная эффективность проявляется не в полной мере. Различия в таксационной характеристике сосновой части насаждений, пройденных рубками ухода, по сравнению с контролем, небольшие, хотя на формирование первого яруса были направлены первый и третий приемы рубок ухода. При этом значительное улучшение наблюдается по березе ( Betula L.), диаметр которой увеличивается в 1,5 раза. В то же время, проведенные в насаждении приемы по уходу за лесом обеспечивают формирование елового яруса. В целом же как с лесоводственной, биологической, так и экономической точек зрения целесообразнее формирование древостоев рубками ухода в три приема. Первый прием следует проводить в 20 лет с оставлением густоты первого яруса 2 тыс. шт./га с участием сосны ( Pinus L.) до 80 %. Во втором ярусе необходимо оставить исходное количество ели. Второй прием в возрасте 40 лет с оставлением в первом ярусе сосны и березы 1 тыс. шт./га, во втором ярусе - ели 2 тыс. шт./га. Древесину от рубок ухода можно реализовывать. Третий прием проводится в возрасте 60 лет с сохранением в первом ярусе сосны 0.5-0.6 тыс. шт./га, во втором ярусе - ели 1 тыс. шт./га. Доля участия сосны в составе регулируется в пределах 90 %.
К.А. Дубровин1,2, А.Е. Зарвин2, В.В. Каляда2, А.С. Яскин2 1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия akdubr@gmail.com 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия zarvin@g.nsu.ru
Ключевые слова: газодинамика, сверхзвуковые потоки, аргон, процесс конденсации, визуализация, кластеры
Страницы: 227-237
На основе измерений, выполненных с использованием метода фотовизуализации, в потоке аргона выявлено влияние крупных вандерваальсовых кластеров на поперечные размеры сверхзвуковой недорасширенной струи. В диапазоне средних размеров формируемых кластеров 330 < 〈S〉 < 6200 част./кл. предложена модель поправок к известным газодинамическим эмпирическим зависимостям, сформированным в отсутствие конденсированной фазы, учитывающая особенности истечения газов из сверхзвукового сопла в условиях развитой конденсации. Рассмотрены возможные причины уширения газовых потоков в условиях развитой конденсации. Проведена апробация модели поправок в потоках с развитой конденсацией на ряде сверхзвуковых конических сопел.
Рассмотрены процессы отражения и преломления волны давления при прохождении границы пузырьковая среда - «чистая» жидкость при наклонном падении волны на границу раздела сред. Исследовался случай, когда газ внутри пузырьков взрывчатый. Установлено существенное уменьшение амплитуды начальной волны, способной инициировать детонацию в пузырьковой жидкости из-за интерференции волн на наклонной границе.
М. Багхери1, А.Х. Бахшандех2, Х. Джалалифар3 1Кашанский университет, Кашан, Иран bagheri.327@gmail.com 2Тегеранский университет, Тегеран, Иран hbakhshandeh@ut.ac.ir 3Университет Шахида Бахонара в Кермане, Керман, Иран jalalifar@uk.ac.ir
Ключевые слова: Полностью зацементированный анкер, поверхность контакта анкера с полимером, испытание на вытягивание, профиль анкера, длина анкеровки
Страницы: 21-33
Проведены испытания на вытягивание нескольких видов зацементированных в полимере арматурных анкеров с целью исследования влияния геометрии их профиля на механизм передачи нагрузки. Рассмотрено 12 наборов образцов трех типов болтов с различными профилями. Исследовано влияние длины анкеровки 75 и 150 мм на примере арматурных анкеров. Показано, что способность анкера передавать нагрузки и смещение при пиковой нагрузке соотносится с конфигурацией профиля и кольцевой толщиной цементирующего полимера. Анкеры с шагом ребер 12.5; 16; 25 и 8 мм продемонстрировали высокую пиковую прочность на сдвиг. При уменьшении шага ребер и длины анкеровки наблюдалось увеличение системной жесткости. При увеличении длины анкеровки c 75 до 150 мм напряжение сдвига и их жесткость уменьшились. При увеличении кольцевой толщины цементирующего полимера пиковая нагрузка снизилась.
А.В. Ковалев1,2, А.А. Ягодницына1,2, А.В. Бильский1 1Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия therfmig@gmail.com 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия yagodnitsinaaa@gmail.com
Ключевые слова: микроканалы, потоки жидкость-жидкость, снарядный режим, устойчивость параллельного течения, внешние возмущения, пульсации
Страницы: 20-31
Исследовано влияние синусоидальных пульсаций расхода дисперсной фазы на характеристики течения несмешивающихся жидкостей с высокой вязкостью в Т-образном микроканале. Визуализированы режимы течения в невозмущенном потоке и с наложением внешних возмущений с различными частотой и амплитудой. Предложен безразмерный комплекс, описывающий переход от параллельного режима к снарядному вследствие внешних пульсаций для фиксированного числа капиллярности несущей фазы. При наложении возмущений на снарядный режим течения обнаружены стабилизация потока и уменьшение разброса значений генерируемых снарядов на частоте, равной собственной частоте отрыва снарядов в невозмущенном потоке. Показано, что при уменьшении частоты возмущений средняя длина снарядов, а также разброс ее значений увеличиваются
С помощью численного FDTD-моделирования исследована динамика поглощения ближнего инфракрасного излучения сферической микрокапсулой в окружении твердых золей с наночастицами различных оптических свойств (металл, биосовместимый диэлектрик). Подобная модельная частица является аналогом микроконтейнера, используемого в современных био- и медицинских технологиях для адресной доставки нанодоз терапевтических веществ в целевую область биологического организма. Установлено, что вследствие дифракции света на наночастицах возникает суперлокализация оптического поля с появлением «горячих областей» на поверхности микрокапсулы. Поглощение света увеличивается до трех раз при добавлении наночастиц.
П. Дарания, С. Пишбин, А. Эбади
Ключевые слова: интегральное уравнение Вольтерра типа автосвертки, анализ сходимости, многошаговые методы коллокации
Страницы: 149-160
В этом исследовании мы вводим многошаговые методы коллокации (МШМК) для решения интегральных уравнений Вольтерра (ИУВ) типа автосвертки, такие что без увеличения вычислительных затрат порядок сходимости предлагаемых одношаговых методов коллокации будет увеличен. Анализ сходимости МШМК исследуется с использованием теорем Пеано для интерполяции, и приводятся два численных примера для демонстрации значительного преимущества МШМК.
О.М. Туркина1, В.П. Сухоруков1, Н.В. Родионов2 1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия turkina@igm.nsc.ru 2Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского, Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова: Палеопротерозой, габбро-долериты, монцодиориты, циркон, мантийные источники
Страницы: 808-822
Представлены данные по составу и возрасту мафических пород шошонитового ряда в Иркутном блоке Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона). По данным U-Pb датирования магматического циркона формирование монцодиоритов Полуденного массива и габбро-долеритов в эндо- и экзоконтактовой зонах Тойсукского массива произошло на рубежах 1.87 и 1.86-1.85 млрд лет соответственно. Внедрением мафических магм и их андерплейтингом в основание коры в условиях постколлизионного растяжения определяется субсинхронность мафического и гранитоидного магматизма в Иркутном блоке в интервале 1.87-1.84 млрд лет. Породы палеопротерозойских мафических ассоциаций относятся к шошонитовой серии, характеризуются обогащением несовместимыми элементами, в том числе Zr, и низкими отрицательными εNd(T). Эти геохимические и изотопные характеристики указывают на образование из долгоживущего обогащенного мантийного источника субконтинентальной литосферной мантии. В пользу образования циркона из последних порций эволюционировавшего мафического расплава свидетельствуют низкие температуры насыщения цирконием (710-965 °С) и его обогащение U и Th с ростом Th/U, отражающее накопление этих высоко несовместимых элементов в остаточном расплаве.
Статья посвящена вопросам формирования инфраструктуры экспорта зерна, выращенного в регионах Сибирского федерального округа. Задачи исследования: дать оценку места Сибири в производстве и экспорте зерна России, показать место основных регионов-экспортеров в экспорте зерна округа, определить эффективность производства зерна в них; систематизировать элементы инфраструктуры экспорта зерна и дать оценку наиболее значимых ее элементов в СФО; показать перспективы экспорта зерна округа и, исходя из этого, обосновать методические подходы к развитию инфраструктуры экспорта. В работе рассмотрены страны - потребители пшеницы, овса и ячменя, произведенных в регионах СФО, до 2022 г. Показаны проблемы экспорта для самого южного региона Сибири, основного поставщика зерна - Алтайского края, проблемы, связанные с использованием морских портов и международного автотранспорта, проблемы использования зернохранилищ в регионах-экспортерах, проблемы участия малого бизнеса в экспортных операциях. Аргументирована необходимость планово-прогнозной основы развития рынка зерна округа и его инфраструктуры, показана роль IT-технологий в реализации этого подхода. Проведен анализ наличия в регионах округа элементов информационно-технологической инфраструктуры. Дана характеристика имеющихся в округе коммерческих объединений экспортеров зерна и намечены задачи дальнейшей деятельности межрегиональной ассоциации. Раскрыты наиболее сильные стороны (элементы) инфраструктуры экспорта зерна сибирских регионов, позволяющие развивать общую инфраструктуру. Определены наиболее перспективные страны - потребители сибирского зерна. Предложены организационная структура информационной экосистемы инфраструктурного обеспечения экспорта зерна округа и основные подходы к формированию единой логистической системы. Работа основана на данных за 2017-2021 гг. и частично за 2022 г., взятых из системы государственной статистики, из отчетов региональных министерств сельского хозяйства и продовольствия и из открытых источников.
М.В. Бочарников
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия maxim-msu-bg@mail.ru
Ключевые слова: экосистема, высотная поясность, оробиом, климат, кластерный анализ, карты
Страницы: 24-36
Проведено биоклиматическое обоснование разнообразия и структуры растительного покрова гор России. На основе выявления климатопов высотно-поясных подразделений, составляющих основу спектров горных систем, и анализа сопряженного развития растительного покрова оробиомов с климатическими условиями определены возможности его формирования в рамках высотных спектров. Для получения опорных биоклиматических показателей использована глобальная модель Chelsa. В число показателей вошли средние многолетние температуры года, июля и января, количество осадков года и июля, значения радиационного баланса; на основе показателей тепла и влаги получены индекс континентальности и июльский омбротермический индекс. Разнообразие высотно-поясных подразделений выявлено на основе типологии высотной поясности растительности и иерархической структуры ботанического разнообразия гор, представленной фоновыми сообществами высотных поясов и подпоясов и образуемых ими типов поясности. На основе расчета средних значений и стандартных отклонений показателей тепло- и влагообеспеченности в пределах всего климатического ареала, занимаемого фоновыми сообществами в рамках оробиомов, определены их климатопы и проведена кластеризация. В результате сравнения климатопов на высших иерархических уровнях выделены термоклиматы (экстремально холодный, очень холодный, холодный, умеренно-холодный, умеренно-теплый) и омброклиматы (умеренно-континентальный влажный, умеренно-континентальный очень влажный, континентальный влажный, резко континентальный умеренно влажный). Картографическое отображение разнообразия климатопов позволило определить сопряженность формирования типологической структуры высотно-поясных спектров растительности с современным климатом на единой экосистемной основе.
Л.М. Кондратьева1, Д.В. Андреева1, З.Н. Литвиненко1, В.П. Шестеркин1, Е.М. Голубева2 1ФГБУН “Хабаровский федеральный исследовательский центр “Институт водных и экологических проблем ДВО РАН”, Хабаровск, Россия freckles2008@yandex.ru 2Институт тектоники и геофизики им. Ю. А. Косыгина ДВО РАН, Хабаровск, Россия
Ключевые слова: многолетняя мерзлота, активный слой, микробные комплексы, органические вещества, трансформация
Страницы: 253-266
В связи с изменением климата особое внимание уделяется факторам, определяющим динамику биогеохимических процессов в активном слое сезоннооттаивающих/замерзающих почв на границе с многолетней мерзлотой. Существуют геологические, геоморфологические, погодные условия, связанные с атмосферными осадками, которые определяют различия в дифференциации и глубине оттаивания мерзлоты в разных регионах. Наши исследования проведены в бассейне р. Бурея с прерывистым распространением многолетней мерзлоты в пределах уникальных ландшафтных единиц - марей. Они формируются на заболоченных, плохо дренируемых участках, где активный слой почв контактирует с многолетней мерзлотой и оказывает непосредственное влияние на качество поверхностных вод. Представлены результаты исследования состава воды в притоках разного порядка по гидрохимическим показателям, спектральная характеристика растворимых органических веществ (ОВ) в водных экстрактах почв из разных горизонтов активного слоя, оценка активности микробных комплексов по отношению к гуминовым веществам в зависимости от глубины залегания многолетней мерзлоты. Неоднородность ландшафтов оказывается важным фактором, влияющим на вынос ОВ в водотоки. Определяющую роль в изменении состава растворимых ОВ играли микробные комплексы активного слоя, участвующие в трансформации гуминовых веществ. Экспериментально показано, что температура оказывает влияние на качественный состав продуктов метаболизма гуминовых веществ, включая соотношение между алифатическими, ароматическими фрагментами и хромофорными группами, ответственными за цветность природных вод.
В статье представлены результаты анализа демографической структуры ценотических популяций Hedysarum sangilense Krasnob. et Timoch. в условиях высокогорного плато Сангилен (Юго-Восточная Тува). Изучены эколого-ценотическая приуроченность, онтогенез, онтогенетическая и виталитетная структура семи ценопопуляций этого субэндемичного вида. Установлено, что на исследованной территории вид приурочен к кобрезиевникам и дриадовым тундрам в пределах альпийского пояса и к кустарниковым зарослям в лесном поясе. При изучении демографической структуры выявлено, что для большинства ценотических популяций характерны левосторонние спектры с преобладанием ювенильных, виргинильных и, чаще всего, молодых генеративных растений. В условиях нарушенных фитоценозов (восстанавливающихся после пожаров) формируются левосторонние спектры с максимумом на молодых генеративных растениях. Среди виталитетных типов ценопопуляций H. sangilense преобладают депрессивный и равновесный. Достаточно высокая реальная семенная продуктивность в течение длительного генеративного периода обеспечивает самоподдержание популяций H. sangilense в условиях высокогорных растительных сообществ нагорья Сангилен.
З.Р. ИСМАГИЛОВ1,2, А.П. НИКИТИН1, О.М. ГАВРИЛЮК1 1Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия nikitinandreyp@yandex.ru 2Институт катализа СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: альфа-фракция каменноугольного пека, степень графитизации, молекулярная структура, углеродный каркас, комбинационное рассеяние света
Страницы: 277-281
В работе исследованы образцы α-фракций, выделенных из пеков различных марок (Б, Б1, В), полученных из промышленного образца каменноугольной смолы. Рассчитаны и проанализированы основные числовые характеристики, полученные на основе спектров комбинационного рассеяния света выделенных α-фракций. Установлена прямая зависимость между содержанием дефектов в графитоподобных кристаллитах и температурой размягчения пеков.
В.Г. Коновалов
Институт географии РАН, Москва, Россия vladgeo@gmail.com
Ключевые слова: водный баланс, ледниковый сток, Евразия, моделирование, классификация ледников, абляция, осадки, бассейн реки Рона
Страницы: 31-39
Метод регионального расчета гидрологического режима оледенения включает определение многолетних изменений ледникового стока и ледникового питания в речных бассейнах Северного полушария. Информационной основой для гидрологических и гляциологических расчетов служили: данные мониторинга параметров оледенения в бассейне р. Рона за 1971-2016 гг.; многолетние измерения осадков и температуры воздуха на метеорологических станциях, расположенных на территории Швейцарии. Установлено, что результаты линейной экстраполяции пространственно-временных изменений высотно-площадных характеристик классифицированных совокупностей ледников в речных бассейнах являются достаточной входной информацией для расчета гидрологического режима оледенения. Адекватное описание процесса формирования внутригодового и многолетнего ледникового питания рек должно учитывать различия в абляции, зависящие от пяти типов деятельной поверхности ледников и их высотно-площадных характеристик. Получены удовлетворительные абсолютные и относительные оценки отклонений между измеренным стоком и суммой осадков, испарения и ледникового питания в верховье р. Рона, гидропост Порт-дю-Се, в течение 1971-2010 гг., а также между измеренными и рассчитанными объемами годовых осадков в бассейне р. Рона за 1971-2016 гг.
Н.А. ЛАПТЕВА, А. САФАТОВ, А.П. АГАФОНОВ
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово, Россия lapteva@vector.nsc.ru
Ключевые слова: SARS-CoV-2, распространение вируса в атмосфере, математическое моделирование
Страницы: 443-447
Новая коронавирусная пневмония быстро распространилась по всему миру. Всемирная организация здравоохранения подчеркивала, что коронавирус SARS-CoV-2 передается в основном между людьми, находящимися в тесном контакте друг с другом, а также в случае прикосновения к зараженным поверхностям с последующим касанием глаз, носа или рта без предварительной очистки рук. Возможными постоянными источниками распространения вируса могут быть большие скопления больных в госпиталях при несоблюдении требований организации функционирования лечебного учреждения. В случае аварийного выброса вируссодержащего аэрозоля из такого учреждения метеорологические условия могут стать ключевым фактором, влияющим на распространение вируса. Нами была разработана программа математического моделирования возможного распространения патогенных примесей в атмосфере вокруг ковидных госпиталей с учетом различных метеорологических условий. Проведены расчеты, основанные на использовании современных методов решения системы дифференциальных уравнений пограничного слоя атмосферы, которые адаптированы для описания распространения вредных атмосферных примесей над реальным сложным рельефом местности с учетом городской застройки различной этажности, лесных массивов, водоемов, изменяющихся метеорологических условий и множества других факторов. Программа может быть использована для оценки риска и угрозы распространения вируса при перепрофилировании терапевтического лечебного учреждения в ковидный госпиталь.
А.А. Соколов, С.Д. Иванов
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия sokolovaa@iae.nsk.su
Ключевые слова: МЭМС, микробалка, пластина, двумерная система
Страницы: 19-23
Для создания микроэлектромеханических систем (МЭМС) большой удельной механической мощности используется система «подвижный электрод - нанометровый зазор - тонкая кристаллическая плёнка материала с большим значением диэлектрической проницаемости - неподвижный электрод». Показано, что в этой системе возникают двумерные электромеханические волны. Возникновение таких возбуждений ограничивает предельную удельную мощность электромеханических преобразователей-актуаторов, МЭМС-двигателей и генераторов. Однако это явление открывает широкие возможности применения подобных структур.
Обоснована ведущая роль литолого-стратиграфического, структурно-тектонического, магматического, метаморфического и флюидного геологических факторов формирования месторождения графита. Приводятся петрография, химический состав пород и минералов магматических пород, изотопный состав δ13С в графитах и кальцититах, δ18O в карбонатах, 87Sr/86Sr и 87Rb/86Sr в кальцититах и в инъекциях микродолеритов, δ34S в сульфидах. Термическое воздействие магматического расплава на уголь привело к его дегазации и графитизации. Предполагается, что пропаривание инъекций микродолеритов углеводородными флюидами сопровождалось выносом из них железа и кристаллизацией маложелезистых клинопироксенов, а взаимодействие флюидов с базальтовым расплавом в верхней эндоконтактовой зоне интрузии спровоцировало ликвацию расплава и образование глобулярной текстуры пород. Нахождение линзы кальцититов и жилы сульфидов между кровлей интрузии и пластом графита связано с ранее внедрившимся сульфатным солевым расплавом и последовавшим в дальнейшем взаимодействием его с углеводородными флюидами. В результате произошла сульфатредукция и образование кальцититов, а восстановление сульфатной серы завершилось сульфуризацией железа базальтового расплава и образованием сульфидной жилы. Сульфатный солевой расплав был источником изотопно-тяжелой серы (δ34S = 14.9-17.5 ‰) для сульфидов и кальция для кальцититов. Сходство изотопного состава кальцититов (δ13CPDB -22.5…-23.5 ‰), углей (-22.6…-25.5 ‰, n = 25) и графитов (-23.5…-25.0 ‰) позволяет предполагать в качестве источника углерода в кальцититах каменные угли. По изотопному составу стронция (87Sr/86Sr ~ 0.70834-0.70885) и кислорода (δ18O ⁓ 15 ‰) кальцититы сопоставимы со стронцием и кислородом девонских эвапоритов Сибирской платформы. Изотопные данные (δ34S, δ18O, δ13C, 87Sr/86Sr) свидетельствуют об участии пласта углей и ангидрита в качестве источников вещества в формировании кальцитита и сульфидной минерализации.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
