Influence of climatic changes on geoelectrical parameters of grounds in Central Yakutia
Authors: ЕФРЕМОВ В.Н. 
Published: October 2022

Показаны особенности сезонных периодических изменений эффективного электрического сопротивления массива многолетнемерзлых дисперсных грунтов по результатам натурных измерений поверхностного импеданса в диапазоне частот 1001000 кГц. Эксперименты проводились на стационаре ИМЗ СО РАН в районе Якутска в 20062012 годах. Приведено соответствие характерных изменений температуры грунтов и их эффективного сопротивления определенным периодам времени. Показано соответствие величины эффективного сопротивления массива многолетнемерзлых дисперсных грунтов, степени их промерзания. Приведены результаты анализа экспериментальных данных наблюдения изменений геоэлектрических параметров под воздействием климатических факторов. Воздействие климатических факторов оценивалось по температуре приземного воздуха и грунтов, толщине снегового покрова и количеству дождевых осадков в определенные периоды времени. Показано, что сезонные изменения эффективного сопротивления своими асимптотическими значениями отражают, соответственно, четыре степени промороженности грунтов: зимнюю, весеннюю, летнюю и осеннюю. Уровни эффективного сопротивления грунтов, соответствующие выделенным степеням их промороженности весной, летом и осенью, отличаются примерно в два раза. Величина эффективного электрического сопротивления массива многолетнемерзлых дисперсных грунтов зависит от степени промороженности грунтов массива за последний, до его измерения, период стадии охлаждения либо растепления. Сезонные изменения эффективного сопротивления находятся в пределах одного порядка, а для электромагнитного и поперечного сопротивлений они достигают двух порядков величины. Степень промороженности массива многолетнемерзлых грунтов зависит не только от солнечной радиации, температуры приземного воздуха, но и от толщины снежного покрова на стадии охлаждения и от обильности дождевых осадков на стадии растепления. Для мониторинга состояния грунтов слоя годовых колебаний температуры, более приемлемыми параметрами являются его поперечное сопротивление или продольная проводимость, полученные путем интерпретации данных радиоимпедансного или РМТ зондирований. Радиоимпедансное зондирование и РМТзондирование наиболее рациональны для мониторинга изменения состояния многолетнемерзлых грунтов под воздействием изменений климата

The features of seasonal periodic changes of apparent resistivity of the permafrost soil mass were examined basing on field measurements of the surface impedance in the 1001000 kHz frequency range. The experiments were done at the permanent study plot of the Melnikov Permafrost Institute, SB RAS in the area of the city of Yakutsk in 20062012. The conformity of characteristic changes of soil temperature and apparent resistivity to the certain periods of time is given. The apparent resistivity of the permafrost soil mass is shown to conform to the degree of soil freezing. The results of the analysis of experimental data of supervision of changes of geoelectrical parameters under influence of the climatic factors are given. The influence of the climatic factors was estimated by the temperature of the air and soils, thickness of snow cover and quantity of rain deposits in the certain periods of time. It is shown that the seasonal changes of the apparent resistivity by asymptotical meanings reflect, accordingly, four degrees of freezing grounds: winter, spring, summer, and autumn. The levels of apparent resistivity of grounds, appropriate to their established degrees of freezing in the spring, summer and autumn, differ approximately twice. The value of apparent resistivity of the frozen soil mass depends on a degree of ground freezing during the premeasurement period of cooling or thawing. The seasonal changes of apparent resistivity were within the limits of one order, and for electromagnetic and cross resistance they achieved two orders of the value. The degree of frozen ground freezing depends not only on the solar radiation and the temperature of air, but also on the thickness of the snow cover at a stage of cooling and the amount of rain at a thawing stage. For monitoring the active layer, more acceptable parameters are its cross resistivity or longitudinal conductivity received by interpretation of the radioimpedance or RМТ soundings data.