Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В период с 18 по 30 августа в кратере Восточной вершины высоте 5600 м над ур. моря проводились наблюдения за метеорологическим режимом и тепловым балансом ледника, выполнена радиолокационная съёмка толщины льда и сезонного снежного покрова, пробурена скважина от поверхности до ложа, получен керна льда 96,01 м длиной, измерены температуры в скважине, в шурфе из сезонной снежной толщи отобраны образцы для изотопного, химического и спорово-пыльцевого анализов, проведен образцов газа на поверхности фумарольного поля и в атмосфере над ледником, продолжен мониторинг температуры грунта на фумарольной площадке, начатый в 2013 г. Температура на ложе ледника составила -0,6 °С. На глубинах от 20 м до ложа ледника изменение температуры практически линейно, что свидетельствует об установившемся режиме теплопереноса и позволяет определить величину теплового потока. Было рассчитано значение плотности теплового потока в точке измерений, равное 0,39 Вт/м2. Максимальная толщина льда составила 96 м. Объём льда составляет 3 млн. м3. На основе радиолокационных данных и построенной по результатам съемки с БПЛА цифровой модели рельефа были созданы карты высоты поверхности, толщины льда и рельефа подледникового ложа для кратера Восточной вершины Эльбруса. При помощи высокочастотного (1400 МГц) георадара была впервые выполнена площадная радиолокационная съёмка толщины снежно-фирновой толщи. Метеорологические наблюдения на Восточной вершине проводились с 20 по 30 августа 2020 года. Синоптическая обстановка в период измерений характеризовалась двумя типичными синоптическими процессами: в период с 20 по 24 августа - циклонический процесс атлантического типа, 25 – 30 августа – антициклональный процесс азорского типа. Было установлено, что амплитуда колебаний синоптического масштаба превышает амплитуду суточного хода основных величин температуры, скорости ветра, влажности); отмечены высокие значения средней и максимальной скорости ветра, связанные с прохождением атмосферных фронтов, переносом кинетической энергии струйного течения из верхней тропосферы в среднюю, а также с эффектами подветренных бурь; высокая временная изменчивость относительной влажности и большой дефицит влажности в безоблачных условиях, что способствует интенсивному испарению и сублимации с поверхности снега. Разработана методика оценки орографической составляющей скорости конденсации и водности облаков на основе данных реанализа ERA5. Она основана на вычислении скорости конденсации по данным о температуре, парциальном давлении водяного пара и скорости ветра на стандартных изобарических уровнях. Данная схема представляет собой синтез уравнения Клаузиуса-Клапейрона с орографической поправкой вертикальной компоненты скорости, которая вычисляется из уравнения неразрывности для несжимаемой жидкости. Модель реализована для разных высотных уровней на Эльбрусе. Продолжен отбор образцов атмосферных осадков на поляне Азау в Приэльбрусье. В течение года производился отбор образцов всех выпадающих осадков в период с 10.09.2019 по 18.06.2020. Выполнен отбор в кратере Восточной вершины Эльбруса на высоте 5600 м. С помощью математической модели течения льда были рассчитаны поля скорости, давления и возраста фирна/льда во всём объёме ледника на Западном плато Эльбруса. Основным результатом работ 2020 г. по данному разделу проекта является переход от одномерной модели датирования фирна/льда к трехмерной. Продолжен анализ ледникового керна Эльбруса 2018 г. на содержание стабильных изотопов кислорода и водорода. Выполнено сопоставление всех изотопных данных по кернам 2009 и 2017 и 2018 гг. Выполнен спорово-пыльцевой анализ 24-метрового фирнового керна, полученного на Западном плато в 2017 г. Палинологический анализ показал, что спорово-пыльцевые спектры ледников Эльбруса отличаются таксономическим разнообразием – в пробах были обнаружены 29 таксонов высших растений, 5 споровых, 7 разновидностей грибов, 1 род раковинных амёб, сферический сажистый углерод и микроуголь. Предварительные данные о разносезонном режиме пыления растений позволяют заключить, что сезонам года свойственны количественные и качественные различия в концентрации микрофоссилий. спорово-пыльцевые спектры ледников Эльбруса характеризуются сезонной неоднородностью и значительным таксономическим разнообразием и представлены, преимущественно, местными видами Кавказа. В 2020 году в образцах керна Эльбруса (2009 г.) было проанализировано содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые образуются в результате промышленного производства и сжигания органического топлива, а также на ароматизаторах (душистых веществах), широко используемых в продуктах личной гигиены. С целью калибровки абсолютных значений метана, полученных по керну 2009 г., был проведен отбор проб воздуха в кратере Восточной вершины Эльбруса и по высотному профилю ледника Гарабаши. В общей сложности отобрано 29 образцов воздуха на высотах 3387-5598 м над ур. моря. Концентрация метана будет измерена до конца 2020 г. методом газовой хроматографии, а полученные данные использованы для калибровки абсолютных значений метанового ряда за последние два столетия по данным ледникового керна Эльбруса. Продолжен мониторинг температуры грунта на поверхности фумарольного поля и на глубинах 40 и 80 см от поверхности на внешней кромке кратера Восточной вершины Эльбруса. Сравнение с результатами, полученными в 2013-2015 гг., показало, что стабильность температурного режима.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
С целью поиска самого древнего льда на Кавказе и сравнения его с результатами изучения кернов льда с Эльбруса проведены исследования в восточной части Катынского плато в области питания ледника Безенги на высоте 4750 м. В результате радиозондирования была определена мощность ледника и построены карты толщины льда и рельефа подледникового ложа. Получен керн льда до ложа длиной 92,4 м. Измерен изотопный состав снега в шурфе и на его основе оценена скорость годовой аккумуляции. Измеренная температура в скважине варьировала от -10,3 °С на глубине 10 м до -14 °С вблизи ложа. По данным метеонаблюдений в точке бурения выполнена оценка суточного переноса массы снега за счет низовых метелей и турбулентных потоков тепла. На основе спектрального анализа показана важная роль катабатических и фёновых эффектов в теплообмене. Продолжено исследование зависимости изотопного состава осадков от температуры воздуха вблизи Эльбруса. Установлена большая вариабельность данных для холодного периода по сравнению с теплым, что связано с преобладанием адвективного и конвективного переноса влаги в различные сезоны. Проведен анализ всех данных об изотопном составе всех кернов, полученных на Эльбрусе. Оценено влияние постдепозиционных эффектов на изотопный состав. Установлено, что диффузия не способна снивелировать сезонный сигнал в изотопном составе керна. Используя данные датирования кернов льда, были рассчитаны средние годовые значения изотопного состава. На основе всех этих данных была выполнена реконструкция температуры воздуха с 1821 г. С помощью трёхмерной стационарной полной модели Стокса с реологическим законом для сжимаемой нелинейно вязкой среды были рассчитаны поля скоростей и давлений для ледника на Западном плато и на Восточной вершине Эльбруса. Датирование фирново-ледяной толщи выполнено путём решения краевой задачи для стационарного уравнения переноса. На основе рассчитанного поля скоростей получены трёхмерные распределения возраста фирна/льда для данных участков ледников Эльбруса. Выполнен статистический анализ временной изменчивости суммарной годовой мощности ледовых прослоев в снежно-фирновой толще на Западном плато Эльбруса по данным кернов льда. Выявлена связь суммарного годового числа ледяных прослоев с общей годовой продолжительностью штилевых солнечных периодов. Для физического обоснования результатов были выполнены эксперименты с полной моделью снежного покрова SNOWPACK. Результаты моделирования показали увеличение числа ледяных прослоев в толще ледника в XXI в., что подтверждает «радиационную» природу их формирования. Показано, что данные об аккумуляции снега, полученные на Западном плато, описывают поле годовых осадков с максимальной точностью в радиусе 10–50 км, а на удалении 50–100 км – с приемлемой точностью. Была выполнена оценка орографической компоненты осадков на Западных склонах Эльбруса. Создан алгоритм, основанный на вычислении скорости конденсации по данным о температуре, парциальном давлении водяного пара и скорости ветра на стандартных изобарических уровнях. Оценки сублимации снежных кристаллов показала, что в условиях высокогорных областей Эльбруса годовая сумма сублимации может достигать 50 мм, или 3–4 % от выпавших осадков. Показано, что величина приходящей коротковолновой радиации над Большим Кавказом к 2015–2020 гг. могла увеличиться на 30 Вт/м2 по сравнению со значениями 1951–1980 гг. Аномалии приходящей коротковолновой радиации являются важнейшим фактором стремительной деградации оледенения на Большом Кавказе. Поведено разделение зимних и летних осадков на основании сезонного хода ионов аммония в керне льда, минимальные значения которого отмечены в зимний период. На основе анализа многолетних рядов данных о величине энергии конвективной неустойчивости (сonvective available potential energy), полученных из реанализа ERA5, за последние 40 лет составлен календарь теплых и холодных сезонов, позволивший существенно уточнить статистическую связь аккумуляции на Западном плато с осадками на ближайших метеостанциях. Установлено, что данные о годовой аккумуляции на Западном плато связаны с годовой суммой осадков – вклад других факторов незначителен. Выявлена связь между аномалиями режима увлажнения и динамики ледников Северного Кавказа в XIX–XX вв. На основании результатов высокочастотной радиолокационной съемки составлена карта аккумуляции в кратере Восточной вершины Эльбруса. Впервые измеренное с высоким разрешением содержание метана в Эльбрусском керне было сопоставлено с дискретными измерениями из других регионов и показало наличие различных мультидекадных трендов, отражающих региональные особенности изменчивости метана в атмосфере. Оценена скорость роста концентрации метана в индустриальный и постиндустриальный период в умеренных широтах. В результате палинологического анализа высокое таксономическое разнообразие пыльцы и спор в ледниковой толще Эльбруса. В образцах были обнаружены 47 таксонов пыльцы и спор, 9 разновидностей грибов, 1 род раковинных амёб, бородочки перьев птиц, сферический сажистый углерод и микроуголь. Основным фактором, определяющим таксономический состав и концентрацию микрочастиц палинологических спектров ледников Эльбруса, является годовая сезонность. Исследована сезонная динамика пожарных режимов на основе концентраций микрочастиц угля в составе палинологических спектров. Их незначительная вариабельность в одни и те же сезоны в различные годы свидетельствует о стабильности пожарных обстановок за исследуемый период. Произведена оценка климатических и динамических параметров оледенения в холодной фирновой зоне Эльбруса. Оценка основывалась на данных плотности и температуры фирна в двух скважинах на Восточной вершине (2020 г.) и Западном плато (2009 год). Результаты расчётов показали, что включение теплопотока с нижней границы значительно улучшает эффективность калибровки для всех параметрезаций использованной математической модели. Анализ микроэлементного состава ледниковой толщи Эльбруса показал, что основными источниками поступления микроэлементов служат техногенные отвалы известняка и хвостохранилище Тырнаузского комбината. Исследование вулканогенных элементов свидетельствует, что их содержание подвержено сезонной цикличности, а вклад вулканических аэрозолей в толщу ледников Эльбруса минимален. Определена концентрация частиц минеральной пыли в толще ледников Эльбруса и оценены ее годовые потоки. Исследованы результаты осаждения частиц в результате вторжения на Кавказ пыльных бурь с Ближнего Востока и Сахары. Вклад пыли пустынь оценивается в 40% от общего потока микрочастиц в период 2007–2009 гг. Рассмотрены тенденции изменения двух основных азотных загрязнителей (аммония и нитрата) во льду, свидетельствующие об антропогенных выбросах аммиака (в основном в результате сельскохозяйственной деятельности) и оксидов азота (сжигание ископаемого топлива). Результаты показали, что содержание органического углерода (ОС) в ледниках Эльбруса в течение ХХ в., значительно ниже, чем в Альпах (30% вместо более 100%). Данные 14C показывают, что большая часть этого увеличения связана с антропогенными выбросами, и что в данном регионе не наблюдается значительного увеличения биогенных выбросов.