Processes in GeoMedia—Volume IX
- 2026
- Buch
- Herausgegeben von
- Tatiana Chaplina
- Buchreihe
- Springer Geology
- Verlag
- Springer Nature Singapore
Über dieses Buch
Dieses Buch enthält neue Ergebnisse theoretischer und experimenteller Studien verschiedener Größenordnungen der Prozesse, die auf der Erde ablaufen, einschließlich der Lithosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre. Die intensive Entwicklung der Forschung in diesen Bereichen ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen: 1) die weit verbreitete Einführung der Computertechnologie, die die Berechnung komplexer Phänomene ermöglicht, 2) die Erfindung und Verbesserung einer neuen Generation geophysikalischer Instrumente wie Fernbeobachtungssysteme auf der Grundlage von Schiffen, Flugzeugen und Satelliten, die eine große Menge an Daten liefern, um objektiv ein umfassendes Bild der Prozesse widerzuspiegeln, 3) die Entwicklung von Messtechniken, die Möglichkeiten für kontrollierbare und reproduzierbare Labordatenerfassung zur Generierung neuer Ideen und Konzepte schaffen. Das Buch: Bereichert das Verständnis der geophysikalischen Prozesse, die in verschiedenen Umgebungen (Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre) ablaufen. Es widmet sich den wichtigen Fragen, vor denen die Menschheit steht, einschließlich der Erhaltung der Natur und der Energieversorgung. Es schlägt neue Ansätze zur Entwicklung verschiedener Energiequellen auf dem Planeten vor. Es umfasst die Ergebnisse theoretischer und experimenteller Studien zur Entwicklung geomechanischer Ansätze zur Kohlenwasserstoffproduktion. Enthält die Ergebnisse neuerer Forschungen im Bereich der Interaktionen von Lithosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre verschiedener Größenordnungen, des Energieaustauschs der Atmosphäre und des Ozeans, einschließlich Veränderungen unter anthropogenen Einflüssen.
Mit KI übersetzt
Über dieses Buch
This book includes new results of theoretical and experimental studies of various scales of the processes occurring on the earth including the lithosphere, atmosphere, and hydrosphere. Intensive development of research in these areas is due to several factors: 1) the widespread introduction of computer technology, allowing the calculation of complex phenomena, 2) the invention and improvement of a new generation of geophysical instruments such as remote observation systems based on ships, aircraft, and satellites, providing a large amount of data to objectively reflect a broad picture of the processes, 3) the development of measurement techniques, creating opportunities for controllable and reproducible laboratory data acquisition for generation of new ideas and concepts.
The book:
Enriches the understanding of the geophysical processes taking place in various environments (lithosphere, hydrosphere, atmosphere) Is devoted to the important issues that humanity is facing, including the preservation of nature and the energy provision Suggests new approaches to development of various energy sources on the planet Includes the results of theoretical and experimental studies on the development of the geomechanical approaches for hydrocarbon production Contains the results of recent research in the field of interactions of the lithosphere, atmosphere and hydrosphere of various scales, energy exchange of the atmosphere and the ocean, including changes under anthropogenic influences Proposes new physical and mathematical models of processes occurring in the environment, both natural and anthropogenic, as well as elaboration of existing ones
This collected research is a valuable resource for specialists working in the oil, gas, and engineering industry to improve their understandings of the field.
Anzeige
Inhaltsverzeichnis
-
Frontmatter
-
Ecological Aspects in the Creation and Application of New Oil and Gas Production Technologies
V. I. Karev, Yu. F. KovalenkoDieses Kapitel befasst sich mit den ökologischen Herausforderungen des Hydraulic Fracturing, einer weit verbreiteten Methode zur Öl- und Gasförderung aus Reservoirs mit geringer Durchlässigkeit. Sie unterstreicht die ökologischen Nachteile wie Wasserverbrauch, chemische Kontamination und die Bildung großer Risse, die zu erheblichen ökologischen Schäden führen können. Der Text führt innovative, umweltfreundliche Technologien ein, einschließlich der Methode der Wellenbewegung und des geomechanischen Ansatzes, die darauf abzielen, die Durchlässigkeit des Gesteins in der unteren Bohrlochzone wiederherzustellen. Ein bemerkenswerter Schwerpunkt liegt auf der Methode Directional Unloading Reservoir (DUR), die ein System von Mikro- und Makrorissen schafft, um die Brunnenproduktivität zu steigern, ohne die mit dem Hydraulic Fracturing verbundenen Umweltgefahren in Kauf zu nehmen. In diesem Kapitel wird auch die Bedeutung von Vorstudien und der Einsatz spezieller Ausrüstung wie dem Triaxial Independent Loading Test System für die effektive Umsetzung diskutiert. Die Schlussfolgerung betont das Potenzial geomechanischer Technologien zur Verringerung von Umweltrisiken bei der Erschließung von Öl- und Gasfeldern, unterstützt durch erfolgreiche Pilotversuche in verschiedenen Regionen.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe article considers the problems associated with environmental risks in hydraulic fracturing and substantiates the necessity of careful planning of hydraulic fracturing operation before its implementation to minimize these risks. It is shown that in many cases it can be replaced by effective environmentally safe methods of impact on the borehole zone of the reservoir, and the result from their application is often more significant than when using hydraulic fracturing. The technology of directed unloading reservoir developed on the basis of geomechanical approach is given as an example. -
Mathematical Modeling of Acoustic Fields in the Black Sea
Yu. I. Papkova, S. O. PapkovDieses Kapitel beschäftigt sich mit der mathematischen Modellierung akustischer Felder im Schwarzen Meer und konzentriert sich dabei auf den Einfluss saisonaler Schwankungen und geoakustischer Eigenschaften. Die Studie stellt ein nicht einheitliches akustisches Wellenleitermodell vor, das die einzigartigen Eigenschaften des Schwarzen Meeres berücksichtigt, einschließlich der saisonalen Schwankungen in der oberen Wasserschicht und der geoakustischen Eigenschaften der Bodensedimente. Das Modell verwendet die Normal-Mode-Methode, um Schallpotentialfunktionen sowohl in Wasser als auch in elastischen Schichten zu konstruieren, was zu einer Dispersionsgleichung zur Bestimmung komplexer Eigenwerte führt. Der Text untersucht auch die Konstruktion annähernder Funktionen für das Schallgeschwindigkeitsprofil, das für die Lösung direkter und umgekehrter Probleme der Schallausbreitung von entscheidender Bedeutung ist. Numerische Ergebnisse werden präsentiert, um die Anwendbarkeit des Modells zu veranschaulichen und zu zeigen, wie Unterschiede in der Dicke flüssiger und elastischer Sedimentschichten die Eigenschaften des Wellenleiters beeinflussen. Das Kapitel schließt mit Einblicken in den Einfluss elastischer Schichten auf Schallverluste und die Verteilung des Schalldrucks und liefert ein umfassendes Verständnis der Schallausbreitung im Schwarzen Meer.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe results of in situ measurements of sound speed in the marine environment in the coastal part of the Black Sea are analyzed. Based on the processing of the measurement results, a flat-layered model of waveguide sound propagation is proposed. This model includes a water layer with a non-uniform sound speed profile lying on a layer of liquid sediments (sea silt), which, in turn, lie on an elastic layer of bottom sediments. The lower boundary of the waveguide is assumed to be absolutely rigid, which approximately corresponds to a foundation in the form of rocks. For the first time, a Green's function is constructed for this model, which allows expressing the sound pressure potential as a sum of normal modes. The paper provides examples of numerical modeling. -
Cosmogony of Open Solar System (I): Formation of Giant Planets and Origin of the Moon
A. A. BarenbaumDas Kapitel befasst sich mit der Entstehung von Riesenplaneten und dem Ursprung des Mondes und präsentiert ein neues kosmogonisches Konzept namens "Cosmogony of Open Solar System (COSS)". Dieses Konzept stellt die traditionelle Kant-Laplace-Hypothese in Frage, indem es den Einfluss galaktischer Kometen und den Tod des Planeten Phaeton berücksichtigt. Der Text untersucht die zweistufige Entstehung von Planeten, die Rolle des Phaeton in der Evolution des Sonnensystems und die Entstehung des Mondes aus dem Oberflächenmaterial der Erde. Sie vergleicht auch die inneren Strukturen von Erde und Mond und gibt Einblicke in ihre Entstehung und Evolution. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Implikationen des COSS-Konzepts für das Verständnis der Geschichte des Sonnensystems und der Prozesse, die seinen gegenwärtigen Zustand prägten.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe cosmogonical concept of the “Cosmogony of Open Solar System (COSS)” is discussed. Unlike the Kant–Laplace cosmogony, this concept takes into account the influence of processes in Galaxy on the formation and evolution of Solar System and its planets. Taking into account the phenomenon of jet outflow discovered in Galaxy, the COSS concept postulates that in history of Solar System development there were at least two main cycles of planet formation. At the first stage, presumably 6.6 billion years ago, the Sun and planets arose, and at the second stage 4.6 billion years ago, caused by destruction of planet Phaeton, the Solar System acquired its modern appearance. The adequacy of the two-stage formation of Solar System is substantiated by the agreed solution based on COSS concept to three problematic issues of cosmogony: (1) the origin of giant planets, (2) the nature of meteoritic matter, and (3) the formation of the Moon. In the modern cosmogony of Solar System, these issues are resolved independently and do not yet have a satisfactory explanation. -
Cosmogony of Open Solar System (II): Model of Secondary Planet Formation, Secondary Accretion Disk of the Sun, Formation of Satellites of Giant Planets, Molchanov’s Resonance, Titius–Bode Rule
A. A. BarenbaumDas Kapitel befasst sich mit den komplexen Prozessen bei der Entstehung des Sonnensystems, insbesondere mit der sekundären Akkretionsscheibe der Sonne und der anschließenden Entstehung von Riesenplaneten und ihren Satelliten. Es werden zwei phänomenologische Modelle vorgestellt, die darauf ausgelegt sind, diese Prozesse unter den Bedingungen "offener" Systeme zu untersuchen, wo traditionelle physikalische Theorien und Methoden der Himmelsmechanik begrenzt sind. Der Text untersucht die integralen Parameter der primären und sekundären Akkretionsscheiben und stellt ihre Unterschiede in der Verteilung der durchschnittlichen Materiedichte fest. Erörtert wird auch die zweistufige Entstehung von Riesenplaneten und die intensive Bildung regelmäßiger Satelliten in den ersten 100 Millionen Jahren nach der Zerstörung des Phaeton. Das Kapitel beleuchtet die Rolle zyklischer Bombardierungen durch galaktische Kometen und die Bildung von Satelliten- "Embryonen" aus Kometen-Asteroiden und die Substanz riesiger Planeten. Darüber hinaus untersucht sie das Phänomen der parametrischen Resonanz in Satellitensystemen von Riesenplaneten und gibt Einblicke in die Quantifizierung ihrer Umlaufbahnen. Der Text endet mit einer Diskussion über die Titius-Bode-Regel und ihre Auswirkungen auf die aktuelle Konfiguration des Sonnensystems.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe article continues the substantiation of the cosmogonic concept COSS (Cosmogony of Open Solar System), which for the first time takes into account influence of jet outflow phenomenon on the Solar System origin. The development of Solar System and its planets at the second stage of their formation, initiated by the beginning of destruction of the planet Phaeton 4.567 billion years ago, is discussed. This stage of evolution of Solar System and its planets is currently practically unstudied in theoretical terms. In addition to the issues of the giant planets formation, the nature of meteoritic matter and the Moon origin considered in Article 1, from the standpoint of COOS concept we discuss two more issues: (1) a model of the secondary accretion Sun disk, in which the formation of giant planets and their satellites occurred and (2) the multi-frequency parametric resonance taking place in Solar System, explaining the Titius–Bode rule for planets. -
Weather Conditions of the Winter–Spring Season in Moscow in Early 2025
D. M. Frolov, V. E. Gagarin, A. V. Koshurnikov, G. A. RzhanitsynDie Winter-Frühjahrssaison 2024 / 2025 in Moskau war von ungewöhnlichen Wetterbedingungen mit einer positiven Durchschnittstemperatur im Januar und minimaler Schneedecke geprägt. Dieses Kapitel vertieft die heterogenen Wettermuster, die während dieses Zeitraums beobachtet wurden, und hebt die signifikanten Temperaturanomalien und das Fehlen einer stabilen Schneedecke hervor. Die Studie verwendete fortschrittliche Messsysteme, um Temperaturschwankungen in der Oberflächenluftschicht zu überwachen und so detaillierte Einblicke in den thermischen Zustand der Umwelt zu gewinnen. Die Analyse zeigt, dass der Januar 2025 16 Tage mit positiven Durchschnittstemperaturen erlebte, wobei die Mindesttemperatur an 11 Tagen über Null blieb. Der Februar 2025 war etwas wärmer als gewöhnlich, mit Niederschlagsmengen, die deutlich unter dem Mehrjahresdurchschnitt lagen. Das Kapitel diskutiert auch die Auswirkungen dieser Wettermuster auf Studien zum Klimawandel und betont, wie wichtig es ist, Häufigkeit und Auswirkungen gefährlicher Wetterereignisse zu verstehen. Die detaillierte Untersuchung der Dynamik von Temperatur und Schneedecke bietet wertvolle Einblicke in die sich entwickelnden Klimabedingungen in Moskau und deren umfassendere Auswirkungen auf die Umweltwissenschaften.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractIn 2024, Russia recorded its second warmest year since 1891, second only to 2020. The main consequences of climate change for Russia are melting glaciers and increased frequency of hazardous weather events, which makes the study of winter weather conditions relevant. The 2024/2025 winter season in Moscow was characterised by heterogeneity: snow cover was established in late November and existed until January, reaching a height of 20 cm, but then collapsed. January 2025 was the second January in history with a positive average temperature (+0.1 °C), more than 6 °C above normal, with 16 days of abnormally high temperatures. February 2025 was slightly warmer than normal with less precipitation. The average monthly temperature was −4.8 °C and precipitation was 6 mm. Snow cover was erratic during the month, reaching its maximum height only in the middle of the month. A special system with thermal sensors was used for temperature measurements, and the data were transferred for analysis and graphing in MATLAB, allowing us to observe changes in the thermal state of the air and snow. -
Trace Еlements of Oil Fields of the Orenburg Region
G. A. PonomarevaDieses Kapitel befasst sich mit dem Vorhandensein von über 70 verschiedenen Elementen im Öl, wobei der Schwerpunkt auf den Ölfeldern der Region Orenburg liegt. Es hebt die erheblichen Konzentrationen von Vanadium, Titan und Nickel hervor, die nicht nur die Ölraffinerungsprozesse erschweren, sondern auch Umweltgefahren darstellen. Die Studie untersucht die Verteilung dieser Metalle auf verschiedene Ölfelder und geologische Schichten und zeigt höhere Konzentrationen in Karbon-Lagerstätten als in Devon-Lagerstätten. Die Analyse untersucht auch das wirtschaftliche Potenzial der Gewinnung dieser Metalle aus Öl und stellt fest, dass Technologien zur Gewinnung von Vanadium und Nickel bereits existieren. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Wichtigkeit, Öl und Ölprodukte angesichts der hohen Metallkonzentrationen in den Ölfeldern der Region Orenburg als wertvolle organomineralische Rohstoffe zu betrachten.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe work is conditioned by the need to study the concentrations of microcomponents of hydrocarbon raw materials, which makes it possible to consider oil and its derivatives as valuable organomineral raw materials, as well as to solve a number of fundamental problems such as the origin of metals in oil, oil itself, and a number of others. To date, more than 70 different elements have been found in oil, including metals, the concentrations of which change very widely: from traces to hundreds of grams per ton of oil, which became possible as a result of the development of analytical methods. The increased content of trace elements is usually characteristic of highly viscous heavy oils and natural bitumen. Thus, significant amounts of vanadium, titanium, and a number of other metals are contained in oil, which may allow expanding their mineral resource base in the near future. Vanadium and nickel will probably play the most prominent role, as technologies for extracting them from oil already exist. On the other hand, the presence of these metals in oil, petroleum products, natural bitumen, asphaltites, and other naphthoid products greatly complicates the refining processes. It should also be noted that many forms of metals contained in oil, oil waste, and petroleum products, primarily vanadium, pose a serious environmental hazard. Metal compounds are toxic, they can affect the respiratory, digestive, circulatory and nervous systems, as well as cause inflammatory and allergic skin diseases. In this regard, the concentrations and distribution of metals in the oil fields of the Orenburg region of the Volga-Ural oil and gas province were studied. As a result of the conducted research, additional data was obtained on the content of a number of metals in the oils of the Buzuluk depression deposits—copper, lead, chromium, titanium, molybdenum, zirconium, vanadium, nickel, cobalt, gold, silver, palladium, and platinum. It has been established that the oil from the Orenburg deposits is enriched with a number of metals, such as titanium, vanadium, and zirconium. The age levels differ in the nature of the accumulation and distribution of the studied metals. Comparatively high concentrations of metals in oil are found in the deposits of the lower and middle carboniferous. -
Long-Term Variability of the Ice Regime in the Mouth Areas of Tributaries of the Western Coast of the White Sea Against the Backdrop of Climate Change
V. N. BaklaginDieses Kapitel untersucht die langfristige Variabilität der Eisregime in den Zuflüssen der Westküste des Weißen Meeres und konzentriert sich auf die Auswirkungen des Klimawandels. Zu den Schlüsselthemen gehören die Analyse der Eisbildung und des Auflösungsdatums, der Einfluss der Lufttemperatur auf Eisphänomene und die statistischen Methoden zur Bewertung dieser Veränderungen. Die Studie zeigt signifikante Veränderungen im Eisregime, wie spätere Frostdaten und früheres Aufbrechen des Eises, die auf steigende Lufttemperaturen zurückzuführen sind. Diese Ergebnisse sind von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der hydrologischen Vorhersage und das Verständnis der umfassenderen Auswirkungen des Klimawandels auf die arktischen Gewässer. Die Forschungsergebnisse unterstreichen auch die Notwendigkeit aktualisierter Methoden in der Hydroprognose, um den jüngsten Klimatrends Rechnung zu tragen, und liefern wertvolle Erkenntnisse für Fachleute auf diesem Gebiet.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe paper presents the results of statistical analysis of data on the main elements of the ice regime of the rivers of the western coast of the White Sea (Republic of Karelia and Arkhangelsk Region) for the period 1956–2020. General patterns of long-term variability of ice regime formation processes along with climate changes that occurred during the period under review are revealed. -
Tsunamis Are an Urgent World Problem
K. V. Pokazeev, T. O. ChaplinaDieses Kapitel geht dem dringenden globalen Problem der Tsunamis nach und untersucht ihre Ursachen, Eigenschaften und die verheerenden Auswirkungen, die sie auf Küstenregionen haben. Es bietet eine detaillierte Analyse historischer Tsunamis und beleuchtet die bedeutendsten Ereignisse der letzten 120 Jahre, einschließlich des katastrophalen Tsunamis im Indischen Ozean 2004. Der Text diskutiert die primären Ursachen von Tsunamis wie Erdbeben, Vulkanausbrüche und Erdrutsche und erläutert die wissenschaftlichen Prinzipien, die ihrer Entstehung und Ausbreitung zugrunde liegen. Außerdem werden die Fortschritte bei den Tsunami-Warnsystemen untersucht, darunter das Pazifische Tsunami-Warnsystem, Japans hoch entwickeltes System und das Indische Tsunami-Warnzentrum. Das Kapitel betont die Bedeutung von Frühwarnsystemen zur Abmilderung der Auswirkungen von Tsunamis und zur Rettung von Leben. Darüber hinaus untersucht es den Einsatz von Labormodellen und hydrodynamischen Simulationen, um den Wellenanstieg und die Entwicklung einer tsunamiresistenten Infrastruktur zu verstehen. Die Schlussfolgerung unterstreicht die anhaltende Relevanz des Tsunami-Problems und die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Verbesserung der Warnsysteme und der Katastrophenvorsorge.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractTsunamis belong to the group of the most terrible natural disasters. The catastrophic tsunami events at the beginning of the third millennium demonstrated the need to improve existing tsunami warning systems and to conduct a wide range of scientific research on tsunamis. The recent development of warning systems should significantly improve their effectiveness and make living in coastal regions safer. -
On Lagrangian Description of Standing Surface Gravity Waves
V. A. Kalinichenko, A. O. FomenkoDieses Kapitel vertieft sich in die komplexe Welt nichtlinearer stehender Oberflächengravitationswellen, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Beschreibung auf Lagrange'schen Variablen liegt. Die Studie verwendet asymptotische Methoden, um annähernde Lösungen für Wellenprofile zu erhalten, die dann mit experimentellen Daten verglichen werden, um ihre Genauigkeit zu bestätigen. Schlüsselthemen sind die Ableitung von Wellenprofilen in Lagrange'schen Variablen, der Übergang zu Euler' schen Variablen und die Verifizierung integraler Beziehungen. Die Analyse untersucht auch das Verhalten von Wellenknoten und den Vergleich theoretischer Modelle mit experimentellen Daten, wobei die Grenzen der Anwendbarkeit sowohl Lagrangischer als auch Euler'scher Beschreibungen aufgezeigt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Lagrange'sche Variablen eine genauere Beschreibung von Wellenprofilen liefern, insbesondere in größeren Tiefen, und die Obergrenze ihrer Anwendbarkeit ist deutlich höher als die der Euler' schen Variablen. Diese umfassende Studie bietet wertvolle Einblicke in die nichtlineare Dynamik stehender Wellen und ist daher eine wichtige Lektüre für Fachleute der Strömungsdynamik und verwandter Fachgebiete.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe article presents the results of the analysis of finite-amplitude standing surface waves in Lagrangian variables using asymptotic methods that allow describing the wave profile in parametric form. The formulas for the transition from Lagrangian variables to Eulerian variables are given. The integral estimates of the accuracy of using Lagrangian and Eulerian variables are presented. Theoretical wave profiles are compared with experimental data on the excitation of Faraday waves on the surface of a liquid of different depths. The limits of applicability of the theoretical model for wave steepness and liquid depth are obtained. It is shown that Lagrangian approximation is more accurate than the Eulerian counterpart of the same order. -
Mechanical Tests of Frozen Snow, Ice and Frozen Ground
D. M. Frolov, A. V. Koshurnikov, V. E. Gagarin, G. A. RzhanitsynDieses Kapitel untersucht die mechanischen Eigenschaften von gefrorenem Schnee, Eis und gefrorenem Boden und betont ihr Potenzial als Baumaterial in polaren Regionen. Es beginnt damit, den Einfallsreichtum indigener Völker wie der Eskimos hervorzuheben, die Schnee und Eis seit langem für den Bau von Iglus nutzen. Die Studie geht dann auf moderne Technik über und zeigt M.M. Krylows innovative Kühlhäuser aus Eis, die Nachhaltigkeit und Energieeffizienz demonstrieren. Das Kapitel befasst sich auch mit der kritischen Notwendigkeit mechanischer Tests dieser Materialien, um die Stabilität unterirdischer Lagerstätten in gefrorenen Zonen, insbesondere unter den Bedingungen des Klimawandels, zu gewährleisten. Durch umfangreiche Labortests enthüllt die Studie das einzigartige mechanische Verhalten von gefrorenem Sand, Lehm, Schnee und Eis und liefert wesentliche Daten für die Planung von Permafrostanlagen. Die aus diesen Versuchen gewonnenen Druck-Dehnungs-Kurven veranschaulichen den unterschiedlichen Grad an Kompressibilität und Plastizität der Materialien und bieten Ingenieuren und Forschern wertvolle Erkenntnisse. Das Kapitel schließt mit der Betonung, wie wichtig es ist, diese Eigenschaften zu verstehen, um das Ressourcenmanagement und die Infrastrukturentwicklung in den Polarregionen zu verbessern.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThis chapter examines the use of frozen snow, ice, frozen sand and clay as building materials in polar regions for construction, including underground storage facilities. Rapid climate change in the polar regions makes it necessary to maintain sustainable infrastructure, and snow, ice and frozen ground, due to its mechanical properties at low temperatures, become a promising option. For the reliable construction of these structures, calculations and modelling of the mechanical stability of these structures are important. To determine the calculation coefficients and modelling parameters, mechanical tests of the constituent frozen rocks are necessary. The paper presents the results of such laboratory mechanical tests. -
On the Existence of Hydrodynamic Connection Between the Outputs of Intensive Energy-Carrying Intramantle Vortexes and Its Influence on the Change of the Caspian Sea Level and Bottom Relief
S. Yu. KasyanovDieses Kapitel vertieft sich in das komplizierte System heißer, intensiver Wirbel, die sich im Erdmantel gebildet haben, und konzentriert sich auf drei große energieführende Intramantel-Wirbel: Himalaya-Tian-Shan-Kolyma, Kolyma-Yellowstone und Yellowstone-Mittelmeer. Die Analyse stützt die Existenz einer hydrodynamischen Verbindung zwischen Wirbel (1) im Himalaya-Tian Shan und Wirbel (3) im Mittelmeer und Schwarzen Meer, wobei heiße Materie unter dem Kaspischen Meer hindurchfließt. Die Studie beleuchtet den Einfluss dieser Wirbel auf den Meeresspiegel und das Bodenrelief des Kaspischen Meeres sowie auf das Klimaregime des Schwarzen und des Asowschen Meeres. Das Kapitel untersucht auch die Rolle astronomischer Faktoren bei der Bestimmung des Zustandes des Intramantel-Wirbelsystems. Durch die Untersuchung von Gravitationsanomalenkarten und topographischen Daten liefert der Text ein umfassendes Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Wirbeln und ihren geologischen und klimatischen Auswirkungen.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe chapter shows that in the Earth’s mantle between the outlets of two hot energy-carrying intense vortices located beneath the Himalaya-Tian Shan Mountain Ring and beneath the area of the Mediterranean and Black Seas, an exchange of matter can occur. The hydrodynamic communication channel between these outlets passes under the Caspian Sea, the Caucasus, and the Black Sea. The flows of hot molten mantle matter between the two outlets of intense vortices are controlled by astronomical factors through the attraction of the planets of the solar system and cause changes in the pressure in the mantle under the Caspian Sea, leading to corresponding changes in the relief of the Caspian Sea floor and level, and also cause changes in the flows of endogenous heat into the waters of the Black and Azov Seas. All the above-mentioned geological and climatic changes are controlled by astronomical factors. -
Features of Seiche Oscillations in the System of Adjacent Bays
Yu. V. Manilyuk, S. V. Dovgaya, V. V. FominDieses Kapitel vertieft sich in die komplizierte Dynamik der Seiche-Oszillationen in Systemen benachbarter Buchten und beleuchtet die potenziellen Gefahren, die sie für die Küsteninfrastruktur und festgemachte Schiffe darstellen. Die Studie nutzt fortgeschrittene numerische Modellierungen mit dem hydrodynamischen Modell FUNWAVE, um die Auswirkungen solitärer Wellen wie Tsunamis auf zwei Buchten unterschiedlicher Größe zu simulieren. Schlüsselergebnisse zeigen, dass der Helmholtz-Modus, die längste Periodenoszillation, in größeren Buchten dominiert und kleinere benachbarte Buchten erheblich beeinflussen kann. Die Forschung untersucht auch, wie die Entfernung zwischen den Buchten die Intensität dieser Oszillationen beeinflusst, wobei bemerkenswerte Wechselwirkungen und Energieaustausche beobachtet werden. Darüber hinaus untersucht die Studie die Erzeugung von Transversalseichen durch einsame Wellen, die hohe Intensitäten erreichen und Schiffe in Häfen gefährden können. Die Schlussfolgerungen liefern entscheidende Einblicke in das Verhalten von Seichenschwingungen in vernetzten Buchtsystemen und liefern wertvolle Daten für die Konzeption und den Bau künstlicher Häfen, um potenzielle Gefahren abzumildern.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe expansion of the mode composition and amplification of long-wave oscillations in systems of adjacent bays due to their coupling through entrances can make a serious threat to the operation of ports and their coastal infrastructure. Based on the nonlinear numerical model FUNWAVE (fully nonlinear WAVE model), seiche oscillations in a system of two adjacent model bays of different sizes, excited by the action of a soliton, were studied. It was found that the large bay A has a significant effect on oscillations in the adjacent smaller bay B, in which, due to the coupling, an intense oscillation with a period corresponding to the Helmholtz mode of bay A is generated, dominating over all other eigenmodes. The condition under which the Helmholtz mode of bay A does not penetrate into bay B was obtained. Higher frequency eigenmodes are also excited in the bays under consideration. Their intensity is low and weakly depends on the distance between the bays. -
Thermal and Radiation Regime Modern Changes of the Asian Territory of Russia, as Well as the Movement of the North Magnetic Pole
A. V. Kholoptsev, R. G. Shubkin, A. N. BaturoDieses Kapitel vertieft sich in die komplizierte Beziehung zwischen der Bewegung des Nordmagnetischen Pols und den Wärme- und Strahlungsregimen des asiatischen Territoriums Russlands. Es identifiziert die wichtigsten Trends im gesamten Ozongehalt und im Fluss der Sonneneinstrahlung, insbesondere während der Frühlingsmonate, und untersucht, wie diese Trends durch die Bewegung des Pols beeinflusst werden. Das Kapitel untersucht auch die erheblichen Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Klimaerwärmung und die Brandgefahr in der Region. Darüber hinaus werden die Bereiche hervorgehoben, in denen die Korrelation zwischen Sonnenaktivität und Schwankungen des Gesamtozongehalts, der Oberflächentemperaturen und des Sonneneinstrahlungsflusses am ausgeprägtesten ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Annäherung des Nordmagnetischen Pols an Russland ein bedeutender Faktor für Klimaerwärmung und Brandgefahr ist, was diese Analyse für das Verständnis und die Abmilderung dieser ökologischen Herausforderungen von entscheidender Bedeutung macht.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe thermal and radiation regimes of any region of the world have a significant impact on the population life safety, as well as the development features of its economy and ecosystems. Therefore, the idea development about the reasons for their change for the Asian territory of Russia is a topical problem of physical geography, ecology, and emergency safety. The thermal regime of each area of the Earth’s surface depends largely on its radiation regime, a significant factor of which is the change in the transparency coefficient of the atmosphere above it. Significant influence on the dynamics of the latter is exerted by variations in the state not only present over this area of aerosol (including cloud cover), but also the corresponding ozone layer. One of the reasons for the latest changes are the flow’s variations of incoming rays to the atmosphere over the studied areas of the Earth’s surface, which affect the intensity of its ionization, as well as the vorticity of the polar vortex. Therefore, a hypothesis has been put forward that the thermal and radiation regimes of the territory under consideration is linked for some spring months with the approach to the peninsular of Taimyr of the North Geomagnetic Pole. Its verification confirmed that the distribution changes of 2000–2024 of the monthly average values of total ozone for spring months over the region under study correspond to existing perceptions about the possible consequences of moving this pole. For many study sites, significant inter-annual changes in this indicator have been identified, as well as a number of characteristics of their radioactive and thermal regime with variations in solar activity that control the flows of incoming cosmic rays, also dependent on the position of the pole. The results suggest that if the pole moves further in the same direction, the rate of warming of the climate of the Asian territory of Russia will increase, and the incoming streams of solar ultraviolet will raise. Ice conditions on the Northern Sea Route will be more favorable for shipping, but in the Arctic Zone of Russia a chance of accidents at man-made facilities and in its Forest Zone fire hazard will increase due to weather conditions. -
Method of Assessing the Influence of Snow and Vegetation Cover on the Thermal Regime of Soils Using the Example of the Msu Weather Station
V. E. Gagarin, A. V. Koshurnikov, D. M. Frolov, T. A. Sidorova, Ozoda AkhmedovaDieses Kapitel vertieft die Methodik zur Beurteilung des Einflusses der Schnee- und Vegetationsdecke auf das thermische Regime von Böden anhand der MSU-Wetterstation als Fallstudie. Er untersucht die Rolle saisonaler Gefrier- und Auftauschschichten bei thermischen Prozessen und betont die Bedeutung des jährlichen Wärmeumsatzes und des Wärmetransfers. Die Studie umfasst Bohrungen und die Installation von Temperatursensoren, um die thermischen Regime von Böden mit und ohne Vegetation und Schneedecke zu vergleichen. Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört die Konstruktion thermischer Isopleten, die Temperaturschwankungen im Laufe der Zeit und in der Tiefe veranschaulichen. Die Ergebnisse unterstreichen die erheblichen Auswirkungen der Schnee- und Vegetationsbedeckung auf die Bodentemperatur und liefern Einblicke in die wärmende Wirkung der Bedeckung in technischen und thermophysikalischen Berechnungen. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der thermischen Dynamik von Permafrostböden und ihrer Auswirkungen im Kontext des Klimawandels.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe chapter describes the methodology for assessing the influence of snow and vegetation cover on the thermal regime of soils. These works were carried out at the MSU meteorological station. There thermometric boreholes were drilled: one on the site with vegetation and the other on the site without vegetation and snow cover. The thermometric measurements obtained were used to construct thermoisopets, which allow analyzing the effect of cover on heat fluxes in the ground and are essential for understanding the freezing and thawing processes. The results of the research can be useful for engineering decisions in the design of foundations under conditions of climate change. The research is carried out within the framework of state budgetary themes at the Geography Department of MSU. -
Influence of Technogenesis on the Hydrosphere Condition of the Eastern Orenburg Region
I. V. Kudelina, T. V. Leontyeva, M. V. FatyuninaTauchen Sie ein in die geologische Komplexität des Dombarovsky Erzbezirks, einem Schlüsselgebiet im östlichen Orenburger Gebiet. Dieses Kapitel untersucht die komplizierte geologische Struktur des Bezirks, die von der Magnitogorsk-Senkung und der Östlichen Ural-Hebung beeinflusst wird, und ihre Auswirkungen auf die Hydrosphäre der Region. Entdecken Sie die einzigartigen hydrochemischen Eigenschaften des Grundwassers in der Region, mit einem Schwerpunkt auf den Lagerstätten Osennee und Letneye. Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Grundwasserleiter und ihre Eigenschaften, einschließlich der Art des Grundwassers mit Kohlenwasserstoff-Chlorid und der überwiegend Natriumkationenzusammensetzung. Erforschen Sie die Dynamik der Grundwasserauffüllung und die Faktoren, die ihre Mineralisierung beeinflussen. Gewinnen Sie Einblicke in die geologischen Formationen und ihre Rolle bei der Gestaltung der Wassersysteme der Region, einschließlich des Einflusses der Technogenese auf die Hydrosphäre. Dieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über die geologischen und hydrochemischen Feinheiten der östlichen Orenburger Region und bietet wertvolle Einsichten für Fachleute auf diesem Gebiet.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractDepending on the methods and systems of deposit development, technogenic disturbances of the geological environment have different effects on its pollution. Pyrite complex deposits of the Orenburg region, developed by open-pit mining, have a technogenic impact on the environment. The ores of these deposits are a natural concentration of toxic elements. The main agent that ensures the oxidation of elements, removes reaction products, regulates the migration process of heavy metals in the conditions of external waste rock dumps is water. The purpose of the study is to assess the impact of technogenesis on the hydrosphere conditions of the Eastern Orenburg region. As a result, it was concluded that there are periodic excesses of such indicators as iron, manganese, lead, zinc, oil products at the “Autumn” and “Summer” copper-pyrite deposits. The hydrochemical situation at the copper-pyrite deposits of the Dombarovsky industrial hub is generally satisfactory. Regular monitoring and implementation of new technologies and, in particular, the use of complex barriers are recommended. -
Uncertainties in Chlorophyll-A Concentration Estimation from OLCI Satellite Data Over the Sea of Japan in April 2023 Due to the Presence of Dust in the Atmosphere
A. S. Papkova, P. A. Salyuk, D. M. ShukaloDieses Kapitel untersucht die Unsicherheiten bei der Schätzung von Chlorophyll-a (Chl-a) -Konzentrationen anhand von OLCI-Satellitendaten über dem Japanischen Meer im April 2023 und konzentriert sich dabei auf die Auswirkungen von atmosphärischem Staub. Die Studie beleuchtet die Herausforderungen durch Mineralstaub aus den Wüsten Gobi und Taklamakan, was Satellitenmessungen der Farbcharakteristika der Ozeane erschwert. Zu den Schlüsselthemen zählen die Beurteilung des Einflusses von Staub auf Chl-a-Abschätzungsfehler, der Einsatz fortschrittlicher Werkzeuge wie des SILAM-Modells und OLCI-Satellitendaten sowie die Analyse von Fernerkundungsreflexzonenwerten (Rrs). Die Ergebnisse zeigen signifikante Fehler in den Chl-a-Berechnungen aufgrund unterschätzter und negativer Rrs-Werte, die zu ungewöhnlich hohen Chl-a-Konzentrationen führen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass diese Fehler eine Folge von atmosphärischen Korrekturungenauigkeiten sind, und betont die Notwendigkeit weiterer Analysen und verbesserter Korrekturmethoden.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe occurrence of a high concentration of absorbing dust aerosol over the sea surface significantly complicates satellite measurements of the Ocean Color characteristics. This study presents an analysis of the variability of satellite estimates of the chlorophyll-a (Chl-a) concentration during the transfer of mineral dust over the Sea of Japan in April 2023. This transfer is confirmed not only by visual analysis of satellite images, but also by the calculation results of the SILAM software package. Statistical processing of OLCI satellite data for the central and northeastern parts of the Sea of Japan shows that on the days of a high concentration of mineral dust over the region, the Chl-a concentration sharply increased by 3–4 times compared to the average monthly values. This is a clear consequence of the atmospheric correction error, since even if mineral dust affects an increase in the Chl-a due to the deposition of mineral substances into the upper layer of the sea, this effect cannot occur immediately. This study examines possible causes of this error, namely physically incorrect values of the remote sensing reflectance (Rrs(λ)) of the Sea of Japan obtained during standard processing of OLCI data. -
Multifractal Analysis of Seismic Energy Spatial Distributions in the Process of Preparation of the Pedro Bay Earthquake (Alaska, 2016, М = 7.1)
I. R. StakhovskyDiese Studie vertieft sich in die multifraktale Analyse seismischer Energiefelder vor dem Erdbeben in Pedro Bay und bietet eine einzigartige Perspektive auf den Vorbereitungsprozess großflächiger seismischer Ereignisse. Die Forschung konzentriert sich auf die skaleninvariante Struktur seismischer Energieverteilungen und zeigt signifikante Veränderungen in der Breite und Asymmetrie seismischer Energiefelder auf, als sich das Erdbeben näherte. Durch die Untersuchung des Erdbebens in Pedro Bay, das sich in einem abgelegenen und unbewohnten Gebiet ereignete, unterstreicht die Studie die Bedeutung seismischer Daten für das Verständnis der Prozesse zur Erdbebenvorbereitung. Die Analyse verwendet Daten aus dem seismischen Katalog der USGS und wendet multifraktale Messungen an, um seismische Energieverteilungen zu modellieren. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial der multifraktalen Analyse als Methode zur seismischen Überwachung und quantitativen Charakterisierung der Erdbebenvorbereitung. Die Studie liefert auch eine physikalische Interpretation der beobachteten Effekte und trägt so zum umfassenderen Verständnis der Seismogenese und des Verhaltens seismoerzeugender Systeme bei.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
AbstractThe paper proposes the method of structural analysis of the seismic flux in the focal area of a strong earthquake, applied to study the preparation process of the Pedro Bay earthquake (Alaska, 24.01.2016, M = 7.1). The method includes the use of the sliding time window and multifractal analysis of seismic data. 19 spatial distributions of seismic energy, characterizing the development of the Pedro Bay earthquake preparation process in time over 20 years, were studied. It is shown, that as the seismogenerating system approaches the moment of strong earthquake, the structure of the seismic flux experiences significant changes. The quantitative characteristics of the detected effects, as well as their physical interpretation are proposed.
- Titel
- Processes in GeoMedia—Volume IX
- Herausgegeben von
-
Tatiana Chaplina
- Copyright-Jahr
- 2026
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Electronic ISBN
- 978-981-9693-02-3
- Print ISBN
- 978-981-9693-01-6
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-981-96-9302-3
Die PDF-Dateien dieses Buches wurden gemäß dem PDF/UA-1-Standard erstellt, um die Barrierefreiheit zu verbessern. Dazu gehören Bildschirmlesegeräte, beschriebene nicht-textuelle Inhalte (Bilder, Grafiken), Lesezeichen für eine einfache Navigation, tastaturfreundliche Links und Formulare sowie durchsuchbarer und auswählbarer Text. Wir sind uns der Bedeutung von Barrierefreiheit bewusst und freuen uns über Anfragen zur Barrierefreiheit unserer Produkte. Bei Fragen oder Bedarf an Barrierefreiheit kontaktieren Sie uns bitte unter accessibilitysupport@springernature.com.