Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В рамках Проекта за отчетный период была проведена компьютерная обработка, систематизация и интерпретация данных дистанционного зондирования (аэро и космоснимки) и данных геодезической съемки для трех ключевых участков Карского моря – участков Уральского и Ямальского берега Байдарацкой губы и участка берега к юго-западу от поселка Харасавэй. По опубликованным и фондовым материалам, дополненным полевыми работами прошлых лет, были обобщены данные о геокриологических и геоморфологических особенностях изучаемых участков берега. На обработанных фотоматериалах была проведена типизация участков берега с разным криогенным строением и, как следствие, выраженными криогенными процессами. Для характеристики пород, слагающих береговые уступы, были собраны и обобщены данные по свойствам пород региона. Обобщались материалы отложений Югорского п-ва, Уральского берега Байдарацкой губы Карского моря и п-ва Ямал. Для изучаемых участков побережья был проведен расчет межгодовой изменчивости ветро-волнового потенциала и оценка изменения суммы положительных температур воздуха в ХХ и ХХI веке. Проведен анализ собранных и обработанных материалов о динамике берегов, составе пород и гидрометеорологических условиях изученных участков, позволивший получить первичные (ориентировочные) качественные зависимости скорости разрушения берега от гидрометеорологических факторов, геокриологического и морфологических особенностей берега. Получены и проанализированы скорости отступания бровки берегового уступа изученных участков по данным дистанционного зондирования и натурных наблюдений. Протяженность изучаемых участков составила: Уральский берег 4,5 км, Ямальский берег 10 км, Харасавэй – 9 км. Значения темпов разрушения берегов рассматриваемых территорий получены отдельно для разных периодов времени. Для анализа скоростей разрушения берегов различной морфологии были обобщены данные о геоморфологических особенностях изучаемых участков берега и выделены следующие уровни: лайда (затопляемая в период сильных нагонов территория) высотой до 4 м, низкая терраса с абсолютными отметками 4-9 м, высокая терраса 10-20 м и высокая поверхность с отметками 20-40 м. Была осуществлена классификация основных криогенных процессов, способствующих активному отступанию береговых уступов, и проведена оценка скорости и интенсивности отступания берегов, на которых развиты эти процессы. Получены скорости разрушения берегов, сложенных породами различного литологического состава. Уральский и Ямальский берега, в среднем сложенные песчаными грунтами, отступают со средней скоростью 0,5-1,5 м/год, Харасавэй – 0,5-1 м/год. Берега, сложенные глинистыми отложениями, разрушаются незначительно быстрее. В областях, где широко развиты торфы, темпы отступания в среднем 1,2-3,5 м/год. Участки берега, где обнажаются прослаивания глинистых и песчаных пород, имеют наибольший диапазон изменения скоростей отступания от 0,3-6,5 м/год Составлена база данных по физическим, теплофизическим и прочностным свойствам береговых отложений в талом и мерзлом состоянии. Обработка фактического материала позволила привести данные корреляционного анализа и указать парные коэффициенты корреляции между отдельными характеристиками выделенных групп грунтов. Получены результаты расчета межгодовой изменчивости ветро-волнового потенциала, дана оценка изменению суммы положительных температур воздуха в ХХ и ХХI веке. Основными научными результатами, полученными на основании работ выполненных в рамках первого года выполнения проекта, являются: - вывод, что скорости отступания берега для участков, характеризующиеся различными литологическими характеристиками, мерзлотными процессами и геоморфологическими особенностями на изученных участках очень близки. Подобная картина, во многом обусловлена сложностью строения реального берега и невозможностью выделить в чистом виде участки, сложенные, например, только песками или только глинами. - подготовлен набор данных для многофакторного анализа скорости отступания берега, результаты анализа лягут в основу модели расчёта отступания берегового уступа в зависимости от интенсивности термического воздействия при различной ветро-волновой нагрузке. По результатам работ первого года была подготовлена статья в специальный выпуск журнала Journal of Coastal Research.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках второго года работы над Проектом была разработана и предложена новая методика для анализа данных по динамике берегов, имеющая ряд преимуществ: отсутствие погрешностей, связанных с выбором профиля и положением нормали к берегу (потенциально стремящейся до бесконечности в случаях участков берега, неперпендикулярных направлениям профиля), учет небольших участков локальных отступаний, которые не попадают на выбранные профили. Были продолжены работы по изучению гидрометеорологических параметров (суммарного гидрометеорологического потенциала, включающего ветро-волновое воздействие и термическую энергию) и оценено их влияние на темпы отступания берега. Наблюдается хорошая взаимосвязь между величинами отступания берега при преобладании различных экзогенных процессов и термическим фактором, особенно для участков берега, где отступание уступа происходило за счет термоденудации и термоэрозии (коэффициент корреляции 0,9). Ввиду значительной межгодовой изменчивости величины ветро-волновой энергии, был разработан другой подход к учету этой величины при моделировании, связанный с выносом оттаивающего материала со склона. Модель расчета отступания берегового уступа в зависимости от интенсивности термического воздействия при различной интенсивности ветро-волновой нагрузки была предложена и откалибрована. В результате моделирования были получены диапазоны величины отступания берегов, сложенных различными типами отложений, при различных климатических условиях (для условно холодного периода, соответствующего условиям в 1973-1995 гг. и для условно теплого периода, соответствующего 1995-2017 гг.). Для ключевых участков составлен прогноз скоростей отступания термоабразионных берегов, сложенных породами различного состава, при разных сценариях изменения климата (консервативный, экстремальное потепление, похолодание). При консервативном сценарии изменения климата скорость отступания берегов, сложенных песчаными отложениями, будет варьировать от 1,2 до 3,5 м/год, а сложенных суглинистыми породами – от 0,9 до 2,6 м/год. В случае экстремального потепления величина отступания песчаных берегов увеличится в 2-2,5 раза до величин 3,5-8 м/год, суглинистых –от 2,3 до 6 м/год. При экстремальном похолодании песчаные клифы будут отступать со скоростями 0,3-1,1 м/год, а суглинистые – от от 0,2 до 0,8 м/год. В ходе выполнения проекта была предпринята попытка обработки массива удельных скоростей отступания береговой линии на единицу ветро-волновой энергии и тепловой энергии. В ходе подготовки данных к обработке алгоритмами машинного обучения была выявлена пространственная корреляция скоростей отступания берега, а также тот факт, что скорость отступания берега на конкретном профиле определяется особенностью строения и эволюции сегмента берега в целом, а изменения на близких профилях показывают взаимосвязанное поведение. То есть присутствует пространственный тренд, который надо учитывать при изучении влияния локальных факторов, таких как литологическое и геоморфологическое строение, а также развитие тех или иных мерзлотных процессов. Таким образом, с учетом вышеизложенного, в дальнейшем исследовании по данной тематике следует применять двухступенчатый алгоритм при построении численного прогноза изменения береговой линии. Следует отметить, что предлагаемый подход к количественному прогнозированию поведения береговой линии на сегодняшний день является новым и требует дополнительной проверки на других участках. Результаты исследования опубликованы в двух изданиях, индексируемых Scopus и Web of Science, а также доложены на двух международных конференциях: на Международном береговом симпозиуме (International Coastal Symposium ICS-2021) и на Международной конференции по портовому и океаническому проектированию в Арктических условиях (International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions POAC-2021), а также на Всероссийской конференции с международным участием «Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне», посвященной 60-летию образования Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН. Страница в сети интернет, посвященная проекту: http://www.geogr.msu.ru/structure/labs/geos/nauchd/19-77-00048.php