Общая геология. Метеорология. Климатология. Историческая геология. Стратиграфия. Палеогеография

Приведены теория и материал для выполнения восьми практических заданий. Предложены необходимые справочные данные.

Мало кто осознаёт масштабы времени в долгой истории нашей планеты, и именно это лежит в основе многих экологических проблем, которые мы создаем. Нам легко представить себе период в девять дней — именно столько в атмосфере Земли остается капля воды. Но период в сотни лет — время нахождения в атмосфере молекулы углекислого газа — почти за пределами человеческого понимания. Наша повседневность определяется процессами, начавшимися тысячи и миллионы лет назад, а последствия того, что мы делаем, в свою очередь, переживут нас. Период существования Земли может казаться непостижимо долгим в сравнении с краткостью человеческой жизни, но такое отношение ко времени не позволяет нам почувствовать свою глубокую связь с историей Земли и оценить масштабы нашего воздействия на нее. Понимание ритмов далекого прошлого и восприятие времени глазами геологов может заставить нас по-новому взглянуть на планету и научиться действовать с учетом интересов многих будущих поколений.

Пособие подготовлено на кафедре «Общей геологии и геодинамики» геологического факультета Воронежского государственного университета.

Методические указания содержат задания для ознакомительной практики по метеорологии и климатологии и пояснения для их выполнения.

Пособие разработано в соответствии с программой дисциплины и ФГОС ВО и посвящено изучению органического мира прошлых геологических эпох – их морфологии и изменчивости, времени существования и ареала распространения, образа жизни и связи со средой, вопросам систематики и эволюции, а также основных стратиграфических единиц и их исторической последовательности.

Пособие разработано в соответствии с программой дисциплины и ФГОС ВО и посвящено изучению вещественного состава земной коры, классификации и номенклатуре минералов, магматических, осадочных, метаморфических горных пород. В пособии изложены основные принципы составления геологической графики и работы с горным компасом.

Учебник содержит сведения о Земле как развивающейся геологической системе, методах изучения её строения, состава и истории в планетарном масштабе, о наиболее распространённых экзогенных и эндогенных процессах, их проявлении на разных уровнях организации геологической среды, отражении в осадках и горных породах; в обобщённом виде приводится информация о тектонических и геодинамических процессах.

В монографии рассмотрены основные пространственно-временные закономерности терригенного, биогенного и техногенного осадконакопления в Азовском море в период интенсивной антропогенной деятельности и климатических изменений второй половины XX века.

Объектом исследования являются ряды осреднённых во времени основных метеорологических параметров, полученных девятью метеорологическими станциями государственной сети гидрометеорологической службы Российской Федерации на территории Краснодарского края и расположенные в радиусе до 150 км от района Новороссийск-Анапа за весь период инструментальных наблюдений в регионе с 1944 по 2011 гг., продолжительностью 67 лет. Целью работы является выявление особенностей климата северо-восточной части Чёрного моря. Задачи исследования: построение и описание карт средних и экстремальных величин температуры воздуха, количества осадков, скорости, направления, повторяемости ветра, а также температуры, солёности морской воды и поверхностных течений исследуемого района. В результате проведенных исследований построены климатические карты: температуры воздуха (среднегодовой, зимней - январь и летней - июль, абсолютного максимума и абсолютного минимума), атмосферного давления, осадков, высоты снежного покрова, числа дней со снежным покровом, направления переноса воздушных масс, температуры и солёности поверхностного слоя воды прилегающей акватории моря и основных поверхностных течений. Климатическое картографирование территории выполнено современным методом ГИС-технологий с применением программного обеспечения ArcGIS 9.2. Использована карта территории на базе 4-х листов топоосновы масштаба 1:200000 Генштаба ВС СССР, разрешённая к использованию. Векторная карта, содержащая необходимое для построения карт и анализа количество слоёв, построена самостоятельно. Тип климата территории может быть определен как средиземноморский с влиянием климата умеренных широт. Важной особенностью региона является совместное влияние Чёрного моря и Русской равнины, частые вторжения сухого континентального воздуха с востока и наличие невысоких горных хребтов, которые определяют скорость и характер вторжения воздушных масс с севера, северо-востока и востока РФ.

Учебное пособие «Общая геодинамика» направлено на доступное представление студентам информации о сложных геодинамических процессах, возникающих в результате эволюции Земли и обуславливающих движение масс вещества и энергии внутри Земли и в ее верхних твердых геосферах.

Многочисленные следы палеосейсмических событий (сейсмиты) установлены в мезозойско-кайнозойских морских осадочных толщах Северного Кавказа. Наиболее отчетливо эти следы запечатлены в терригенных песчано-глинистых отложениях среднего миоцена. Воздействие сейсмических ударов на относительно слаболитифицированные отложения приводило к нарушению первичной осадочной структуры, разжижению песчаного материала и появлению инъекционных тел разной морфологии (нептунические дайки, силлы); образование трещиноватости в отложениях повышало их вертикальную проницаемость и способствовало миграции диагенетических растворов в смежные горизонты, что приводило к образованию субвертикальных карбонатных тел. Количество и интенсивность сейсмических событий менялось на разных этапах накопления толщи, а также было различным на площади палеобассейна. В восточном секторе Северокавказского региона, видимо, уже к среднему миоцену сформировался близкий к современному общий план сейсмической активности: максимальной в Дагестане и ослабевающей в западном направлении. Следы сейсмической активности отмечены также в терригенных отложениях майкопа (олигоцен–нижний миоцен) и нижней и средней юры

В основе унификации, трендов развития, явлений самоорганизации и гармонии процессов рельефообразования лежит принцип минимизации затрат внутренней энергии геоморфологических объектов и принцип Кюри, который реализуется при адаптации их морфологии и симметрии к симметрии силового поля сферы морфогенеза. Именно энергетические факторы обеспечивают селекцию морфологических характеристик, гомологию и конвергентное развитие форм рельефа, с одной стороны, и устойчивость, продолжительность их существования и доминирующую роль в образовании морфологического ландшафта нашей планеты – с другой Выделено несколько основных морфологических классов конвергентных геоморфологических объектов, определены гомологические ряды форм рельефа и два типа конвергентного морфогенеза.

В статье проведена оценка влияния угловой скорости вращения Земли на формирование циркуляционного режима северного полушария с учетом летнего и зимнего сезонов над наземной и океанической поверхностью

В статье предложена новая стратиграфическая шкала четвертичной системы России, приведенная в соответствие с международной шкалой.

Рассмотрены сущность методологии естествознания, неоднозначность понимания ее принципов. Показано, что попытки строить науку на основе только очевидных фактов, простых наблюдений, здравого смысла - непродуктивны. исследованы современное понимание научности, истинности, объективности в геологии, логика и критерии выбора предпочтительной концепции среди конкурирующих. Обоснована целесообразность оценок естественно-научных моделей с точки зрения не истинности, но эффективности их применения для решения актуальных научных и практических задач.

Приводятся результаты исследования онтогенеза конодонтов из поздневизейских отложений разреза Верхняя Кардаиловка (Южный Урал). Онтогенетический анализ помог установить моменты заложения видовых и родовых признаков. Подобная информация служит основой для построения филогенетических взаимосвязей конодонтов внутри одного рода.

Приводятся результаты исследования онтогенеза конодонтов из поздневизейских отложений разреза Верхняя Кардаиловка (Южный Урал). Онтогенетический анализ помог установить моменты заложения видовых и родовых признаков. Подобная информация служит основой для построения филогенетических взаимосвязей конодонтов внутри одного рода.

По материалам наблюдений 14 метеорологических станций Грузии исследованы особенности обледенения проводов в горных районах Грузии. Определены максимальные повторяемость и масса отложения гололеда, повторяемость отложений разной массы и толщины, рассмотрено влияние орографии и метеорологических условий на процессы обледенения проводов.

Приведены эмпирические, непараметрические (квантильные), параметрические и рандомизированные оценки максимальной толщины припая в северной части Каспийского моря, возможной раз в 5, 10, 25, 50 и 100 лет. Годовые максимумы толщины припая за 72 года с 1937 по 2008 г. рассчитаны с помощью одномерной термодинамической модели морского льда, разработанной в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте.

Представлены результаты работ по модернизации российской системы предупреждения о цунами. Обсуждаются проектные решения по основным компонентам системы - сейсмологической и гидрофизической сетям, территориальным центрам, а также по структуре алгоритмического обеспечения процедур оценки характеристик цунами при принятии решений об угрозе цунами и отмене состояния угрозы цунами.

Исследуется эволюция серий тропических циклонов 2009 г. в Тихом океане. Анализируется необычное поведение реальных одновременно существующих тропических циклонов (ТЦ). Исследуется механизм взаимодействия пары тропических циклонов, имеющих разную интенсивность. Рассматриваются случаи тройственного взаимодействия пары ТЦ и полярного фронта.

Премия Правительства Российской Федерации 2011 года в области науки и техники присуждена работе "Разработка и внедрение государственной территориально-распределенной системы космического мониторинга окружающей среды".

В зимний период в заливе Буор-Хая подо льдом формируется стоковый гидрофронт, расположение и структура которого определяются величиной расхода реки Лена. Стоковый фронт характеризуется бароклинной и термоклинной составляющими. Под линзой распресненных вод слои повышенной температуры и солености чередуются со слоями их пониженных значений. На периферии фронта расслоение термоклина приводит к формированию холодной изопикнической интрузии в промежуточных горизонтах.

Рассмотрена изменчивость уровня в северо-западной части Тихого океана по наблюдениям на мареографных постах системы JASL. Представлен многолетний сезонный ход уровня на этих станциях, рассчитаны климатические тренды, диапазон изменчивости и среднеквадратические отклонения среднемесячных значений уровня от многолетнего сезонного хода. Рассчитана повторяемость превышений уровня относительно скользящего среднего со сдвигом 30 сут.

Результаты исследования термохалинной структуры основаны на данных CTD-съемки гидрофизического полигона, а также станций северной части меридионального разреза и квазизонального разреза до Новой Земли. Методика работы включает: анализ средних T, S-характеристик, изопикнический, корреляционно-регрессионный и факторный анализ поля температуры.

По материалам наблюдений 50 метеорологических станций Грузии за период 1961-2006 гг. исследована статистическая структура опасных туманов с видимостью менее 50 м. Оценен удельный вес опасных туманов в общем числе дней с туманами. Определены число дней и продолжительность опасных туманов в разных регионах страны.

На основе данных численного регионального реанализа даны оценки количества осадков и испарения для бассейна Черного моря. Пространственное распределение рассматриваемых величин сравнивается с результатами, полученными ранее методами экстраполяции измерений на прибрежных метеостанциях. Рассчитанные составляющие водного баланса Черного моря сопоставлены с доступными литературными данными. На их основе получена оценка среднего расхода воды в проливе Босфор.

Премия имени В. Г. Глушкова и В. А. Урываева за исследования гидрометеорологических и гелиогеофизических процессов в атмосфере, на поверхности суши, в Мировом океане, Арктике и Антарктике присуждена сотрудникам Государственного гидрологического института - Шикломанову И. А. (посмертно), В. Ю. Георгиевскому, В. И. Бабкину, Ж. А. Балоишниковой, А. М. Никанорову, Б. В. Боревскому за монографию "Водные ресурсы России и их использование".

Рассматриваются вопросы эксплуатации в Монголии метеорологической радиолокационной техники и использования радиолокационных данных о конвективных явлениях в синоптической практике.

Проведен анализ изменения температуры, солености и течений в районе Берингова пролива на основе данных американских и российско-американских исследований Берингова пролива за период с 1992 по 2010 г.

Анализируются причины формирования экстремальных волн с высотой более 14 м в Северной Атлантике в период с 2002 по 2011 г. и эволюция атмосферных процессов, вызвавших формирование экстремального волнения.

Сравниваются показатели циклонической активности в отдельных районах Северной Атлантики в зимний и летний сезоны за период 1948-2010 гг., а также активность умеренных по интенсивности циклонов и экстремально интенсивных циклонов.

Приведены результаты измерения содержания ртути в приводном слое Японского моря в период с 27 октября по 11 ноября 2010 г. Установлено, что содержание ртути изменялось от 0, 6 до 3, 8 нг/м{3}. Показано, что распределение концентрации ртути имеет географическую зональность и зависит от перемещения воздушных масс и близости антропогенных источников. Максимальная концентрация ртути обнаружена в центральной части моря при юго-западном и южном направлениях ветра.

Исследован озоновый слой над Нижним Новгородом и над Среднеазиатским регионом с помощью наземной аппаратуры миллиметрового диапазона длин волн. Выполнено сопоставление результатов наземных измерений с данными прибора EOS MLS, установленного на спутнике "AURA". В ноябре 2010 г. во время совместных измерений в указанных пунктах обнаружено различие структуры озонового слоя в стратосфере.

Основу создаваемой в 1961 г. Общегосударственной радиометрической службы составили метеостанции, метеопосты, гидрологические станции, морские обсерватории, оснащенные средствами отбора проб объектов окружающей среды, созданные радиометрические лаборатории, проводившие регулярные наблюдения по единому регламенту и единым методическим указаниям.

Изучены особенности хода средних годовых и экстремальных уровней в российской части Вислинского залива. Главной закономерностью межгодовых изменений усредненных характеристик уровня в заливе является устойчивая тенденция к их увеличению: повышение среднего уровня характеризуется линейным трендом, который увеличивается в зависимости от длины ряда - от 1, 7-1, 9 мм/год (Балтийск, 1860-2006 гг. ) до 3, 6-3, 7 мм/год (Калининград, Балтийск, Краснофлотск, 1959-2006 гг. ).

На материалах ежедневных измерений характеристик атмосферного аэрозоля изучены сезонные вариации концентрации частиц разных размеров в приземном слое атмосферы. Установлено, что устойчивые изменения среднемесячной концентрации аэрозоля наблюдаются в интервале диаметров частиц 0, 02-1 мкм. Годовой ход концентрации этих частиц имеет два максимума - в феврале-марте и сентябре-октябре и минимум - в июне.

Воздействие на град осуществляется путем засева облаков частицами AgI субмикронных размеров с целью создания зародышей, конкурирующих с естественными за переохлажденную жидкокапельную влагу. Однако исследования подтверждают главенствующую роль гигантских и сверхгигантских частиц в формировании зародышей конвективных осадков и града.

Исследована статистическая структура временных рядов температуры воздуха с суточным разрешением по данным 9 метеорологических станций России за период с 1961 по 2006 г. Получено количественное соотношение между продолжительностью аномалий температуры и ее экстремумами для разных сезонов года.

Продемонстрирован процесс взаимодействия тропического циклона Ман-Уи и полярного фронта, который сопровождался искажением формы вихревой зоны, разрывом кольца завихренности и объединением его с вихревой зоной полярного фронта, а также появлением "хвоста" вихря, взаимодействующего с фронтальной зоной.

В своей заметке А. Г. Рябошапко, к сожалению, ушел от главного вопроса, вынесенного в заглавие критикуемой им статьи, а именно "Является ли рассеяние аэрозоля в стратосфере безопасной технологией предотвращения глобального потепления? ". Вместо этого, назвав свою заметку "К вопросу о недопустимости исследований в области геоинженерии глобального климата", он занялся обсуждением совершенно другого вопроса, который авторами не ставился.

Изучено влияние небольших участков суши на конфигурацию и структуру тропического циклона, а также на изменение разных характеристик тропических циклонов при их прохождении над островами. Результаты расчетов, произведенных для ураганов Карибского моря и тайфунов северо-западной части Тихого океана, показывают, что при пересечении архипелагов или отдельных островов происходит нарушение симметричной циркуляции в вихре, сопровождающееся значительными потерями кинетической энергии.

Предложена имитационная численная модель турбулентного обмена ленты океанского конвейера с окружающими ее водами. Рассмотрен обмен частицами воды через поверхность ленты заданных размеров при ее движении по глубинной ветви конвейера. Длина турбулентного скачка параметризована через коэффициенты вертикальной и горизонтальной турбулентной диффузии, а его направление определено по методу Монте-Карло.

Рассмотрены результаты исследования влияния глобального потепления климата на климатологию града и методы оценки физической эффективности противоградовой защиты, учитывающие тренд градоопасности региона. Установлено, что за последние 30 лет частота выпадения града и количество мощных градовых облаков в горных районах Северного Кавказа уменьшились в среднем в 1, 5-2 раза, а в предгорных районах увеличились на 15-20%.

Изложена методика определения параметра квадратичной нелинейности и амплитуды низкочастотных внутренних гравитационных волн в прибрежной зоне окраинного моря, основанная на зависимости скорости их распространения от локального значения вертикального смещения пикноклина, вызванного этими волнами. Для проверки метода использованы данные натурных наблюдений внутренних волн в прибрежной зоне Японского моря.

Показано существенное влияние океанических волн Россби на тепловое взаимодействие океана и атмосферы на основе анализа натурных наблюдений за температурой и скоростью течений океана, а также температурой воздуха и скоростью ветра. Прослеживается устойчивая достоверная связь течений волн Россби с температурой поверхностных вод океана.

Представлены методика и результаты расчетов статистических параметров образования навалов льда. Изложена динамическая модель образования навалов льда на берегах. Проанализированы основные ледовые, метеорологические и морфологические факторы, влияющие на образование береговых навалов.

Проведена верификация мультимодельного вероятностного прогноза на основе данных моделей АРСС (Asia-Pacific Climate Centre). Оцениваются зимние и летние среднесезонные поля Т [850] и сезонные суммы осадков. Используется метод комплексации, в котором сначала рассчитывается вероятностный прогноз по каждой из моделей отдельно, а затем они комбинируются с применением формулы полной вероятности.

Приводятся некоторые результаты работ по улучшению условий погоды в мегаполисах методами активных воздействий. Основной задачей этих работ являлось рассеяние облаков и уменьшение или прекращение осадков на защищаемой территории во время проведения политических, культурных и спортивных мероприятий. В качестве реагентов для засева облаков применяли жидкий азот, твердую углекислоту, йодистое серебро и грубодисперсный порошок.

Проведено исследование водности и водозапаса конвективной облачности, сопровождающейся ливнями, грозами и градом. Значения водности и водозапаса получены расчетным путем на основе радиолокационных характеристик кучево-дождевой облачности, а также с помощью ряда эмпирических зависимостей.