Геосток* Арктических рек России составляет основную часть всего объема геостока в Северный Ледовитый океан. В Северо-Евразийском секторе водосбора Северного Ледовитого океана (а это примерно две трети территории России) формируется основная часть стока воды России и значительная часть других составляющих геостока.
В этом обширном регионе площадью более 12 млн. км2 в течение нескольких последних десятилетий наблюдается заметное потепление климата. Оно сопровождается ростом температуры воздуха, и, в меньшей степени, атмосферного увлажнения. Эти изменения характеризуются значительной пространственной неоднородностью и сопровождаются заметной трансформацией гидрологического режима водных объектов, стока воды, тепла и взвешены наносов и химических веществ и должны учитываться при решении проблем социально-экономическое развитие региона и сохранения благоприятных условий жизни населения. Внутригодовые и многолетние изменения притока речных вод, формируемых на территориях, покрытых преимущественно многолетнемерзлыми грунтами, оказывают заметное влияние на окружающие моря, воздействуя на циркуляцию морских водных масс, формирование и многолетнюю динамику морского льда и баланса химических веществ. Текущая долговременная фаза потепления климата сменила фазу его похолодания в 1970-1980-х годах во всех регионах водосбора Северного Ледовитого океана. Есть вероятность того, что фаза потепления климата заканчивается и ее может сменить долговременная фаза похолодания, что приведет к соответствующим гидрологическим изменениям. Антропогенные воздействия также оказывают значительное влияние на рассматриваемые гидрологические характеристики и им свойственна значительная пространственная неоднородность, и его масштабы и география заметно изменялись на протяжении последних десятилетий.
Идея разработки электронного атласа «Геосток Арктических рек России и его изменения» возникла в середине 2010-х годов. Это первый атлас о составляющих геостока и его факторах и их изменениях в современных условиях, в условиях сценарного глобального антропогенного потепления климата и теплых геологических эпох прошлого. Его Версия 1 включает в себя набор карт (и их ГИС слоев), текстовых сюжетов и статистические данные, относящихся к современным условия.
Тематически Атлас состоит из двух основных разделов. В них рассмотрены Геосток и его факторы и их изменение в современных условиях. Первый раздел включает в себяматериалы, в которых характеризуют географическое положение водосбора Северо-Евразийского сектора водосбора Северного Ледовитого океана и его природных (водосборы морей и рек) и политико-административных (государства, территории которых находятся в границах рассматриваемой части водосбора СЛО; федеральные округа и субъекты РФ), а также хозяйственные (водохозяйственные участки) регионы.
В этом разделе характеризуются природные условия, антропогенная нагрузка и составляющие геостока (стока воды, тепла, взвешенных и влекомых наносов, а также стока загрязняющих веществ и качества воды). Рассмотрены следующие особенности природных условий. Гипсометрические особенности и природных компоненты (климатические условия (включая набор основных их характеристик); природные зоны и комплексы; растительный покров и комплексы, включая их параметры; почвенный покров и его физические и химические характеристики; мерзлотные и криогенные условия; гидрогеологические, геолого- и гидрохимические гидробиологические условия; гидрографическая сеть и морфометрические характеристики водосборов. Антропогенная нагрузка характеризуется комплексными общеогеографическими и гидрологическими показателями и различными антропогенными воздействиями на составляющие геостока.
В разделе Изменение геостока и его факторов в современных условиях рассмотреныизменения природно-климатических и антропогенных факторов геостока; его климатических факторов и характеристик многолетне-мерзлых грунтов, физико-
географических характеристик и антропогенных воздействия и изменения составляющих геостока.
В Атласе предусмотрена возможность исследовать указанные выше тематические данные на основе их рассмотрения как для всего водосбора Северо-Евразийского сектора Северного Ледовитого океана (Версия 1), так и для водосборов его морей, рек, озер, водохранилищи политико-административных регионов, а также водохозяйственных участков.
Атлас включает в себя около 20 текстовых сюжетов, в которых рассмотрены климатические и гидрогеологические условия региона в целом, средние многолетние характеристики составляющих геостока и их изменения в современных условиях. При рассмотрении последних большое внимание уделяется долговременным фазам их повышенных/пониженных значений и вкладу в их изменения климатических и антропогенных факторов.
Атлас составлен из 327 геоинформационных слоев, которые были предварительно оцифрованы из изданных атласов и отдельных карт (в том числе включенных в опубликованные статьи и книги). Для подготовки значительной части карт были использованы электронные (цифровые) версии ряда опубликованных глобальных и региональных Атласов и ГИС продуктов.
Атлас это сочетание функциональных возможностей геоинформационных систем и адаптированного интерфейса. Это современный программный продукт, легко сочетающий в себе картографию с подробным описанием отдельных сюжетов. Картографический блок дает комплексное представление о положении изучаемого объекта в системе компонентов окружающей среды.
Картографический блок Атласа состоит из окна карты, списка разделов, списка тематических сюжетов, перечня картографических слоев, которые содержат различные типы объектов, инструментов (передвижение по карте, масштабирование).
Каждый из разделов картографического блока содержит:
— базовые картографические слои – картографическая основа, цифровая модель рельефа, космический снимок;
— тематические слои, отражающие характер распределения отдельных показателей по территории.
Архитектура и информационные структуры Атласа сформированы с учетом уровня знаний и навыков пользователей и объема различного рода информации о территории. Атлас является конечным продуктом, созданию которого предшествуют многие технологические процессы, которые не выполняет пользователь. Разработчиками выполнялись два очень важных этапа: сбор информации, прохождение всех этапов системы обработки географической информации.
Разработанный Атлас осуществляет динамическое формирование, пополнение и актуализацию разнообразных сведений о территории. Эти сведения основываются на заранее разработанной современной геоинформационной системе, пользователю же предоставляются комплексные сведения, в том числе и в картографической форме, о территории: рельефе, ландшафтах, почвах, климате, гидрологии, геохимии, антропогенной нагрузке и пр.
Атлас сформирован на основе более функциональной базы геоданных. Однако он не требует дополнительного дорогостоящего программного обеспечения, что существенно облегчает его использование, а дружественный интерфейс позволяет разобраться в нем даже не специалисту. Помимо того, основанный на мультимедийных технологиях, Атлас интегрирован в сетевую среду – www.arctichydro.ru/data/Atlas.html.
Несомненным достоинством Атласа являются возможности:
-хранения большого объема самой разной информации в одном программном продукте и в автономном режиме;
-увеличения (детализации) на экране целого изображения или его наиболее интересных фрагментов;
-выделения в сопровождающем изображение текстовом или другом визуальном материале «горячих областей», по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной информации;
-подключения к глобальной сети Internet;
-«свободной» навигации и выхода в основное меню;
-дружественного интерфейса, обеспечивающего лёгкость работы с атласом;
-перенастройки атласа (добавление новой информации или ее удаление).
Все имеющиеся возможности Атласа будут направлены на простоту и доступность, как тематической, так и общегеографической информации. Географическая информация представленная в электронном атласе предоставляет пользователю такие же функциональные возможности, как и геоинформационная система, но в более упрощенном варианте. Эти возможности варьируются от простого масштабирования карт до доступа к исходным данным.
При создании Атласа были использованы результаты, полученные в рамках государственного задания №0148-2019-0007 и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Поисковые фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации» и при финансовой поддержке РФФИ, гранты №18-05-60240 «Влияние изменений климата на сток воды, наносов и растворенных веществ арктических рек России в первой половине XXI века».
_____
*Геосток (в понимании С.Д. Муравейского (1960 г.) – суммарный речной сток) – «совокупность стока воды, наносов, химических веществ, биологических субстратов, тепла, отражающая условия его формирования на поверхности бассейна и перемещения по русловой сети».