Analysis of permafrost effect on water exchange processes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article focuses on the importance of studying the water exchange role of the permafrost, which currently occupies a quarter of the Earth's land and is 1.5 km deep in some regions, as well as assessing the permafrost impact on the formation of surface and ground water resources and regime. First of all, the permafrost water exchange function is associated with the freezing of water-saturated rocks and thawing of ice-saturated ones. The author gives individual consideration to the water exchange role of the active layer and the effect of the permafrost long-term dynamics on water exchange direction and scale. The water exchange function of the active layer appears due to the seasonal phase transitions of groundwater from a liquid to a solid state and back. Thus, the volume of water formed by the thawing of underground ice accumulated in the active layer in winter has been estimated about 4·1012 m3. In this regard, it is proposed to give cryohydrogenic part associated with the seasonal transitions of groundwater from the liquid to solid state and back in the active layer of the cryolithozone independent consideration within the hydrological (climatic) cycle of the natural water circulation. It is most certain that the permafrost water exchange function is more significant being associated with longterm permafrost development dynamics under the influence of periodic dramatic climate fluctuations. Thus, during the Holocene climatic optimum about 4.5·1015 m3 of underground ice was converted to the liquid phase. The intensity of water formed from the melting of this amount of ice inflowing its surface and underground reservoirs has been estimated about 820 km3 per year. This fact considered, the author proposes to consider the cryolithogenic part separately in the geological cycle of the natural water cycle.

About the authors

V. V. Shepelev

Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: sheply@mpi.ysn.ru
ORCID iD: 0000-0003-3434-6969

References

  1. Алексеев В.Р. Вода и лед в криосфере Земли // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: материалы Междунар. науч. конф. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2005. С. 4–7.
  2. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. М.: Наука, 1975. 215 с.
  3. Котляков В.М. Избранные сочинения. В 6 кн. Кн. 5. В мире снега и льда. М.: Наука, 2002. 384 с.
  4. Шепелёв В.В. Надмерзлотные воды криолитозоны. Новосибирск: Гео, 2011. 169 с.
  5. Фотиев С.М. Современные представления об эволюции криогенной области Западной и Восточной Сибири в плейстоцене и голоцене (Сообщение 1) // Криосфера Земли. 2005. Т. IХ. № 2. С. 3–22.
  6. Зубаков В.А. Глобальные климатические события плейстоцена. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 280 с.
  7. Шполянская Н.А. Климатические ритмы и динамика криолитозоны (анализ эволюции в прошлом и прогноз изменений в будущем) // Криосфера Земли. 2001. Т. V. № 1. С. 3–14.
  8. Дучков А.Д., Балобаев В.Т. Эволюция теплового и фазового состояния криолитозоны Сибири // Глобальные изменения природной среды / гл. ред. Н.Л. Добрецов, В.И. Коваленко. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. С. 77–104.
  9. Борзенкова И.И. История оледенения Арктического бассейна: взгляд из прошлого для оценки возможных изменений в будущем // Лёд и снег. 2016. Т. 56. № 2. С. 221–234.
  10. Шполянская Н.А. Плейстоцен-голоценовая история развития криолитозоны Российской Арктики «глазами» подземных льдов. Москва – Ижевск: Изд-во Института компьютерных исследований, 2015. 344 с.
  11. Шепелёв В.В. О схеме круговорота природных вод // Доклады IV Всерос. гидрологического съезда. Секция 3. Ч. II. М.: Метеоагентство Росгидромета, 2008. С. 72–76.
  12. Балобаев В.Т. Гидродинамические процессы формирования подмерзлотных вод // Подземные воды Центральной Якутии и перспективы их использования / отв. ред. Н.П. Анисимова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. С. 51–67.
  13. Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: Гео, 2009. 319 с.
  14. Фотиев С.М. Криогенный метаморфизм пород и подземных вод (условия и результаты). Новосибирск: Гео, 2009. 279 с.
  15. Шепелёв В.В. К понятию о криолитосфере Земли. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 1997. 72 с.
  16. Алексеев С.В. Криогенез подземных вод и горных пород (на примере Далдыно-Алакитского района Западной Якутии). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 119 с.
  17. Шепелёв В.В., Бойцов А.В., Оберман Н.Г., Петченко М.Ф., Анисимова Н.П., Какунов Н.Б.. Мониторинг подземных вод криолитозоны. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002. 172 с.
  18. Анисимова Н.П., Павлова Н.А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. Новосибирск: Гео, 2014. 189 с.
  19. Shepelev V.V. Research in the relationship between freezing rock layers and groundwater in cold regions // Heilongjiang Water Resources. 2016. Vol. 2. Iss. 1. P. 10–18.
  20. Алексеева Л.П., Алексеев С.В. Геохимия подземных льдов, соленых вод и рассолов Западной Якутии. Новосибирск: Гео, 2019. 214 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».