Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 23, 2026
Номер 1 Номер 2
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 2. С. 27-48

Система мониторинга динамики криолитозоны на основе данных спутниковой геодезии

Л.И. Лобковский 1, 2, 3 , Ю.В. Габсатаров 1, 2 , А.Г. Алексеев 4, 5 , В.Г. Крючков 4 , А.А. Баранов 3 , И.П. Семилетов 6 
1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
2 Научно-технологический университет «Сириус», федеральная территория «Сириус», Краснодарский край, Россия
3 Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, Москва, Россия
4 АО «Научно-исследовательский центр «Строительство», Москва, Россия
5 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Москва, Россия
6 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия
Одобрена к печати: 21.10.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-2-27-48
Работа посвящена анализу и применению спутниковых геодезических методов для мониторинга состояния многолетнемёрзлых грунтов в Арктической зоне Российской Федерации. Актуальность исследования обусловлена ускоренной деградацией мерзлоты на фоне климатических изменений и интенсивным экономическим развитием региона, сопровождающимся активным строительством промышленных и инфраструктурных объектов, развитием и расширением транспортных коридоров, интенсификацией добычи полезных ископаемых. Рассматриваются возможности методов спутниковой геодезии для дистанционного контроля за динамикой криолитозоны, в том числе в режиме близком к реальному времени. Обсуждаются особенности интерпретации спутниковых наблюдений в условиях высокоширотных регионов и перспективы их применения для оценки инженерных рисков. Представлена концепция интегрированной системы мониторинга, основанной на комплексировании геодезических данных о смещениях земной поверхности, корректном выборе отсчётной системы, учёте сейсмотектонических особенностей региона и верификации наблюдаемых смещений с использованием наземных измерений. Реализация данной концепции в масштабах Арктической зоны РФ позволит существенно повысить безопасность строительства и эксплуатации промышленных объектов, жилого фонда и объектов критической инфраструктуры за счёт раннего предупреждения развития опасных геологических процессов, обусловленных деградацией многолетнемёрзлых грунтов.
Ключевые слова: Арктический регион, многолетнемёрзлые грунты, спутниковая геодезия, система мониторинга
Полный текст

Список литературы:

  1. Богоявленский В. И. Фундаментальные аспекты генезиса катастрофических выбросов газа и образования гигантских кратеров в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 51–66. DOI: 10.25283/2223-4594-2021-1-51-66.
  2. Бондур В. Г., Кузнецова Т. В. Выявление газовых сипов в акваториях арктических морей с использованием данных дистанционного зондирования // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 4. С. 30–43. DOI: 10.7868/S020596141504003X.
  3. Волкова М. С., Михайлов В. О., Османов Р. С. Анализ эффективности применения глобальной погодной модели HRES (GACOS) для коррекции атмосферных помех в интерферометрических оценках полей смещений на примере вулканов Камчатки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 9–22. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-9-22.
  4. Габсатаров Ю. В. Анализ деформационных процессов в литосфере по геодезическим наблюдениям на примере разлома Сан-Андреас // Геодинамика и тектонофизика. 2012. Т. 3. № 3. С. 275–287. DOI: 10.5800/GT-2012-3-3-0074.
  5. Габсатаров Ю. В., Стеблов Г. М., Фролов Д. И. Результаты новых GPS-наблюдений в области Беринговой микроплиты // Физика Земли. 2013. № 3. С. 114–118. DOI: 10.7868/s0002333713020026.
  6. Герасименко М. Д., Шестаков Н. В., Коломиец А. Г. Определение движений и деформаций земной коры по геодезическим измерениям: учебно-метод. пособие. Владивосток: ДВФУ, 2017. 38 с.
  7. Конвисар А. М., Михайлов В. О., Смирнов В. Б., Тимошкина Е. П. Постсейсмические процессы в области землетрясения Чигник на Аляске 29.07.2021 г. Часть I: результаты моделирования // Физика Земли. 2024. № 4. С. 21–34. DOI: 10.31857/S0002333724040026.
  8. Косарев Н. С., Антонович К. М., Колмыков Р. А., Черных Д. Ю. Обзор методов ГНСС-рефлектометрии для определения колебаний высот морской топографической поверхности в России и за рубежом // Вестн. СГУГиТ. 2018. Т. 23. № 3. С. 46–60.
  9. Лобковский Л. И. Тектоника деформируемых литосферных плит и модель региональной геодинамики применительно к Арктике и Северо-Восточной Азии // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 3. С. 476–495. DOI: 10.15372/GiG20160302.
  10. Лобковский Л. И. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм резкой активизации эмиссии метана и потепления климата в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2020. № 3(39). С. 62–72. DOI: 10.25283/2223-4594-2020-3-62-72.
  11. Лобковский Л. И., Баранов А. А., Бобров А. М., Чуваев А. В. Термоконвективная трехмерная сферическая модель современной геодинамики Земли: применение в исследовании тектоники и региональной геологии // Геотектоника. 2025. № 1. С. 3–20. DOI: 10.31857/S0016853X25010012.
  12. Мельник Г. Э., Стеблов Г. М. Стабильность Северной Евразии по данным спутниковой геодезии // Физика Земли. 2024. № 2. С. 85–97. DOI: 10.31857/S0002333724020074.
  13. Михайлов В. О., Тихоцкий С. А., Диаман М., Пане И. Исследование возможности обнаружения и изучения вариаций силы тяжести геодинамического происхождения по современным спутниковым гравиметрическим данным // Физика Земли. 2005. № 3. С. 18–32.
  14. Михайлов В. О., Киселева Е. А., Смольянинова Е. И., Дмитриев П. Н., Голубева Ю. А., Исаев Ю. С., Дорохин К. А., Тимошкина Е. П., Хайретдинов С. А., Голубев В. И. Мониторинг оползневых процессов на участке северокавказской железной дороги с использованием спутниковой радарной интерферометрии в различных диапазонах длин волн и уголкового отражателя // Геофиз. исслед. 2013. Т. 14. № 4. С. 5–22.
  15. Нерадовский Л. Г. Изучение свойств мерзлых засоленных грунтов методом динамической георадиолокации // Криосфера Земли. 2007. Т. 11. № 2. С. 32–39.
  16. Савостин Л. А., Вержбицкая А. И., Баранов Б. В. Современная тектоника плит Охотоморского региона // Докл. Акад. наук СССР. 1982. Т. 266. № 4. С. 961–965.
  17. Ткаченко Н. С., Лыгин И. В. Применение спутниковой миссии GRACE для решения геологических и географических задач // Вестн. Московского ун-та. Сер. 4. Геология. 2017. № 2. С. 3–7. DOI: 10.33623/0579-9406-2017-2-3-7.
  18. Эпов М. И., Глинских В. Н., Нечаев О. В. и др. Импульсный электромагнитный мониторинг криолитозоны: математическое моделирование // Геология и геофизика. 2025. Т. 66. № 5. С. 124–130. DOI: 10.15372/GiG2024143.
  19. Altamimi Z., Rebischung P., Collilieux X. et al. ITRF2020: an augmented reference frame refining the modeling of nonlinear station motions // J. Geodesy. 2023. V. 97. Article 47. DOI: 10.1007/ s00190-023-01738-w.
  20. Apel E. V., Bürgmann R., Steblov G. et al. Independent active microplate tectonics of northeast Asia from GPS velocities and block modeling // Geophysical Research Letters. 2006. V. 33. Iss. 11. Article L11303. DOI: 10.1029/2006GL026077.
  21. Ashurkov S. V., San’kov V. A., Serov M. A. et al. Evaluation of present-day deformations in the Amurian Plate and its surroundings, based on GPS data // Russian Geology and Geophysics. 2016. V. 57. Iss. 11. P. 1626–1634. DOI: 10.1016/j.rgg.2016.10.008.
  22. Bartsch A., Strozzi T., Nitze I. Permafrost monitoring from space // Surveys in Geophysics. 2023. V. 44. P. 1579–1613. DOI: 10.1007/s10712-023-09770-3.
  23. Beck I., Ludwig R., Bernier M. et al. Vertical movements of frost mounds in subarctic permafrost regions analyzed using geodetic survey and satellite interferometry // Earth Surface Dynamics. 2015. V. 3. P. 409–421. DOI: 10.5194/esurf-3-409-2015.
  24. Blewitt G. GPS and space-based geodetic methods // Treatise on Geophysics. V. 3: Geodesy / ed. T. A. Herring. Amsterdam; L.: Elsevier, 2007. P. 351–390.
  25. Brown J., Hinkel K. M., Nelson F. E. The Circumpolar Active Layer Monitoring (CALM) program: Research designs and initial results // Polar Geography. 2000. V. 24. P 166–258. DOI: 10.1080/10889370009377698.
  26. DeMets C., Gordon R. G., Argus D. F., Stein S. Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions // Geophysical Research Letters. 1994. V. 21. Iss. 20. P. 2191–2194. DOI: 10.1029/94GL02118.
  27. Duncan B. N., Ott L. E., Abshire J. B. et al. Space-based observations for understanding changes in the Arctic-Boreal Zone // Reviews of Geophysics. 2020. V. 58. Article e2019RG000652. DOI: 10.1029/2019RG000652.
  28. Chorsi T. H., Meyer F. J., Dixon T. H. Toward long-term monitoring of regional permafrost thaw with satel-lite interferometric synthetic aperture radar // The Cryosphere. 2024. V. 18. P. 3723–3740. DOI: 10.5194/ tc-18-3723-2024.
  29. Gabsatarov Y. V., Vladimirova I. S. Machine learning for GNSS time series analysis in the time domain // Russian J. Earth Sciences. 2025. V. 25. Iss. 6. P. 1–21. DOI: 10.2205/2025ES001018.
  30. Handbook of Global Navigation Satellite Systems / eds. Teunissen P. J. G., Montenbruck O. 1st ed. Springer Intern., 2017. 1268 p.
  31. Hu Y., Wang J., Li Z., Peng J. Ground surface elevation changes over permafrost areas revealed by multiple GNSS interferometric reflectometry // J. Geodesy. 2022. V. 96. Article 56. DOI: 10.1007/ s00190-022-01646-5.
  32. Li Z.-C., Sun W.-B., Liang C.-X. et al. Arctic warming trends and their uncertainties based on surface temperature reconstruction under different sea ice extent scenarios // Advances in Climate Change Research. 2023. V. 14. Iss. 3. P. 335–346. DOI: 10.1016/j.accre.2023.06.003.
  33. Lobkovskii L. I., Ramazanov M. M. Investigation of convection in the upper mantle connected thermomechanically with the subduction zone and its geodynamic application to the Arctic Region and North East Asia // Fluid Dynamics. 2021. V. 56. P. 433–444. DOI: 10.1134/S001546282103006X.
  34. Lobkovsky L., Gabsatarov Yu., Alekseev D. et al. Geodynamic model of the interaction between the continental lithosphere and the active continental margin in East Asia // Russian J. Earth Sciences. 2022. V. 22. Iss. 1. Article ES1005. 15 p. DOI: 10.2205/2022ES000787.
  35. Massonnet D., Feigl K. L. Radar interferometry and its application to changes in the Earth’s surface // Reviews of Geophysics. 1998. V. 36. P. 441–500. DOI: 10.1029/97RG03139.
  36. Muskett R. R., Romanovsky V. E. Groundwater storage changes in arctic permafrost watersheds from GRACE and in situ measurements // Environmental Research Letters. 2009. V. 4. Article 045009. 8 p. DOI: 10.1088/1748-9326/4/4/045009.
  37. Nikolaidis R. Observation of geodetic and seismic deformation with the Global Positioning System: Ph. D. thesis. San Diego: Univ. of California, 2002. 265 p.
  38. Petrovski I. G., Tsugii T. Digital satellite navigation and geophysics. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2012. 328 p.
  39. Semiletov I. P. Destruction of the coastal permafrost ground as an important factor in biogeochemistry of the Arctic Shelf waters // Doklady Academii Nauk (English Translation). 1999. V. 368. Iss. 5. P. 679–682.
  40. Semiletov I. P., Pipko I. I., Pivovarov N. Ya. et al. Atmospheric carbon emissions from North Asian Lakes: A factor of global significance // Atmospheric Environment. 1996. V. 30. Iss. 10–11. P. 1657–1671. DOI: 10.1016/1352-2310(95)00426-2.
  41. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A. et al. (2010a) Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic Shelf // Science. 2010. V. 327. P. 1246–1250. DOI: 10.1126/ science.1182221.
  42. Shakhova N., Semiletov I., Leifer I. et al. (2010b) Geochemical and geophysical evidence of methane release over the East Siberian Arctic Shelf // J. Geophysical Research: Oceans. 2010. V. 115. Article C08007. DOI: 10.1029/2009JC005602.
  43. Shakhova N. E., Alekseev V. A., Semiletov I. P. (2010c) Predicted methane emission on the East Siberian shelf // Doklady Earth Sciences. 2010. V. 430. P. 190–193. DOI: 10.1134/S1028334X10020091.
  44. Shakhova N., Semiletov I., Sergienko V. et al. The East Siberian Arctic Shelf: towards further assessment of permafrost-related methane fluxes and role of sea ice // Philosophical Trans. A. 2015. V. 373. Article 20140451. DOI: 10.1098/rsta.2014.0451.
  45. Shen Z.-K., Jackson D. D., Ge B. X. Crustal deformation across and beyond the Los Angeles basin from geodetic measurements // J. Geophysical Research: Solid Earth. 1996. V. 101. Iss. B12. P. 27957–27980. DOI: 10.1029/96JB02544.
  46. Shiklomanov N. I., Streletskiy D. A., Swales T. B., Kokorev V. A. Climate change and stability of urban infrastructure in Russian permafrost regions: Prognostic assessment based on GCM climate projections // Geographical Review. 2017. V. 107. No. 1. P. 125–142. DOI: 10.1111/gere.12214.
  47. Streletskiy D. A., Sherstiukov A. B., Frauenfeld O. W., Nelson F. E. Changes in the 1963–2013 shallow ground thermal regime in Russian permafrost regions // Environmental Research Letters. 2015. V. 10. Article 125005. DOI: 10.1088/1748-9326/10/12/125005.
  48. Teshebaeva K., van Huissteden K. J., Echtler H. et al. Permafrost dynamics and degradation in Polar Arctic from satellite radar observations, Yamal peninsula // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. Article. 741556. DOI: 10.3389/feart.2021.741556.
  49. Widhalm B., Bartsch A., Strozzi T. et al. InSAR-derived seasonal subsidence reflects spatial soil moisture patterns in Arctic lowland permafrost regions // The Cryosphere. 2025. V. 19. P. 1103–1133. DOI: 10.5194/ tc-19-1103-2025.
  50. Yan Q., Zhang Z., Li X. et al. Time-series InSAR monitoring of permafrost-related surface deformation at Tiksi Airport: Impacts of climate warming and coastal erosion on the northernmost Siberian mainland // Remote Sensing. 2025. V. 17. Article 1757. DOI: 10.3390/rs17101757.