About the dynamics of snow cover and its component composition in Moscow and the Solnechnogorsk district of the Moscow region

Abstract

The article presents the results of a study on the dynamics of the height, reserves, and chemical composition of snow cover within the megapolis (Moscow) and conditionally background territories of the Solnechnogorsk district of the Moscow region (Educational and experimental soil and ecological center of Lomonosov Moscow State University “Chashnikovo”) for the winter-spring period of 2023–2024.

The study objects included: the drainage divide area of the Klyazma River in conditionally background conditions and two types of soil lysimeters from the Faculty of Soil Science of the Lomonosov Moscow State University located within Moscow. The first type of lysimeters was characterized by various soil cultivation methods under continuous operation in meadow mown phytocenosis conditions. The second type of bulk lysimeters were situated under different land use types (bare fallow, fallow land, overgrowing fallow land, spruce plantations, mixed, and broad-leaved forests) formed on a uniform mineral matrix represented by cover loam.

The dynamics of snow cover exhibited similar patterns in both natural and city conditions: maximum snow reserves occurred in February, followed by a decline in spring. Minimum snow reserves were observed in lysimeter areas with spruce plantations, while maximum reserves were recorded in treeless areas, including grass fallow and lysimeter plots under various soil cultivation conditions. In urban environments, significantly higher concentrations of certain alkali and alkaline earth elements (sodium, calcium, strontium), as well as zinc and copper, were detected. The concentrations of the most mobile anions, particularly chlorides, in the snow water of the megapolis exceeded those in natural conditions by 2–3 times. This is consistent with the higher pH and electrical conductivity values for snow water in urban settings.

The type of phytocenosis played a key influence in the spatial distribution of snow and its components. Coniferous and mixed forests retained more snow, which reduced the migration of lysimetric waters, whereas broader-leaved and open areas experienced more intense snow accumulation and vertical water migration.

 

References

1. Андруз Д., Бримблекумб П., Джикелз Т. и др. Введение в химию окружающей среды: Пер. с англ. / Ред. Г.А. Заварзина. М., 1999. 271 с. 2. Андрухова Т.В., Букатый В.И., Суторихин И.А. Мониторинг элементного состава аэрозольных загрязнений снежного покрова г. Барнаула за период 2002–2011 гг. // Ползуновский вестник. 2011. № 4–2. С. 86–89. 3. Быков Н.И., Попов Е.С. Наблюдения за динамикой снежного покрова в ООПТ Алтае-Саянского экорегиона (методическое руководство). Красноярск, 2011. 64 с. 4. Васильчук Ю.К., Чижова Ю.Н., Буданцева Н.А. и др. Изотопный состав снежников и ледников Полярного Урала // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2018. № 1. С. 81–89. 5. Гопченко Е.Д., Овчарук В.А., Траскова А.В. Влияние типов подстилающей поверхности на величину максимальных снегозапасов к началу весеннего половодья (на примере бассейна р. Днестр) // Актуальные вопросы аграрной науки. 2014. Т. 13. С. 30–37. 6. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Поповичева О.Б. и др. Загрязнение Московского мегаполиса: мониторинг химического состава микрочастиц в системе «атмосфера–снег–дорожная пыль–почвы–поверхностные воды» // Метеорология и гидрология. 2023. № 5. С. 5–19. 7. Касимов Н.С., Лычагин М.Ю., Чалов С.Р. и др. Парагенетические ассоциации химических элементов в ландшафтах // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2019. № 6. С. 20–28. 8. Кирина В.Д., Таловская А.В., Язиков Е.Г. Динамика пылевой нагрузки на снеговой покров на территории г. Кемерово // Инженерная экология. 2023. Т. 336, № 3. С. 193–207. 9. Комаров А.Ю. Влияние растительности и микрорельефа на стратиграфию снежного покрова в Подмосковье // Вестн. Моск. ун-та. Серия 5. География. 2021. № 6. С. 87–98. 10. Кошелева Н.Е., Сычева Д.Г., Касимов Н.С. Геохимия снежного покрова на территории МГУ имени М.В. Ломоносова // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2024. № 5. С. 3–16. 11. Леженин А.А., Ярославцева Т.В., Рапута В.Ф. Мониторинг аэрозольного загрязнения снежного покрова на основе наземной и спутниковой информации // Журнал Сибирского федерального ун-та. Техника и технологии. 2016. Т. 9, № 7. С. 950–959. 12. Лычагин М.Ю., Исаченкова Л.Б. О методике гидрохимического опробования снежного покрова // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1987. № 5. С. 89–99. 13. Макаров В.З., Решетников М.В., Суровцева О.В. и др. Динамика техногенных снегогеохимических аномалий на территории г. Саратова за 1992–2010 годы // Известия Саратовского ун-та. Новая серия. Серия Науки о Земле. 2012. Т. 12, № 1. С. 33–39. 14. Мустафин Р.Ф., Хабиров И.К., Султанова Р.Р. и др. Влияние рельефа на запасы снежного покрова и влаги на лесных почвах // Вестн. Оренбургского гос. ун-та. 2017. № 6. С. 85–89. 15. Никифорова Е.М., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е. Многолетняя динамика антропогенного засоления почв Москвы (на примере Восточного округа) // Почвоведение. 2014. № 3. С. 351–363. 16. Никифорова Е.М., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е. Многолетняя динамика антропогенной солонцеватости почв ВАО Москвы при использовании противогололедных реагентов // Почвоведение. 2017. № 1. С. 93–104. 17. Пристова Т.А. Влияние древесной растительности на физические показатели снежного покрова средней тайги Республики Коми // Лесной вестник. 2024. Т. 28, № 1. С. 68–79. 18. Пристова Т.А., Василевич М.И. Химический состав снежного покрова в лесных экосистемах в зоне аэротехногенного влияния целлюлозно-бумажного производства (ЦБП) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, № 1(9). С. 2313–2316. 19. Сазонова О.В., Сухачева И.Ф., Дроздова Н.И. и др. Мониторинг качества снежного покрова как составляющей среды обитания населения г. Самары // Фундаментальные исследования. 2014. № 10–1. С. 174–179. 20. Соболев И.С. О возможности изучения элементного состава снежного покрова при геохимическом картировании зон и областей внедрения глубинных флюидов (нефтегазопоисковый аспект) // Геология нефти и газа. 2013. № 1. С. 68–77. 21. Сократов С.А., Комаров А.Ю., Васильчук Ю.К. и др. Пространственно-временная неоднородность значений δ18O и структуры снежной толщи на территории метеообсерватории МГУ // Лёд и Снег. 2023. Т. 63, № 4. С. 569–582. 22. Чижова Ю.Н., Васильчук Д.Ю., Йошикава К. и др. Изотопный состав снежного покрова Байкальского региона // Лед и Снег. 2015. № 3. С. 55–66. 23. Шереметов Р.Т. Региональные особенности снежного покрова лесостепи Приишимья: Автореф. дис. …. канд. геогр. наук. Барнаул, 2005. 184 с. 24. Янченко Н.И. Практика отбора проб снежного покрова для химического анализа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331, № 12. С. 94–104. 25. Tong R., Parajka J., Komma J. et al. Mapping snow cover from daily Collection 6 MODIS products over Austria // Journal of Hydrology. 2020. Vol. 590. P. 125548. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125548 26. Zaremehrjardy M., Razavi S., Faramarzi M. Assessment of the cascade of uncertainty in future snow depth projections across watersheds of mountainous, foothill, and plain areas in northern latitudes // Journal of Hydrology. 2021. Vol. 598. P. 125735. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125735