Өзектілігі.
Қазіргі уақытта бүкіл әлемдегі климатолог ғалымдар жаһандық жылыну тенденцияларына алаңдайды және бұл құбылысты атмосферадағы парниктік газдар шоғырлануының жоғарылауымен байланыстырады, бұл өз кезегінде қазба отындарының постиндустриалды жануынан және биомасса өндіретін энергиядан туындайды. Осыған байланысты, қазіргі уақытта климаттың өзгеруіне бейімделуге немесе парниктік газдар шығарындыларын азайтуға байланысты іс-шараларға бағытталған әртүрлі бағдарламалар көбірек дамуда. Климаттың өзгеруіне бейімделу шеңберінде бүкіл әлемде климаттың өзгеруіндегі экономика мен халықтың осалдығын бағалауға бағытталған проблемалар белсенді зерттелуде. Бұл ретте климаттың өзгеруі салдарының әртүрлі сценарийлері және оларға қалай бейімделу керектігі зерттеледі және әзірленеді.
Климаттың өзгеруі мен оларға қоршаған ортаның реакциясын зерттеудің ең қуатты құралы табиғи изотоптар болып табылады, олардың әртүрлі табиғи қосылыстарда таралуы сыртқы орта жағдайларымен анықталады.
Маңызды бағыттардың бірі – изотоптық гидрология әдістері арқылы климаттың өзгеруінің су ресурсына әсерін зерттеу. Климаттың өзгеруі жауын-шашынның бүкіл әлем бойынша көздері мен таралуына әсер етеді, бұл жер үсті суларының өзгеруіне және жер асты суларының толуына әкеледі. Жер асты сулы қабаттары қалай толтырылатынын және олардың климаттың өзгеруіне қаншалықты осал болуы мүмкін екенін түсіну үшін тұрақты су изотоптарының арақатынасын өлшеу әдісі қолданылады (1Н/2Н; 16О/18О).
Планетаның топырақ жамылғысы «геодерма» биосферада көптеген экологиялық функцияларды орындайды. Биологиялық тізбектің көміртегі цикліндегі топырақтың рөлі шешуші болып табылады, өйткені ол көміртегінің қоршаған ортаға ағынының негізгі бөлігін құрайды. Уақыт өте келе климаттың өзгеруін бағалаудың ең сенімді әдістерінің бірі-радиоактивті және тұрақты көміртегі изотоптарын қолдануға негізделген танысу әдісі.
Топырақ СО2-газ алмасуы ажырамас бөлігін құрайтын топырақтың тыныс алуы экожүйенің көміртегі теңгерімінің маңызды құрамдас бөлігі және топырақ түзілуінің күшті, тұрақты әсер етуші факторы болып табылады. Жылыну топырақтың органикалық заттектерінің ыдырауын тездетеді және температураның жоғарылауымен СО2 көбірек бөлінеді, бұл парниктік газдарға жатады және сәйкесінше климаттың өзгеруіне ықпал етеді.
Температураның жоғарылауы мұздықтардың еруінің жеделдеуіне әкеледі, бұл өз кезегінде мұздықтар қоректенетін өзендер ағынының өзгеруіне әкеледі. Сондай-ақ, жалпы планетада температураның жоғарылауы жоғарғы полярлық құйынның тұрақтылығының нашарлауына әкеледі, оның бағытының өзгеруінен қыс аномалды суық болады.
Аяқталған жоба шеңберінде климаттық өзгерістерді бағалау және климаттың өзгеруінің салдарын жұмсарту бойынша ұсынымдар әзірлеу үшін ядролық, сейсмикалық және инфрадыбыстық әдістерді қолдану жоспарлануда: изотоптық гидрология әдісінің көмегімен су ресурстарының қорлары бағаланатын болады; көміртекті мерзімдеу әдісінің көмегімен Қазақстанның орман экожүйелерінің бұзылмаған топырақтарының жас мөлшері анықталатын болады және олар бар болған кезеңде орын алған климаттық өзгерістерге талдау жүргізілетін болады болуы; фондық аймақтық топырақтардың СО2 эмиссиясына баға беріледі және оған климаттық өзгерістердің әсері анықталады; сейсмикалық және инфрадыбыстық деректер негізінде мұздық жер сілкіністерінің жиілігі мен кеңістіктік таралуы, олардың уақыт бойынша мөлшерінің өзгеруі анықталады, бұл алдыңғы онжылдықтардағы климаттың өзгеруін көрсетеді.
Аталған зерттеулер Қазақстан Республикасының аумағына қатысты климаттық өзгерістер туралы, олардың қоршаған табиғи ортаға әсері туралы ақпарат алуға, сондай-ақ климаттың өзгеруінің салдарын жұмсарту бойынша ұсынымдар әзірлеуге мүмкіндік береді.
Бағдарлама мақсаты – Климаттық өзгерулерді бағалау және климаттың өзгеруін азайту технологиялары мен әдістерінің кешенін құру және енгізу.
Күтілетін нәтижелер
Тура нәтижелер:
Соңғы нәтиже:
Күтілетін әлеуметтік және экономикалық әсер
Өңірлік климатты зерделеу және оның өзгеруін тұрақты мониторингілеу Қазақстанның климаттық саясатының басым міндеттерінің бірі болып табылады. Қазақстанның географиялық жағдайын және оның кең аумағын ескере отырып, Республиканың әртүрлі өңірлеріндегі климаттық жағдайлардың байқалатын өзгерістері экономикалық қызмет пен әлеуметтік салаға теріс те, оң да әсер етуі мүмкін. Ғылыми-әдістемелік тәсілдер климаттың өзгеруі кезіндегі Қазақстан Республикасы экономикасы мен халқының осалдығын талдау, климаттың өзгеруіне байланысты ықтимал қатерлер мен қауіптердің әртүрлі сценарийлерін әзірлеу және тұрақты жер пайдалану мен экономика секторларын басқару әдістерін әзірлеу мен таратуды қоса алғанда, уақытында және барабар шаралар қабылдау үшін негіз болады.
Алынған нәтижелер климаттық өзгерістер проблемасының қазіргі жай-күйі туралы түсінік береді, сондай-ақ климаттың өзгеру процестерін және олардың Қазақстан Республикасының экономикасына әсерін жалпы ғылыми түсінуге елеулі үлес қосады.
Күтілетін экологиялық әсер
Зерттеу нәтижелері климаттың өзгеру процестерін және осы процестердің дамуын шарттастыратын факторларды түсінуді жақсартады және климаттың өзгеруі салдарын жұмсарту бойынша ұсыныстардың негізін құрайды.
Бағдарламаның нәтижелеріне ҚР Энергетика, экология, геология және табиғи ресурстар министрлігі, Қазақстан Республикасы Денсаулық сақтау министрлігінің Мемлекеттік санитариялық-эпидемиологиялық қадағалау комитеті мүдделі болуы мүмкін. Жаһандық ауқымда климаттың өзгеруіне қарсы саясатты қолдайтын елдер әлеуетті тұтынушылар болып табылады.
Бағдарламаны іске асыру нәтижесінде келесілер қамтамасыз етілетін болады:
1) Бағдарламаның ғылыми бағыты бойынша Web of Science деректер базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге енетін ғылыми басылымда рецензияланатын кемінде 5 (бес) және (немесе) Scopus деректер базасында CiteScore бойынша процентилі бар кемінде 50 (елу) мақала және (немесе) шолу жариялау.
2) ҒЖБСҚК ұсынған журналдарда 7 (жеті) мақала жариялау.
3) Шетелдік және (немесе) қазақстандық баспаларда 1 (бір) монография немесе оқу құралын жариялау;
4) Шетелдік патенттік бюролардан (еуропалық, американдық, жапондық) кемінде 1 (бір) патент немесе Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) деректер базасына енгізілген кемінде 1 (бір) шетелдік немесе халықаралық патент немесе Қазақстан Республикасының Ұлттық зияткерлік меншік институтында тіркелген кемінде 3 (үш) зияткерлік меншік объектісін алу.
5) Derwent Innovation – Clarivate Analytics деректер базасына енгізілген кемінде 1 (бір) шетелдік немесе халықаралық патент алу.
ҒЗЖ негізгі нәтижелері
Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша 2023 жылы 4 міндет бойынша келесі нәтижелер алынды:
«Жер үсті және жер асты суларындағы изотоптық қатынастарды талдау негізінде маңызды стратегиялық мәні бар су ресурстарының сапасына атмосфералық жауын-шашынның әсерін бағалау» міндеті.
Қазақстанның Шығыс өңірінің су объектілеріне жүргізілген шолу негізінде өңірдің маңызды стратегиялық мәні бар негізгі су артериялары Ертіс өзені және оның ірі салалары – Уба, Үлбі, Бұқтарма, Күршім, Шар, Қызылсу өзендері, сондай-ақ Өскемен (1952 ж.) және Бұқтарма (1960 ж.) су қоймалары болып табылатыны анықталды, көлдің ауданы бойынша ең үлкендері - Марқакөл, Зайсан, Сибин, Маралды, Рахманов, Бұқтарма, Өлмес, Қаракөл, Тұранғакөл, Дубығалы, Кемеркөл. Егжей-тегжейлі зерттеулер жүргізу үшін Бесқарағай ауданы Бесқарағай ауылының аумағы таңдалды, оның ауданында Есіл-Ертіс ауданының жер асты сулары жатыр, ол Қазақстанның Шығыс өңірінің аумағында палеозой қатпарлы іргетасының тар иіліміне ұштастырылған ірі өңірлік артезиан бассейнінің бөлігі болып табылады. Атмосфералық жауын-шашындағы тұрақты изотоптардың таралуы туралы бастапқы деректерді алу, жер үсті және жер асты суларындағы 2Н және 18О құрамын анықтау үшін, салыстырмалы талдау үшін өткен кезеңдегі жер үсті және жер асты суларының, сондай-ақ атмосфералық жауын-шашынның сынамаларын алу орындалды.
«Радиокөміртек бойынша мерзімдеу әдісін қолдана отырып, климаттық өзгерістерді» міндеті.
Қазақстан Республикасының орман қорына қатысты деректерді талдау негізінде радиокөміртегі бойынша мерзімдеу әдісін пайдалана отырып, климаттық өзгерістерді зерделеу мақсатында климаттық, ландшафттық және өзге де табиғи ерекшеліктерді ескере отырып, топырақ сынамаларын іріктеу үшін зерттеу учаскелері айқындалды. Зерттеу учаскелері ретінде Абай облысы Бесқарағай ауданы мен Ақмола облысы Бурабай ауданының орман экожүйелері таңдалды. Орман экожүйелерінің таңдалған алаңдарынан топырақ сынамаларын алу топырақ бейінінің бетінен 10 см аралықпен 50 см тереңдікке дейін қабаттап жүргізілді.
Көміртегі изотоптарының құрамы анықталды, олардың мәні топырақтың жоғарғы қабаттарында да, терең қабаттарында да <4 Бк/кг құрады, сондай-ақ топырақтың органикалық заттектерінің құрамы, құрылымы және басқа да физика-химиялық қасиеттері анықталды. Кальций мен магнийдің алмасу негіздерінің қосындысы 100 г топырақта топырақ бейіні бойынша біркелкі таралатыны және 3,6-4,8 мг-экв шегінде өзгеретіні анықталды. Бұл контурдың топырағы аз қарашірікті және сортаңдалмаған.
Қарашіріктің құрамы 0,3-тен 6,8% шегінде өзгереді. Су сорындысындағы тұздардың мөлшері 0,06% аспайды. Бейін тез еритін және карбонатты тұздардан шайылған, топырақтың жоғарғы қабаттарында тұз қышқылынан қайнау байқалмайды.
«СО2-газ алмасу нәтижесінде аймақтық топырақ типтерінің бетінен көміртегі ағынын мөлшерлік бағалау» міндеті.
Болуға тиісті СО2-газ алмасу нәтижесінде аймақтық топырақ бетінен көміртегі ағынын мөлшерлік бағалау шеңберінде жүргізілген барлау зерттеулері, СО2-газ алмасу немесе «топырақтың тыныс алуы» аймақтың маусымдық ауа-райлық-климаттық жағдайларымен және вегетациялық маусымның әрбір нақты кезеңінің гидротермиялық режимінің ерекшеліктерімен анықталатынын көрсетті. Фондық қою қызғылт топырақтың СО2-газ алмасуына жүргізілген зерттеулер де айқын маусымдық динамиканы анықтады. СО2-газ алмасуды анықтайтын маусымдық шектеуші экологиялық факторлардың ішінде топырақтың жоғарғы қабатының температурасына нақты корреляциялық байланыс белгіленген.
«Сейсмикалық және инфрадыбыстық деректер бойынша Тянь-Шань ауқымды мұздықтарының еру процесін көрсететін мұз сілкіністерінің көріну режиміне климаттық өзгерістердің әсерін бағалау, кенеттен болатын стратосфералық жылыну құбылысын детектрлеу» міндеті.
Жаһандық жылынудың әсерінен мұздықтардың өзгеруі бойынша әлемдік және отандық көздер зерттелді. Зерттеудің соңғы кезеңінде (21 ғасырдың басынан бастап) мұздықтардағы процестерді зерттеудің геофизикалық әдістеріне, атап айтқанда, жаңа бағыт – криосейсмологияны дамытуға ерекше назар аударылғаны атап өтілді. Тау мұздықтарына арналған сейсмологиялық зерттеулер бойынша тәжірибелік жұмыстар әлі де өте аз. Біздің зерттеуімізде дамып келе жатқан мұздықтардың бұзылуы процестерін қашықтықтан бақылау әдісі әлемнің еш жерінде сипатталмаған. Алғаш рет тікелей Энгилчек мұздығы аймағында сейсмикалық және инфрадыбыстық станцияны қолдана отырып, қысқа мерзімді далалық зерттеулер жүргізілді. Үш жерде барлаушылық тіркеулер жүргізілді. Нәтижелер барлық нүктелерде мұздық оқиғалардың жазбалары алынғанын көрсетті. Көздер оқшауланған, олар мұздық аумағында орналасқан. Мақаншы және Қаратау сейсмикалық топтары бойынша, сондай-ақ тиісті форматтағы бақылаулардың бүкіл кезеңінде Мақаншы инфрадыбыстық тобы бойынша толқындық нысандар дайындалды. Мәліметтер деректер орталығындағы серверде бір жерде жиналды. Оларды өңдеу үшін қолданылатын РМСС бағдарламасы сипатталды және игерілді. Толқындық нысандарға визуалды талдау жүргізілді. Мұздық оқиғалардың жазбалары Мақаншы, Қаратау станцияларында, сондай-ақ Подгорное үш құрауышты станциясында көрсетілген.
Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша 2024 жылы 4 міндет бойынша келесі нәтижелер алынды:
«Жер үсті және жер асты суларындағы изотоптық қатынастарды талдау негізінде маңызды стратегиялық мәні бар су ресурстарының сапасына атмосфералық жауын-шашынның әсерін бағалау» міндеті
Жергілікті атмосфералық жауын-шашын кезінде тұрақты изотоптардың таралуы туралы бастапқы деректер алынды, олардың негізінде жергілікті метеорлық сулар желісі салынды. Жер үсті және жер асты суларында 2Н және 18О мөлшері анықталды су. Алынған деректерді атмосфералық жауын-шашынның бастапқы деректерімен салыстырмалы талдау изотоптық құрамның әртүрлі екенін көрсетті. Жер үсті суларының изотоптық құрамы жыл мезгіліне байланысты өзгереді және неғұрлым салмақты құрамымен сипатталады. Жер асты суларының изотоптық құрамы бірдей, алынған деректерді атмосфералық жауын-шашынның бастапқы деректерімен салыстырмалы талдау үй маңындағы учаскедегі бір ұңғыманы қоспағанда, алынған нәтижелердегі ұқсастықты көрсетті (Молдажанов көшесі, 46). Ауа ортасының температуралық параметрлеріне, желдің бағытына және жауын-шашын көлеміне жүргізілген жылдық бақылаулар температураның ауытқулары бар екенін көрсетті: қыста суық айлар, көктемде аномальды жылы кезеңдер және жазда ыстық ауа райы байқалады. Қыс мезгілінде суық желдер басым болса, жаз айларында жылы, оңтүстік желдер үстемдік етеді. Жауын-шашын негізінен қыс пен көктемде көбірек түсіп, жаз мезгілінде олардың көлемі біртіндеп азаяды. Бұл өңірдің өзіне тән климаттық ерекшеліктерін айқындайды.
«Радиокөміртек бойынша мерзімдеу әдісін қолдана отырып, климаттық өзгерістерді зерттеу» міндеті
Радиокөміртегі бойынша зерделеу әдісін пайдалана отырып, климаттық өзгерістерді зерттеу мақсатында Абай облысы Бесқарағай ауданының көктерек және қарағайлы ормандарының және Ақмола облысы Бурабай ауданының қайың және қарағайлы ормандарының топырақтарында 14С құрамының деңгейі, сондай-ақ орман топырақтарының физика-химиялық қасиеттері анықталды. Топырақтың физика-химиялық қасиеттерін талдау топырақ бейініндегі органикалық заттектердің таралуы төмендейтінін көрсетті. Зерттелетін орман экожүйелерінде құрамы бойынша борпылдақ және байланысты құмды топырақтар, сондай-ақ жеңіл саздақ топырақтар басым. 14С максималды шоғырлануы негізінен Бесқарағай ауданы ормандарының топырақтың жоғарғы қабаттарында (0-20 см) тіркелген, олар 40±6 Бк/кг-нан 330±50 Бк/кг-ға дейін өзгереді. Бұл радионуклидтің беткі топырақ қабаттарындағы құрамы «бомбалық 14С» үлесіне байланысты, өйткені зерттеу учаскелері 1949 жылы ССП аумағында өткізілген ядролық сынақтан радиоактивті түсу ізінде орналасқан.
«СО2-газ алмасу нәтижесінде аймақтық топырақ типтерінің бетінен көміртегі ағынын мөлшерлік бағалау» міндеті
СО2-газ алмасу нәтижесінде аймақтық топырақ бетінен көміртегі ағынын алдағы сандық бағалау шеңберінде жүргізілген барлау зерттеулері, бұл СО2-газ алмасу немесе «топырақтың тыныстауы» аймақтың маусымдық ауа-райы мен климаттық жағдайларымен және вегетациялық маусымның әрбір нақты кезеңінің гидротермиялық режимінің ерекшеліктерімен анықталатынын көрсетті. Фондық қара қызыл топырағының СО2-газ алмасуына жүргізілген зерттеулер де айқын маусымдық динамиканы анықтады. СО2-газ алмасуды анықтайтын маусымдық шектеуші экологиялық факторлардың ішінде топырақтың жоғарғы қабатының температурасына сенімді корреляциялық байланыс орнатылады.
«Сейсмикалық және инфрадыбыстық деректер бойынша Тянь-Шань ауқымды мұздықтарының еру процесін көрсететін мұз сілкіністерінің көріну режиміне климаттық өзгерістердің әсерін бағалау, кенеттен болатын стратосфералық жылыну құбылысын детектрлеу» міндеті
Мұздық жер сілкіністерін көздерден 500 км-ден астам қашықтықта оларды оқшаулау және сигнал параметрлерін анықтау мүмкіндігімен тіркеуге болатындығы дәлелденді. Сол қашықтықта инфрадыбыс сигналдар да тіркелетіні көрсетілген. Сейсмикалық және инфрадыбыстық станциялардың мәліметтері бойынша сигналдар анықталды, анықталатын оқиғалардың азимуттық диаграммалары салынды. Үлкен кезең бойы жинақталған гетерогенді сейсмикалық деректердің, мазмұны мен тіркеу желілері бойынша талдау жүргізілді (1951-2017 жж.), (2002-2022 жж.), (2002-2007 жж.), 2024 ж. Мұздықтың сейсмикалық белсенділігінің кейбір заңдылықтары туралы қорытынды жасауға болады. Соңғы онжылдықтағы мұздық жер сілкіністерінің көбеюінің ұзақ мерзімді тенденциясы анықталды, белгілі бір жылдардағы климаттық жағдайлардың ерекшеліктеріне байланысты айтарлықтай өзгерістер болды. Осы мақсатта деректерді өңдеуге РMСС әдісі енгізілді. Тіркелген криосфералық көздердің табиғатын анықтау үшін әртүрлі оқиғалардың толқындық формаларының әртүрлілігі талданады, олардың жіктелуі жүзеге асырылады. Мұздық өрісі аймағының тектоникалық схемасы және мұздық өрісі аймағының геоморфологиялық матрицасы құрылды. Зерттелетін мұздықтан жақын жерде үш далалық сейсмикалық станция мен бір инфрадыбыс станция таңдалды және орнатылды. Уақытша станциялардың сейсмикалық-инфрадыбыс мониторингі және далалық деректерді өңдеу ұйымдастырылды. Зерттелетін салада тіркелген оқиғалар бойынша маңызды материал алынды. Оқиғалардың эпицентрлері мен эпицентрлерінің тығыздығының карталары мұздық өрісінің ішінде және сыртындағы көздермен салынған.
Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша 2025 жылы 4 міндет бойынша келесі нәтижелер алынды:
«Жер үсті және жер асты суларындағы изотоптық қатынастарды талдау негізінде маңызды стратегиялық мәні бар су ресурстарының сапасына атмосфералық жауын-шашынның әсерін бағалау» міндеті
Химиялық және изотоптық құрамға жүргізілген салыстырмалы талдау көктемде еріген сулар минералданудың төмендеуіне әкеліп соқтыратын көлдердің гидрохимиялық режимін қалыптастыруда басты рөл атқаратынын көрсетті. Жазда және күзде еріген заттектердің көбеюі және булану фракциясына байланысты изотоптық құрамның ауырлығы байқалады. Қыста индикаторлардың салыстырмалы тұрақтылығы байқалады, мүмкін мұз астындағы химиялық процестермен байланысты. Ертіс өзені тұрақты минералданумен және көктемде еріген су ағыны есебінен изотоптық құрамның жеңілдеуімен сипатталады. Жер асты сулары тұрақты химиялық және изотоптық құрамды көрсетеді, бұл қысқы жауын-шашынның еріген суларының инфильтрациясы арқылы қоректенуді көрсетеді. Ерекшелік №2 ұңғымада байқалды, онда көктемде минералданудың төмендеуі және мамыр айында изотоптық құрамның жеңілдеуі тіркеледі. Химиялық құрамды талдау су алмасу дәрежесінің тереңдік бойынша және кеңістікте заңды түрде өзгеретінін: Бабатай көлі маңында атмосфералық қоректенумен сипатталатын белсенді режимнен Даманское көлі ауданында булануға байланысты тұзданған және баяу айналымды режимге дейін екенін анықтауға мүмкіндік берді. Бұл аумақтың табиғи гидрохимиялық аймақтылығын көрсетеді және жерасты суларының химиялық құрамы су алмасу бағыты мен қарқындылығының, сондай-ақ жерүсті және жерасты су жүйесі компоненттерінің өзара әрекеттесуінің сенімді индикаторы екенін растайды. Ұсынылған деректер Шығыс Қазақстанның күрт континенттік климатына тән температура мен жауын-шашын режимінің айқын маусымдық өзгергіштігін көрсетеді. Көктем-жаз кезеңінде температураның көтерілуі конвективтік процестердің дамуына байланысты жауын-шашынның мөлшері мен қарқындылығының артуымен қатар жүреді, ал күзде температураның да, атмосферадағы ылғал алмасудың да заңды түрде төмендеуі байқалады.
«Радиокөміртек бойынша мерзімдеу әдісін қолдана отырып, климаттық өзгерістерді зерттеу» міндеті
Радиокөміртегі бойынша танысу әдісін пайдалана отырып, климаттық өзгерістерді зерттеу мақсатында Абай облысы Бесқарағай ауданы мен Ақмола облысы Бурабай ауданының орман экожүйелерінен топырақ үлгілеріне изотоптық талдау жасалды. Радиокөміртектің салыстырмалы құрамы (F14C), көміртектің тұрақты изотоптары (δ13C), радиокөміртекті және калибрленген күнтізбелік жас шамалары ООУ және ГК фракциялары үшін алынды. Нәтижелер топырақ қабаттарында заманауи және «бомбалық» көміртегінің (F14C>1), сондай-ақ органикалық заттектердің ежелгі фракцияларының (F14C<1) болуын көрсетеді. Бейіндегі δ13C және F14C мәндерінің өзгеруі топырақтың қалыптасуының әртүрлі кезеңдерінде болған көміртектің жинақталу, ыдырау және тұрақтану процестерін көрсетеді. Деректерді әртүрлі экожүйелер бойынша салыстыру көміртегі алмасуының қарқындылығы мен тұрақты гумус фракцияларының пайда болу тереңдігіндегі айырмашылықтарды көрсетеді. Алынған материалдар топырақтың қалыптасуының климаттық жағдайларын реконструкциялау және Қазақстанның орман топырақтарындағы көміртегі циклінің динамикасын модельдеу үшін негіз бола алады. Қазақстанның орман экожүйелерінің топырақтарындағы көміртектің изотоптық сипаттамаларын талдау органикалық заттектердің жас құрылымы мен XIX ғасырдың аяғынан бастап NASA GISS мәліметтері бойынша тіркелген жаһандық температураның өзгеруі арасындағы байланысты көрсетті. Нәтижелер топырақ бейіндеріндегі F14C және δ13C динамикасы қазіргі жылынуды да, өткеннің үлкен климаттық ауытқуларын да көрсететінін растайды. Барлық зерттелген учаскелердің заманауи көкжиектері радиокөміртекті байытуды (F14C>1) және δ13C теріс мәндерін көрсетеді, бұл жаңа органикалық заттектердің белсенді қатысуын және температураның жоғарылауы жағдайында көміртектің биотрансформация процестерінің жоғарылауын көрсетеді. Бұл деректер ХХ ғасырдың аяғы мен ХХІ ғасырдың басындағы байқалған оң температура ауытқуларына сәйкес келеді. Бейіндердің терең қабаттарында жасы Ортағасырлық климаттық оптимумның, кіші мұз дәуірінің және «неогляциалдың» климаттық фазаларына сәйкес келетін ежелгі ГК және ООУ фракциялары тіркелген. Суық кезеңдер көміртектің тұрақтануына және оның ыдырауы қиын қосылыстар түрінде сақталуына ықпал етті. Осылайша, қазіргі жылыну микробтардың белсенділігін арттырады және көміртегі алмасуын тездетеді. Бұрын салқындату кезеңдері ұзақ мерзімді көміртегі қорын құрайтын гумустың тұрақты түрлерінің жиналуына ықпал етті. Бұл заңдылықтар топырақтың көміртегі балансын болжау және климаттың үздіксіз жылынуы жағдайында Қазақстанның орман экожүйелерінің жаһандық көміртегі цикліне қосқан үлесін бағалау үшін маңызды мәнге ие.
«СО2-газ алмасу нәтижесінде аймақтық топырақ типтерінің бетінен көміртегі ағынын мөлшерлік бағалау» міндеті
Ұзақ (12 ай) модельдік эксперимент жағдайында 1, 3 және 5 ШРШ (азотқа есептегенде) дозаларында нитраттармен жасанды ластанған аймақтық ашық және қою қызыл топырақтарының бетінен СО2 эмиссиясының сандық бағасы берілді. Экспозицияның 12 айы ішінде нитраттармен ластанған ашық және қою қызыл топырақтарынан шығарылатын көміртегі шығарындыларында бақылау үлгілерімен салыстырғанда статистикалық тұрғыдан сенімді (тиісінше F=0,44; p<0,7 және F=0,21; p<0,9) анықталған жоқ. Осылайша, нитраттардың 5 ШРК-ға дейін ластануы ашық және қою қызыл топырақтарының бетінен СО2 шығарындыларына әсер етпейді. Ылғалдандыру жағдайларын ескере отырып, температураның 50 °дейін қысқа мерзімді жоғарылауымен модельдік экспериментте Қазақстанның өңірлік ашық және қою қызыл топырақтарының температуралық сезімталдығын бағалау СО2 эмиссиясының ұлғаюына қарай топырақ СО2-газ алмасуының елеулі ығысуын анықтаған жоқ. Мәселен, 20, 30, 40 және 50°С температурада ашық және қою қызыл топырағының ылғалды үлгілерін термостаттау кезінде СО2 эмиссиясының орташа мәні тиісінше 483, 467, 483, 498 және 534, 470, 470, 487 ммоль м-2 с-1 құрады. 20, 30, 40 және 50°С температурада ашық және қою қызыл топырағының құрғақ үлгілерін термостаттау кезінде СО2 эмиссиясының орташа мәні тиісінше 483, 467, 483, 498 және 534, 470, 470, 487 ммоль м-2 с-1 құрады. Осылайша, Қазақстанның өңірлік ашық және қою қызыл топырақтарының бетінен СО2 эмиссиясын зерттеу олардың СО2-газ алмасуының химиялық және температуралық фактордың әсеріне жоғары тұрақтылығын көрсетті.
«Сейсмикалық және инфрадыбыстық деректер бойынша Тянь-Шань ауқымды мұздықтарының еру процесін көрсететін мұз сілкіністерінің көріну режиміне климаттық өзгерістердің әсерін бағалау, кенеттен болатын стратосфералық жылыну құбылысын детектрлеу» міндеті
20 жылдан астам уақыт ішінде Маканчи, Қаратау сейсмикалық топтары және Рмсс әдісімен Мақаншы инфрадыбыс тобы бойынша толқындық формадағы мұздықтардан оқиғаларды қашықтықтан анықтау мүмкіндіктеріне баға берілді. Деректерді өңдеу және оқиғаларды оқшаулау нәтижесінде магнитудасы М≥3,0 болатын сейсмикалық оқиғалардың эпицентрінің басым бөлігі тау жоталары мен қырқалардың беткейлерінің жоғарғы бөліктерімен шектелетіні анықталды, бірақ олар беткейлердің төменгі бөліктерімен, сондай-ақ аңғарлардан мұздықтармен сырғып түсетін немесе еріген мұздықтардан пайда болған жылғалар мен шағын өзендер ағатын екінші және үшінші реттегі шұңқырлармен немесе тальвегтерге сәйкес келетіні анықталды. Жақын маңдағы станциялардың арнайы желісінің материалдарын өңдеу нәтижелері бойынша әртүрлі сипаттағы 6990 жер сілкінісін қамтитын оқиғалар каталогы жасалды. Құрылған жақын аймақ каталогының және қолда бар жер сілкінісі каталогтарының деректері бойынша Орталық Азия үшін ұзағырақ мерзімде мұздық өрісі мен оның айналасы шегінде сейсмикалықтың таралуының кеңістіктік-уақыттық заңдылықтары зерттелді. Алғаш рет мұздықтарға сейсмоакустикалық әдістермен мониторинг ұйымдастырылды. Анықталған сигналдарды салыстыру негізінде мұздық оқиғаларды көп параметрлік тіркеуге арналған аппаратураның қажетті кешені туралы түсінік қалыптастырылды, станцияларды орнату орындарын мұқият таңдау бойынша жұмыстар кешені пысықталды. 2002-2023 жылдар аралығындағы ғарыштық суреттер бойынша мұздықтар алаңдарының өзгеруін зерттеу бойынша өте мұқият жұмыс жүргізілді. Мұздықтарды аңғарлар мен тамақтану аймақтарына бөлу және тұщы су көздері ретінде тау мұзының мол қоры бар белгілі аймақта жеткілікті үлкен кезеңде олардың аумақтарының өзгеруін зерттеу бойынша мұндай жұмыс алғаш рет жүргізілді. Мұздықтар аумағының өзгеруі-қысқару да, өсу де температураның өзгеруіне және жауын-шашынның мөлшеріне байланысты зерттелуде. Мұздықтардың азаюы мен өсуінің жауын-шашынмен тікелей байланысы бар. Жауын-шашынның көбеюі мен азаюының үш кезеңі және олардың өсуі мен мұздықтардың азаюына сәйкестігі байқалады. Мұздықтардың азаюының жалпы тенденциясы Солтүстік жарты шарда орташа жылдық температураның жоғарылауының жалпы тенденциясымен байланысты. Мұздық оқиғалардың сейсмикалық режимінің негізгі заңдылықтарын сенімді бағалауға, кеңістіктік-уақыттық сипаттамалардың өзгеруін климаттың өзгеруімен байланыстыруға және мұздықтардың жойылуымен байланысты қауіпті оқиғалардың пайда болу қаупінің өсуін болжауға мүмкіндік беру үшін мониторингті ұзақ уақыт бойы үздіксіз жүргізу ұсынылады.
Бағдарламаның міндеттерін іске асырудың барлық кезеңінде КОКНВО ұсынған журналдарда 7 (жеті) мақала, Web of Science деректер базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге кіретін бағдарламаның ғылыми бағыты бойынша рецензияланатын ғылыми басылымдарда 5 (бес) мақала жарияланды және (немесе) Scopus дерекқорында CiteScore бойынша кемінде 50 (елу) процентиль, қазақстандық баспада 1 (бір) монография, 3 (үш) зияткерлік меншік объектісі және пайдалы модельге 1 (бір) патент бар. Нәтижелердің бір бөлігі келесі конференциялар мен форумдарда: «Геожүйелердегі триггер әсерлері» VII халықаралық конференциясы (РФ), 39th General Assembly (GA) of the European Seismological Commission (Греция), «Ядролық ғылымдар және технологиялар» V халықаралық ғылыми форумы (ҚР), «Ломоносов – 2025» (ҚР) студенттердің, магистранттардың және жас ғалымдардың XX халықаралық ғылыми конференциясында ұсынылды.