Аннотация результатов, полученных в 2021 году
За первый год проекта было отобрано 1140 образцов: 466 образцов из живых деревьев, 247 образцов из деревянных строений и 427 археологических образцов. Проведено измерение оптической плотности (оптическая плотность поздней древесины BI и разность оптической плотности поздней и ранней древесины δBI) 341 керна для Архангельской, Вологодской, Ленинградской, Костромской и Ярославской областей. Показано, что построенные хронологии оптической плотности имеют высокие коэффициенты корреляции с хронологиями максимальной рентгеновской плотности из соседних локаций. Проведено измерение ширины годичных колец для 10 площадок живых деревьев, построено 10 локальных древесно-кольцевых хронологий длиной до 380 лет. Проведено измерение ширины годичных колец из 10 старых строений, построено 10 локальных древесно-кольцевых хронологий длиной до 462 лет, датировано 7 из них. Датировку, в частности, получили такие объекты культурного наследия как часовня Марии Магдалины, Никольская церковь из д. Высокий Остров и Никольская церковь из д. Тухоли (музей Витославлицы, Великий Новгород), Ильинская церковь (Костромской музей деревянного зодчества), дом Баженовых из д. Вавчуга, Архангельская обл. Собрано и обработано 88 образцов субфоссильной древесины дуба из аллювиальных отложений реки Сура, построено 6 плавающих хронологий длиной до 581 года. Измерены материалы 11 археологических коллекций. Всего за первый год проекта было измерено 883 образца: 405 образцов из живых деревьев, 160 образцов из деревянных строений, 230 археологических образцов и 88 образцов погребенной древесины. Проведена подготовка образцов для клеточных измерений. Получены первые клеточные измерения для сосен из Ярославской области. Подготовлено 183 образца целлюлозы для измерения соотношения стабильных изотопов углерода в годичных кольцах. На данный момент измерено 93 образца. Проведен предварительный анализ функции отклика для периода 2010-2020 гг., показавший статистически значимый отклик на условия засушливости.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В отчетный период был завершен разбор коллекций спилов (ранее была полностью разобрана и инвентаризована коллекция кернов). Выделенное помещение для хранения было оборудовано стеллажами, разобранные коллекции спилов были размещены на них. Более чем для 1000 спилов было произведено уменьшение размера, что значительно сокращает пространство, необходимое для их хранения. Созданное хранилище обладает достаточным пространством для пополнения новыми образцами по крайней мере в течение следующих 10 лет. Был создан и передан координатору проекта «Общее дело» буклет-памятка по отбору дендрохронологических образцов для распространения среди волонтеров проекта. Была проведена экспедиция продолжительностью 14 дней (28 мая – 10 июня 2022 г.) для отбора образцов. Общая протяженность маршрута составила около 3500 км. Были найдены древостои возрастом до 300 лет, и было заложено восемь пробных площадей по живым деревьям. Что особенно важно, образцы были отобраны в относительно безлесной части Русской равнины, что расширяет географическое покрытие дендрохронологической сети на юг и будет способствовать как исследованию климатического отклика древесно-кольцевых параметров в этих районах, так и построению новых составных дендрошкал. Всего за второй год проекта было отобрано 790 образцов: 426 образцов из живых деревьев (10 коллекций), 289 образцов из деревянных строений (18 коллекций) и 75 археологических образцов (10 коллекций). Построено 20 древесно-кольцевых хронологий по разным породам деревьев (сосна, ель, дуб) продолжительностью от 100 лет. За второй год проекта была проведена подготовка образцов и измерение оптической плотности (оптическая плотность поздней древесины BI и разность оптической плотности поздней и ранней древесины δBI) для 181 керна архитектурной древесины из Архангельской, Новгородской, Вологодской, Костромской и Ярославской областей. Была также измерена оптическая плотность для первых 10 археологических образцов из Костромской и Вологодской областей. Для построения хронологий клеточных параметров были измерены 23 микросекции для образца A22A21A. Для каждого годичного мы получили данные по 36 параметрам. Длина хронологий составила 132 года – 1889-2020 гг. Для этой же пробной площади была получена хронология стабильных изотопов углерода, основанная на измерении 183 образцов из индивидуальных годичных колец и покрывающая период 1900-2020 гг. Корреляционный анализ показал, что для большинство клеточных параметров характерны значимые положительные корреляции с индексом scPDSI (r=0.36-0.47, p<0.05) за вегетационный период текущего года, с мая по сентябрь. Значимые положительные корреляции получены, в основном, для осадков мая текущего года (r=0.34-0.43) и температуры января и февраля текущего года (r= от -0.25 до -0.45). Мы также сравнили полученный нами ряд изотопа углерода С13 со среднемесячными осадками и температурой воздуха. Анализ выявил отрицательную связь с температурами июня и июля, а также положительную связь с осадками мая, июня и июля. Связь с индексом сухости PDSI также оказалась статистически значимой для июля, августа и сентября. В целом, полученные результаты свидетельствуют о наличие связи с влагообеспеченностью. Дальнейшие работы по измерению большего числа серий, скорее всего, повысит тесноту связи. Анализ климатического отклика в хронологиях оптической плотности древесины выявил наличие сильного температурного сигнала у хронологий, расположенных на севере. Так, оптическая плотность, полученная для территории Соловков, севера Архангельской и востока Ленинградской областей, зависит от изменчивости летней температуры (r = 0.2-0.55). При этом самые высокие связи отмечаются у двух хронологий сосны с июлем – I24S и O02S из Архангельской и Ленинградской областей и достигают значений r = 0.54 и 0.52. Единственной хронологией по оптической плотности, в которой не обнаружено отклика на летние температуры, оказалась A22SD, расположенная южнее всех остальных исследованных хронологий – в Ярославской области. Три хронологии по ширине годичных колец BelBog, C04S, N13 из Соловков, Вологодской, Новгородской областей имеют положительный отклик на зимнюю температуру воздуха. Говоря об отклике на изменчивость осадков, следует отметить, что величина коэффициентов корреляции значительно ниже, чем с температурой и варьирует от 0.18 до 0.34. В 2022 году был продолжен дендрохронологический анализ образцов субфоссильной древесины дуба из аллювиальных отложений реки Сура. Было изучено 57 новых образцов, часть из которых была определена как семь новых деревьев, а часть вошла в состав деревьев, выявленных в прошлом году. Это, в частности, заставило нас пересмотреть состав одной из плавающих древесно-кольцевых хронологий, построенных в прошлом году. На настоящем этапе общее число изученных субфоссильных индивидуальных деревьев из реки Сура составляет 56. Был произведен поиск исторических свидетельств о погоде и климате для двух непрерывных исторических периодов: весь 17-й век и первая треть 19-го века (1801-1829 гг.). Основной этап работы заключался в сборе и представлении источниковых известий по истории климата на территории России 17 века. Данная работа включала в себя выявление релевантных исторических источников; систематический просмотр исторических источников в поисках известий о климатических, погодных, геологических и астрономических явлениях; выявление релевантных известий; локализацию и установление датировки обнаруженных известий; критическую оценку содержащейся в известиях информации; внесение данных в таблицу и (при необходимости) составление экспертного комментария. В ходе работы систематически просмотрены десятки тысяч страниц исторических источников разных типов: нарративных (летописи, хроники), делопроизводственных (хозяйственная переписка, дипломатическая, административная и военная документация) и источников личного происхождения (дневники и записки современников), а также сотни страниц справочной и научной литературы. Ключевым результатом проделанной работы по исследованию письменных источников 17 века стало выявление и представление в структурированной табличной форме более 300 свидетельств. Результатами работы с газетами первой трети 19 века стала таблица с печатными упоминаниями погодных явлений в новостях и архив фотографий ежедневных метеорологических наблюдений. Всего для этого периода было зафиксировано 476 упоминаний о погодных явлениях. Также производилась работа по развитию существующих методов реконструкций климатических показателей на основе древесно-кольцевых данных. В качестве рассмотренных климатических показателей были выбраны откалиброванный индекс засушливости Палмера (scPDSI) и температура в летний период. Были рассмотрены четыре метода пространственной реконструкции: ансамблевая поточечная регрессия (EPPR), линейная регрессия на главные компоненты (lm), искусственные нейронные сети (ANNs) и модификация поточечной регрессии с использованием частной регрессии методом наименьших квадратов (PPR+PLSR). Два последних метода были разработаны в рамках данного исследования. Для тестирования предложенных методов была выбрана территория Северной Америки, так как для нее имеется наибольшее количество древесно-кольцевых хронологий (ДКХ), а также результаты реконструкций других авторов. Результаты реконструкции scPDSI и температуры на основе моделирования псевдо-прокси показали превосходство метода (PPR+PLSR), в то время как ANN показал худшие результаты. Линейная модель, которая фактически является версией ANN с одним слоем и одним узлом, хуже EPPR для scPDSI, но лучше для температуры, что скорее всего вызвано более непрерывным пространственным распределением значений температуры, а значит, его легче описать через EOF. За 2022 год опубликовано 6 статей по тематике проекта, в том числе 4 статьи в Q1, одна статья в Scopus и одна в РИНЦ. Заявленные показатели по публикациям перевыполнены в 1,4 раза за год до окончания проекта. Представлены три доклада на одной международной и одной российской конференции.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Была проведена экспедиция продолжительностью 14 дней (15 июля – 28 июля 2023 г.) для отбора образцов. Маршрут экспедиции, общая протяженность которого составила около 4000 км (250 км в день, не считая работ по отбору образцов), корректировался в процессе с учетом ситуации на местности, плана по количеству заложенных площадок и ограничений по времени. Всего за третий год проекта было отобрано 247 образцов: 152 образца из живых деревьев (4 коллекции), 95 образцов из деревянных строений (7 коллекций). Были построены хронологии по различным параметрам годичных колец для пяти пробных площадей и для четырех архитектурных объектов. За третий год проекта была проведена подготовка образцов и измерение оптической плотности для 266 кернов из живых деревьев и архитектурной древесины из Новгородской, Костромской, Саратовской, Воронежской, Ростовской областей и Пермского края. Была измерена оптическая плотность наиболее южных хронологий сосны (T45S, V08S) для последующей оценки изменения климатического отклика оптической плотности по градиенту север-юг. Для субфоссильных материалов реки Сура на настоящее время построено шесть ДКХ (с учетом образцов, измеренных и датированных в 2023 году). Возраст самой молодой из них GR2 (продолжительность 253 года) был определен в 2022 на основе трех радиоуглеродных датировок – ее последнее годичное кольцо сформировалось в интервале 1836-1863 гг. Для ДКХ GR6 (продолжительность 435 лет) в 2023 году было получено две радиоуглеродные датировки 750±70 (IGAN-10470) и 450±70 (IGAN-10471). Это позволило установить, что последнее годичное кольцо этой ДКХ сформировалось в интервале 1336-1673 гг. Таким образом, построенные к настоящему времени плавающие ДКХ охватывают временной промежуток почти в две тысячи лет (рис. 6). Для исследования возможности датирования археологического материала на основе оптической плотности, данный параметр был измерен для 22 археологических образцов из Костромской области. Оказалось, что из-за плохой сохранности древесины не всегда удается получить такие же длинные ряды измерений для оптической плотности, как для ширины колец. Основной вывод из проведенного эксперимента – оптическая плотность плохо подходит для датирования археологических образцов, хотя в случае их хорошей сохранности может показывать лучшие результаты, особенно в северной части региона Результаты проведённого дендроклиматического анализа оптической плотности показали, что оба типа хронологий (на основе 15% и 30% минимальной яркости пикселей) имеют схожую реакцию на климат, которая наблюдается в одни и те же месяцы. На двух площадках – A22S и T03S – величина корреляции незначительно выше при использовании 15%-хронологии. В случае хронологий с площадки V08S коэффициенты корреляции практически одинаковы для двух способов построения хронологий, а для хронологий на площадке T45S сигнал для 15% варианта практически отсутствует (за исключением одного месяца). Таким образом, результаты нашего исследования свидетельствуют о гетерогенности отклика у двух видов хронологий: 15%-ный вариант хронологии оказался более климатически чувствительным лишь для сосен растущих в центре ЕТР (Ярославская область), для сосен с площадок T03S и V08S сигнал схож для обоих вариантов хронологий, а для площадки T45S значимый климатический отклик найден лишь для 30%-ного варианта хронологии. Наши результаты подтверждают важность тестирования различных параметров отсечки в процессе получения хронологий по оптической плотности. Интересным результатом стала подтвердившаяся смена климатического сигнала в оптической плотности при движении с севера на юг – положительный отклик на температуру меняется на отрицательный. Причем отклик на температуру сильнее, чем на индекс суровости засухи Палмера, что косвенно свидетельствует именно о реакции на температуру, а не на засушливость. Физиологическое объяснение этой связи через параметры структуры годичных колец требует дополнительных исследований. Результаты корреляционного анализа хронологий максимальной и минимальной плотности, рассчитанных на основе количественных показателей анатомии древесины (клеточных измерений) показали, что теснота связи в значительной степени зависит от того, какой процентиль выбран для расчёта хронологии. У хронологий на основе 0% и 25% наблюдается схожий отклик: положительный на температуры июня у LWAD (r = 0.38 – 0.44), отрицательный на изменчивость индекса сухости в июне, июле и сентябре у LWAD (r= -0.26 – -0.34). У хронологий на основе 50% и 75% самые высокие значения корреляции наблюдаются для осадков и достигают -0.42, -0.39, - 0.19 (март, июль и август, соответственно). Ранее нами было выявлено отсутствие связи между приростом у сосен с площадки A22S и температурой лета, а связь оптической плотности (dBI) с температурой июня оказалась невысокой (r=0.198, p<0.05). Однако при использование анатомической плотности поздней древесины значительно усиливается связь с температурой, осадками и индексом суровости засухи Палмера. Обновление трех реконструкций на основе оптической плотности годичных колец хвойных для севера (Соловки), центра (Калуга) и юга (Кавказ) ЕТР и анализ их пространственной корреляции с полем температур показал, что данные реконструкции могут служить для описания изменчивости летних температур в прошлом практически во всей западной части Европейской России. Показатели качества реконструкции обновленного атласа засух позволяют говорить о его превосходстве над предыдущей версией. Сравнивая "самокалибрующийся" индекс Палмера (scPDSI), вычисленный на основе модельных данных о температуре и осадках, с результатами палеореконструкций из Атласа засух Европейской части России, проведено исследование по четырем регионам: регион 1 (46-50 с.ш., 40-50 в.д.), регион 2 (50-54 с.ш., 32-42 в.д.), регион 3 (50-54 с.ш., 42-52 в.д), регион 4 (50-60 с.ш., 32-52 в.д.). На обширной территории (регион 4) реконструкции не показывают изменений засушливости в индустриальный период по сравнению с доиндустриальным, в то время как три из четырех моделей свидетельствуют о снижении засухи. Индустриальный период также выделяется более согласованными данными моделей и реконструкций, особенно для средних и экстремальных значений. Анализ температурных реконструкций указывает на сходство модели INM на Кавказе, но с выраженным температурным откликом на вулканические извержения. Модель MRI демонстрирует меньшее потепление во второй половине 20 века. Оценки будущего климата для всех моделей проведены, и хотя модель INM показывает неплохие результаты для некоторых регионов, общая точность воспроизведения реконструкций остается вызывающей вопросы. Проанализированы также изменения влажности и вероятности засух в будущем, и сценарий ssp585 предполагает увеличение засушливости к концу 21 века, что подкрепляется изменениями в отношении осадков к температуре. Модели также предсказывают различные тенденции в изменении общего влагосодержания почвы. В общей сложности в 2023 году участники творческого коллектива проекта представили 8 докладов на четырех конференциях. Были опубликованы две статьи: в журнале Краткие сообщения института археологии (индексируется WoS) и Геосферные исследования (индексируется Scopus).