Исследования лаборатории гидрофизики ИВПС КарНЦ РАН в 1991–2022 годах

Аркадий Юрьевич Тержевик, Николай Иннокентьевич Пальшин, Татьяна Владимировна Ефремова, Cергей Рэмович Богданов, Сергей Дмитриевич Голосов, Илья Сергеевич Зверев, Сергей Юрьевич Волков, Андрей Васильевич Митрохов, Сергей Игоревич Смирнов, Роман Эдуардович Здоровеннов, Галина Эдуардовна Здоровеннова, Arkady Terzhevik, Nikolai Palshin, Tatyana Efremova, Sergey Bogdanov, Sergey Golosov, Ilia Zverev, Sergey Volkov, Andrey Mitrokhov, Sergey Smirnov, Roman Zdorovennov, Galina Zdorovennova

Аннотация


Представлены сведения о направлениях и результатах исследований лаборатории гидрофизики ИВПС КарНЦ РАН за 1991-2022 гг. Сотрудники лаборатории изучают гидрофизические процессы и явления в разнотипных водоемах Карелии, в крупнейших водоемах Евразии - Онежском и Ладожском озерах, озере Байкал, в Белом море, а также в малых озерах Арктической зоны России. Приведены краткие сведения о практических разработках и фундаментальных научных результатах, достигнутых при выполнении государственного задания, международных и российских научных проектов, в том числе, выполненных совместно с отечественными и зарубежными научными и образовательными организациями. К основным результатам можно отнести выявление закономерностей формирования термического, динамического, ледового, радиационного и кислородного режимов озер в годовом цикле (с наибольшим вниманием к периоду ледостава), разработку термической модели Онежского озера, разработку и внедрение, совместно с коллегами из Института Озероведения РАН, Немецкой Службы Погоды и Института пресноводной экологии и рыбоводства внутренних вод (IGB, Германия), озерной модели FLake, разработку 3D-модели Вендюрского озера, изучение переноса энергии и парниковых газов в озерных экосистемах высоких широт совместно с коллегами из Хельсинского Университета, оценку адаптационных свойств водных экосистем Арктики в условиях меняющегося климата совместно с коллегами из СПбГУ (озера п-ова Ямал, дельты р. Лены, Кольского п-ова), изучение параметров турбулентности в покрытых льдом озерах в период весенней подледной конвекции, численное моделирование (ImplicitLES) радиационно-генерированной конвекции совместно с коллегами из Физико-механического института Санкт-Петербургского политехнического Университета Петра Великого, исследование гидрофизических процессов и явлений в заливах и бухтах Белого моря совместно с коллегами из ИВП РАН (Москва) и РГГМУ (СПб), изучение турбулентного переноса, определяющего условия роста и таяния льда в пограничном подледном слое озера Байкал совместно с коллегами из Университета Тулузы (Франция) и Лимнологического института (Иркутск).


Ключевые слова


ИВПС КарНЦ РАН; бореальные озера; термический и ледовый режимы; кислородный режим; гидродинамика; турбулентность; Белое море; Онежское озеро; численное моделирование; FLake; арктические лимносистемы

Полный текст:

PDF

Литература


Белое море и его водосбор под влиянием климатических и антропогенных факторов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 335 с.

Бояринов П. М., Петров М. П. Процессы формирования термического режима глубоких пресноводных водоемов. Л: Наука, 1991. 174 с.

Бояринов П. М., Ефремова Т. В., Пальшин Н. И., Петров М. П., Филатов Н. Н. Термика и динамика вод озера // Онежское озеро. Экологические проблемы. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 1999. С. 22-48.

Волков С. Ю., Богданов С. Р., Здоровеннова Г. Э., Здоровеннов Р. Э., Пальшин Н. И., Тержевик А.Ю. Крупномасштабная структура конвективного перемешанного слоя в мелководном озере подо льдом // Фундаментальная и прикладная гидрофизика.‎ 2019. Т. 12, № 1. С. 30-39. doi: 10.7868/S2073667319010040

Гавриленко Г. Г., Здоровеннова Г. Э., Здоровеннов Р. Э., Пальшин Н. И., Митрохов А. В., Тержевик А. Ю. Теплопоток на границе вода-донные отложения в небольшом озере // Труды КарНЦ. 2015. № 9. С. 3-9. DOI: 10.17076/lim72 Голосов С. Д., Зверев И. С., Тержевик А. Ю. Вертикальная термическая структура и теплообмен в озере в период ледостава // Труды КарНЦ. 2017. №3. С. 13-20. DOI: 10.17076/lim464

Долотов Ю.С., Филатов Н.Н., Шевченко, Немова Н.Н., Римский-Корсаков Н.А., Денисенко Н.В., Кутчева И.П., Бояринов П.М., Петров М.П., Лифшиц В.X., Платонов А.В., Демина Л.Л., Кухарев В.И., Коваленко В.Н., Здоровеннов Р.Э., Ратькова Т.Н., Сергеева О.М., Новигатский А.Н., Паутова Л.А., Филипьева К.В., Нютик Е.-М., Лоренцен X. Мониторинг приливно-отливных обстановок в эстуариях Карельского побережья Белого моря // Водные ресурсы. 2005. Т. 32. №6. С. 670-688.

Долотов Ю.С., Филатов Н.Н., Шевченко В.П., Петров М.П., Толстиков А.В., Здоровеннов Р.Э., Платонов А.В., Филиппов А.С., Бушуев К.Л., Кутчева И.П., Денисенко Н.В., Штайн Р., Заукель К. Комплексные исследования в Онежском заливе Белого моря и эстуарии реки Онега в летний период // Океанология. 2008. Т. 48. № 2. С. 276-289.

Ефремова Т. В., Пальшин Н. И., Здоровеннова Г. Э., Тержевик А. Ю. Влияние экстремально жаркого лета 2010 г. на температуру воды и распределение кислорода в озерах Карелии // Метеорология и гидрология. 2015. № 9. С. 67-75.

Ефремова Т. В., Пальшин Н. И., Белашев Б. З. Температура воды разнотипных озер Карелии в условиях изменения климата (по данным инструментальных измерений 1953-2011 гг.) // Водные ресурсы. 2016. Т. 43, № 2. С. 228-238.

Зверев И. С., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э., Пальшин Н. И., Богданов С. Р., Гавриленко Г. Г., Волков С. Ю., Ефремова Т. В., Голосов С. Д., Тержевик А. Ю. Реакция мелководного озера на ветровую нагрузку в период открытой воды (по данным численных экспериментов на 3D модели) // Труды КарНЦ РАН. 2020. №9. С. 5-17. DOI: 10.17076/lim1297

Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э., Пальшин Н. И., Тержевик А. Ю. Изменчивость термического и кислородного режимов мелководного озера зимой // Труды КарНЦ РАН. 2011. № 4. С. 57-63.

Здоровеннов Р. Э., Ефремова Т. В., Пальшин Н. И., Здоровеннова Г. Э. Роль термогидрофизических процессов в распределении хлорофилла «а» в водной толще малого мезотрофного озера // Известия РГО. 2021. №3. С.47-62 DOI: 10.31857/S0869607121030083

Здоровеннова Г.Э., Шадрина А.А., Федорова И.В. Моделирование термического режима малых арктических озер // Успехи современного естествознания. 2016. № 1. С. 111-115.

Ибраев Р. А. Математическое моделирование термогидродинамических процессов в Каспийском море. М.: Геос. 2008. 127 с.

Митрохов А. В., Пальшин Н. И. Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта. Патент на полезную модель RU 153787 U1, 27.07.2015. Заявка № 2014146400/28 от 18.11.2014.

Озера Карелии. Справочник. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2013. 464 с.

Онежское озеро. Атлас. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2010. 151 с.

Пальшин Н. И. Термические и гидродинамические процессы в озерах в период ледостава. Петрозаводск, КарНЦ РАН. 1999. 86 с.

Пальшин Н. И., Ефремова Т. В. Термическая структура озер Северо-запада России в период ледостава // География и природные ресурсы. 2017. № 2. С.100-106.

Пальшин Н. И., Здоровеннова Г. Э., Здоровеннов Р. Э., Ефремова Т. В., Гавриленко Г. Г., Тержевик А. Ю. Влияние весенней подледной освещенности и конвективного перемешивания на распределение хлорофилла «а» в малом мезотрофном озере // Водные ресурсы. 2019. Т. 46, №3. С. 259-269.

Петров М. П., Тержевик А. Ю., Пальшин Н. И., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э. Поглощение солнечной радиации снежно-ледовым покровом озер // Водные Ресурсы. 2005. Т. 32, № 5. С. 546-554.

Петров М. П., Тержевик А. Ю., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э. Особенности термической структуры мелководного озера в начале зимы // Водные Ресурсы. 2006. Т. 33, № 2. С. 154-162.

Петров М. П., Тержевик А. Ю., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э. Движения воды в мелководном озере, покрытом льдом // Водные Ресурсы. 2007. Т. 34, № 2. С. 131-140.

Радченко И. Г., Ильяш Л. В., Шевченко В. П., Здоровеннов Р. Э., Новигатский А. Н., Политова Н. В., Толстиков А. В. Пространственное распределение фитопланктона в субарктическом эстуарии (р. Кемь, Белое море) // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 335-346.

Смирнов Е. М., Зайцев Д. К. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2004. Т. 2(36). С. 70-81.

Тержевик А. Ю., Пальшин Н.И., Голосов С. Д., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э., Митрохов А. В., Потахин М. С., Шипунова Е. А., Зверев И. С. Гидрофизические аспекты формирования кислородного режима мелководного озера, покрытого льдом // Водные ресурсы. 2010. Т. 37, №5. С. 568-579.

Тержевик А. Ю., Голосов С. Д., Гавриленко Г. Г., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э., Волков С. Ю., Пальшин Н. И., Ефремова Т. В., Богданов С. Р. Возможное влияние «необычной» весны на режим растворенного кислорода в мелководном озере в летний период // Труды КарНЦ. 2017. №10. С. 17-27.

Bengtsson L., Malm J., Terzhevik A., Petrov M., Bojarinov P., Glinsky A., Palshin N. Field investigation of Winter thermo- and hydrodinamics in a small Karelian lake // Limnol. Oceanogr. 1996. V. 41, no. 7. Р. 1502-1513.

Bogdanov S., Zdorovennova G., Volkov S., Zdorovennov R., Palshin N., Efremova T., Terzhevik A., Bouffard D. Structure and dynamics of convective mixing in Lake Onego under ice-covered conditions // Inland Waters. 2019. Vol. 9, no. 2. P. 177-192. DOI: 10.1080/20442041.2018.1551655

Bogdanov S. R., Zdorovennov R. E., Palshin N. I., Zdorovennova G. E., Terzhevik A. Yu., Gavrilenko G. G., Volkov S. Yu., Efremova T. V., Kuldin N. A., Kirillin G. B. Deriving of Turbulent Stresses in a Convectively Mixed Layer in a Shallow Lake Under Ice by Coupling Two ADCPs // Fundamental and applied hydrophysics. 2021a. 14(2). P. 17–28. doi: 10.7868/S2073667321020027

Bogdanov S., Zdorovennov R., Palshin N., Zdorovennova G. Deriving Six Components of Reynolds Stress Tensor from Single-ADCP Data // Water. 2021b. Vol. 13. P. 2389. https://doi.org/10.3390/w13172389

Bogdanov S., Maksimov I., Zdorovennov R., Palshin N., Zdorovennova G., Smirnovsky A., Smirnov S., Efremova T., Terzhevik A. Anisotropic turbulence in the radiatively driven convective layer in a small shallow ice-covered lake: an observational study // Boundary Layer Meteorology. 2023a. Vol. 187. P. 295–310. https://doi.org/10.1007/s10546-022-00773-

Bogdanov S., Zdorovennov R., Palshin N., Efremova T., Zdorovennova G. Short Standing and Propagating Internal Waves in an Ice-Covered Shallow Lake // Water. 2023b. 15(14). P. 2628. https://doi.org/10.3390/w15142628

Bouffard D., Zdorovennova G., Bogdanov S., Efremova T., Lavanchy S., Palshin N., Terzhevik A., Love Råman Vinnå, Volkov S., Wüest A., Zdorovennov R., Ulloa H. N. Under-ice convection dynamics in a boreal lake // Inland Waters. 2019. Vol. 9, no. 2. P. 142-161. DOI: 10.1080/20442041.2018.1533356

Efremova T., Palshin N., Zdorovennov R. Long-term characteristics of ice phenology in Karelian lakes // Estonian Journal of Earth Sciences. 2013. 62(1). P. 33-41.

Fedorova I., Zdorovennov R., Kadutskiy V., Fedorov G., Shestakova E., Zdorovennova G., Guzeva A., Chernyshova M., Chetverova A., Frolova L., Nigamatzyanova G. Geochemical sensitivity of lacustrine ecosystems of Yamal Peninsula (Russian Arctic) to climate change // EGU General Assembly 2021, online, 19–30 Apr 2021, EGU21-15069, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu21-15069, 2021.

Glinsky A. Current meters for measurement of low-speed velocities in ice-covered lakes // Limnol. Oceanogr. 1998. 43(7). P. 1661-1668.

Golosov S., Maher O. A., Schipunova E., Terzhevik A., Zdorovennova G., Kirillin G. Physical background of the development of oxygen depletion in ice-covered lakes // Oecologia. 2007. Vol. 151. P. 331-340. DOI: 10.1007/s00442-006-0543-8.

Golosov S., Terzhevik A., Zverev I., Kirillin G., Engelhardt C. Climate change impact on thermal and oxygen regime of shallow lakes // Tellus A. 2012. Vol. 64. P. 17264. DOI: 10.3402/tellusa.v64i0.17264

Golosov S., Zverev I., Shipunova E., Terzhevik A. Modified parameterization of the vertical water temperature profile in the FLake model // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2018. Vol. 70, no. 1. P. 1441247. DOI: 10.1080/16000870.2018.1441247

Kirillin G., Engelhardt C., Golosov S., Hintze T. Basin-scale internal waves in the bottom boundary layer of ice-covered Lake Müggelsee, Germany // Aquatic Ecology. 2009. Vol. 43. P. 641–651. DOI 10.1007/s10452-009-9274-3

Kirillin G., Leppäranta M., Terzhevik A., Granin N., Bernhardt J., Engelhardt C., Efremova T., Golosov S., Palshin N., Sherstyankin P., Zdorovennova G., Zdorovennov R. Physics of seasonally ice-covered lakes: a review // Aquatic Sciences. 2012. Vol. 74. P. 659-682. DOI 10.1007/s00027-012-0279-y.

Kirillin G., Terzhevik A. Thermal instability in freshwater lakes under ice: Effect of salt gradients or solar radiation? // Cold Reg. Sci. Technol. 2011. Vol. 65. P. 184-190.

Kirillin G., Hochschild J., Mironov D., Terzhevik A., Golosov S., Nützmann G. FLake-Global: Online lake model with worldwide coverage // Environmental Modelling & Software. 2011. Vol. 26. P. 683-684.

Kirillin G., Aslamov I., Granin N., Kozlov V., Zdorovennov R. Turbulence in the stratified boundary layer under ice: Observations from Lake Baikal and a new similarity model // Hydrology and Earth System Sciences. 2020. Т. 24, no. 4. P. 1691-1708.

Kouraev A. V., Zakharova E. A., Rémy F., Kostianoy A. G., Shimaraev M. N., Hall N. M. J., Zdorovennov R. E., Suknev A. Ya Giant ice rings on lakes andfield observations of lens-like eddies in the Middle Baikal (2016–2017) // Limnology and Oceanography. 2019, Vol. 64, Issue 6. P. 2738-2754doi: 10.1002/lno.11338

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A field study of Thermo- and Hydrodynamics in three Small Karelian Lakes during winter 1994/1995. Department of Water Resources Engineering. Institute of Technology. University of Lund. 1996. Rep. №. 3197. 220 p.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A field study on currents in a shallow ice-covered lake // Limnol. Oceanogr. 1998. Vol. 43. P. 1669-1679.

Mironov D., Terzhevik A., Kirillin G., Jonas T., Malm J., Farmer D. Radiatively-driven convection in ice-covered lakes: observations, scaling and a mixed-layer model // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, no. C4. P. 7-1-7-16.

Mironov D., Heise E., Kourzeneva E., Ritter B., Schneider N., Terzhevik A. Implementation of the lake parameterisation scheme FLake into the numerical weather prediction model COSMO // Boreal Env. Res. 2010. Vol. 15. P. 218-230.

Palshin N. I., Bogdanov S. R., Zdorovennova G. E., Zdorovennov R. E., Efremova T. V., Belashev B. Z., Terzhevik A. Yu. Short Internal Waves in a Small Ice-Covered Lake // Water Resources. 2018. Vol. 45, no. 5. P. 695–705. DOI: 10.1134/S0097807818050159

Smirnov S., Smirnovsky A., Zdorovennova G., Zdorovennov R., Palshin N., Novikova I., Terzhevik A., Bogdanov S. Water Temperature Evolution Driven by Solar Radiation in an Ice-Covered Lake: A Numerical Study and Observational Data // Water. 2022. Vol. 14(24). P. 4078. https://doi.org/10.3390/w14244078

Terzhevik A., Golosov S., Palshin N., Mitrokhov A., Zdorovennov R., Zdorovennova G., Kirillin G., Shipunova E., Zverev I. Some features of the thermal and dissolved oxygen structure in boreal, shallow ice-covered Lake Vendyurskoe, Russia // Aquatic Ecology. 2009. Vol. 43. P. 617-627. DOI 10.1007/s10452-009-9288-x.

Volkov S., Bogdanov S., Zdorovennov R., Zdorovennova G., Terzhevik A., Palshin N., Bouffard D., Kirillin G. Fine scale structure of convective mixed layer in ice-covered lake // Environ. Fluid Mech. 2018. Vol. 19, no. 3. P. 751-764. DOI 10.1007/s10652-018-9652-2

Volkov S. Yu., Bogdanov S. R., Zdorovennov R. E., Palshin N. I., Zdorovennova G. E., Efremova T. V., Gavrilenko G. G., Terzhevik A. Yu. Resonance Generation of Short Internal Waves by the Barotropic Seiches in an Ice-Covered Shallow Lake // Physical oceanography. 2020. Vol. 27, Iss. 4. P. 407-422.

Weyhenmeyer G.A., Obertegger U., Rudebeck H. Jakobsson E., Jansen J., Zdorovennova G., Bansal S, Block B.D., Carey C.C., Doubek J.P., Dugan H., Erina O., Fedorova I., Fischer J.M., Grinberga L., Grossart H.P., Kangur K., Knoll L.B., Laas A., Lepori F., Meier J., Palshin N., Peternell M., Pulkkanen M., Rusak J.A., Sharma S., Wain D., Zdorovennov R. Towards critical white ice conditions in lakes under global warming // Nature Communications. 2022. Vol. 13. P. 4974. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32633-1

White sea: its marine environment and ecosystem dynamics influenced by global change. Springer-Verlag London Ltd, 2005. 444 р.

Woolway R. I., Merchant C. J. Worldwide alteration of lake mixing regimes in response to climate change // Nature Geoscience. 2019. Vol. 12. P. 271-276. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0322-x

Zdorovennov R., Palshin N., Zdorovennova G., Efremova T., Terzhevik A. Interannual variability of ice and snow cover of a small shallow lake // Estonian Journal of Earth Sciences. 2013. Vol. 62. P. 26-32.

Zdorovennov R. E., Gavrilenko G. G., Zdorovennova G. E., Palshin N. I., Efremova T. V., Golosov S. D., Terzhevik A. Yu. Optical properties of Lake Vendyurskoe // Geography, Environment, Sustainability. 2016. Vol. 9, no. 3. P. 74-87.

Zdorovennov R., Golosov S., Zverev I., Zdorovennova G., Fedorova I. Arctic climate variability and ice regime of the Lena River delta lakes // E3S Web of Conferences. 2020. 163, P. 04008, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016304008

Zdorovennova G., Palshin N., Efremova T., Zdorovennov R., Gavrilenko G., Volkov S., Bogdanov S., Terzhevik A. Albedo of a Small Ice-Covered Boreal Lake: Daily, Meso-Scale and Interannual Variability on the Background of Regional Climate // Geosciences. 2018. Vol. 8. P. 206. DOI: 10.3390/geosciences8060206

Zdorovennova G., Palshin N., Golosov S., Efremova T., Belashev B., Bogdanov S., Fedorova I., Zverev I., Zdorovennov R., Terzhevik A. Dissolved Oxygen in a Shallow Ice-Covered Lake in Winter: Effect of Changes in Light, Thermal and Ice Regimes // Water. 2021. Vol. 13(17). P. 2435. https://doi.org/10.3390/w13172435




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim1809

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019