№ 1 (2019)

Взвешенные наносы водотоков, являющиеся одной из объективных и достаточно точных мер интенсивности эрозии в их бассейнах, в первом приближении можно разделить на русловую (r_рус, продукты вертикальных и горизонтальных русловых деформаций) и бассейновую (r_бас, продукты почвенной и овражной эрозии) составляющие. В работе предпринята попытка выделения данной структуры эрозии в речных бассейнах США на основе расчленения взвешенных наносов 224 рек (по материалам Геологической службы США о среднемесячных величинах стока воды и взвешенных наносов рек) по предложенному одним из авторов статьи методу, а также оценка ее факторной обусловленности.

Для всех проанализированных рек территории США средняя величина r_рус составляет 7.9±1.1%: по равнинным рекам – 10.6±1.7%, по низкогорным – 5.7±1.5%, по среднегорным – 4.3±1.5%. На соотношение r_рус/r_бас в стоке взвешенных наносов большое влияние оказывают, помимо геоморфологического фактора, также ландшафтно-климатические условия речных бассейнов. Так, на равнинах США наибольшая средняя доля r_рус отмечается в лесных ландшафтных зонах (тайга, смешанные и широколиственные леса умеренного пояса, субтропический лес) – от 10 до 15%. Напротив, в аридных ландшафтах (полупустыни) эта величина не превышает 1%. Внутри этих общих тенденций наблюдаются достаточно сильные вариации соотношений r_рус/r_бас в связи с изменениями площадей речных бассейнов, агрикультурной деятельности человека и литологического состава руслоформирующих наносов и пойм. Отмечается обратная гиперболическая зависимость между фактическим стоком взвешенных наносов рек и долей в нем наносов руслового происхождения, которая особенно эффектно проявляется на равнинах и в низкогорьях США. Также показано, что состав горных пород, слагающих поверхность речных бассейнов, не играет принципиально значимой роли в изменчивости соотношения r_рус/r_бас в данном масштабе исследования. Сопоставление оценок r_рус/r_бас и их факторной обусловленности по рекам США с реками Северной Евразии позволяет выявить очень хорошую сходимость полученных результатов по двум регионам планеты и предположить универсальный характер установленных закономерностей (суммарно по 684 речным бассейнам) для всего умеренного (частично субтропического и тропического) пояса Северного полушария Земли.

Применение беспилотного летательного аппарата в полевых работах 2015 г. показало его высокую эффективность для изучения геоморфологического строения берегов Ладожского озера. Выявлен ряд морфологических особенностей нескольких районов, в т. ч. уточнено строение подводного склона на отмелых берегах, определены главные системы трещиноватости для кристаллических массивов северной части исследуемой территории. Составлена новая карта-схема типов берегов Ладожского озера. На северном фиардово-шхерном берегу преобладает абразия. Западный берег в основном аккумулятивный и абразионно-аккумулятивный. Сильно эвтрофицированный, на большом протяжении техногенный, южный берег озера в существенной степени является заросшим пляжем.На восточном берегу прослеживается последовательная смена типов берегов при движении с юго-востока на северо-запад: песчаные пляжи сменяются валунными абразионно-аккумулятивными и далее фиардово-шхерными берегами.

Комплексирование метода наземной и воздушной геоморфологической съемки с последующим обобщением результатов с данными космического зондирования – эффективное дополнение к методике геоморфологических исследований побережий.

На примере ключевого участка в западной части Среднерусской возвышенности (Курская область) показана возможность моделирования морфологической структуры территорий с развитием просадочных процессов на основе подходов математической морфологии ландшафтов. Обоснована применимость такого моделирования к равнинам с развитием просадочных процессов и установлены объективные трудности, связанные с усложненной морфологической структурой территории, по сравнению с предложенными ранее каноническими моделями (в терминологии, принятой в ландшафтоведении). Рассмотрен случай одновременного развития на территории понижений разных морфологических типов с их дифференциацией по морфометрическим и физико-географическим признакам, с последующим анализом отдельных типов. Методом дисперсионного анализа установлены достоверные различия морфометрических характеристик залесенных и незалесенных понижений, а также пониженных участков территории без морфологически выраженного понижения (“пятен вымокания”). Для незалесенных понижений подтверждено сходство распределения средних радиусов понижений с логнормальным распределением, для “пятен вымокания” выявлено сходство с нормальным распределением, выборка средних радиусов залесенных понижений демонстрирует сходство с распределениями обоих видов.

Для сравнительного анализа оценок расходов воды в палеореках по морфометрии палеорусел и на основе палеогеографической аналогии проведены определения основных гидрологических климатических показателей в районах-аналогах, полученных по ископаемым флорам из голоценовых (от современности до 10 тыс. л. н.), поздневалдайских (17–18 тыс. л. н.) и предмикулинских (~140 тыс. л. н.) отложений. Сравнение значений годового слоя стока, полученных по морфометрическим зависимостям и по уравнениям гидравлики, и снятых с карт слоя стока в районах-аналогах, показало вполне удовлетворительное соответствие этих величин. Относительная ошибка сопоставления для разных объектов находится в диапазоне ±11–23%, что не превышает средней ошибки оценки стока воды каждым из этих методов в отдельности. Однако ошибка ±20% значительна, и применять геоморфологические подходы можно только для оценки весьма существенных изменений стока воды в древних реках (в два раза и более) в среднем за многолетние периоды. Тем не менее, геоморфологические методы и палеогеографическая аналогия в настоящее время являются одними из основных путей реконструкции водных ресурсов в условиях климатов прошлого и построения сценариев водных ресурсов при возможных изменениях климата в будущем.

Участок верхней Оби, на примере которого рассматриваются особенности морфометрии и динамики островов, является достаточно сложным в морфологическом отношении, характеризуется очень слабой устойчивостью русла и большим стоком песчаных наносов. Свободные условия развития русловых деформаций приводят к активным не только многолетним, но и сезонным переформированиям русла. Русловые деформации способствуют трансформации русла и его морфодинамического типа во времени. Участок интенсивно используется в качестве водотранспортной магистрали, поэтому любые переформирования русла и островов необходимо учитывать для обеспечения навигации и судоходства.

Морфометрический и морфодинамический анализ островов позволил разработать их морфолого-морфометрическую классификацию. Морфометрические параметры островов, будучи связанными с характеристиками самого русла, являются одним из основных классификационных признаков. Были получены зависимости линейных размеров островов (L_o, B_o) и их формы в плане (L_o/B_o) от морфодинамического типа русла и его устойчивости, степени разветвленности русла (количество островов n_о на 1 км длины русла x). Особенности динамики островов также определяются морфодинамическим типом русла и связаны с морфометрическими характеристиками самих островов и их положением в русле, которое определяет трансгрессивное, регрессивное и поперечное их смещение или стабильное состояние во времени.

В 1968 г. в отделе геоморфологии и в Институте географии АН СССР были проведены впервые в стране опыты по интерпретации первого отечественного космического глобального фотоснимка Земли, полученного с АМС “Зонд-5”, и американских космических фотоснимков, полученных с пилотируемого космического корабля “Джемини-III–V”. Целью исследований стало изучение возможностей применения космических изображений в геоморфологии и в географии.

Полученные первые результаты показали высокую информативность космических фотоснимков в геоморфологических исследованиях – при изучении морфоструктур и морфоскульптуры разного генезиса, обнаружении протяженного длиной в 2500 км линеамента в Сахаре; впервые были установлены реальные переходные на определенный момент времени границы ландшафтных широтных зон Африки. Благодаря этим исследованиям была организована в институте ИГ АН СССР лаборатория спутниковой географии. Факт выявления впервые по космическим снимкам протяженных зон линеаментов в отделе геоморфологии ИГ АН СССР дал мощный импульс дальнейшему развитию нового направления в геолого-геоморфологических науках, сформулированного позже И.П. Магидовичем и В.И. Магидовичем в очерках о географических открытиях ХХ в. как одно из великих географических открытий. В дальнейшем в институте на базе Лаборатории спутниковой географии осуществлялись исследования по выявлению возможностей применения телевизионных многозональных сканерных и фотографических космических снимков в тематических исследованиях и картографировании; по договору с ВНИИМАШ разработаны программы космических съемок, определены технические и природные условия для эксплуатационных ИСЗ серии ИСЗ “Метеор-Природа”. Полученные выводы подтвердились в дальнейших отечественных и зарубежных исследованиях в области аэрокосмического зондирования и нашли достойное воплощение в изданных под эгидой ИГРАН в двух фундаментальных атласах “Природа и ресурсы Земли” (1998 г.) и “Атлас снежно-ледовых ресурсов мира” (1997 г.). К настоящему времени в ИГРАН успешно продолжаются исследования по геоморфологическим исследованиям с применением методов аэрокосмического зондирования, а также при решении экологических проблем в физической и социально-экономической географии.