WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Климатические сценарии изменения глобального климата на фоне усиления парникового эффекта из-за антропогенной деятельности показывают продолжение потепления, усиливающееся с широтой. Несогласованность трендов, полученных разными исследователями, затрудняет сделать однозначный вывод об изменении региональных осадков на территории России в XXI в.

На возможность противоположных тенденций увлажнения территории России в XXI в. указывает и анализ проведенных численных экспериментов на общепризнанных моделях общей циркуляции атмосферы и океана МОЦАО.

В этой связи представляется важным изучить реакцию границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов России в XX-XXI веках на изменение климата по данным наблюдений и моделирования.

Рис. 2. Косвенные свидетельства увеличения увлажнения в последние десятилетия XX века ( - повышение уровня грунтовых вод, - восстановление растительности).

В разделе 1.3 представлен обзор расчетных методов испаряемости, проведено сравнение 13-ти методов и выявлены наиболее надежные для использования на территории юга Европейской России методы А.И.Будаговского, Пенмана-Монтейта, Н.Н.Иванова, М.И.Будыко, А.Р.Константинова, Э.М.Ольдекопа и К.Тортнтвейта.

Рассмотрены количественные показатели увлажнения, используемые в исследовании для оценки влияния возможного изменения климата на гидротермические условия суббореальных равнинных ландшафтов России:

радиационный индекс сухости М.И.Будыко, коэффициенты увлажнения К.Торнтвейта (КУТ), Ю.И.Чиркова, индекс сухости М.И.Будыко на основе температуры, гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова (ГТК). Проведенное сравнение показателей увлажнения с коэффициентом увлажнения К.Торнтвейта выявило тесную корреляционную зависимость между рассмотренными показателями. Наибольшая зависимость найдена с радиационным индексом сухости Будыко. Наименее тесная корреляционная связь с коэффициентом увлажнения К.Торнтвейта получена для коэффициента увлажнения Ю.И.Чиркова и гидротермического коэффициента Г.Т.Селянинова.

В работе в соответствии с рекомендациями Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием (UNCCD, 1994) на основе новейших данных была построена карта КУТ (рис.1) и проведена классификация засушливых и гумидных земель.

Построенные карты-схемы пространственного распределения стандартного отклонения разностей коэффициента увлажнения К.Торнтвейта с остальными показателями дают возможность оценить отклонение полученных результатов с использованием КУТ от результатов на основе других рассмотренных показателей увлажнения.

В разделе 1.3 с помощью кластерного анализа было проведено районирование территории исследования по однородности колебаний КУТ (рис.3).

По характеру изменения осредненных в пределах районов КУТ нелинейных трендов были определены периоды более детального исследования динамики увлажнения: 1936-1960; 1961-1990 и 1991-2000 гг. (рис.4).

Описание использованного в работе нормированного разностного вегетационного индекса (NDVI) как индикатора зеленой фитомассы представлено в разделе 1.4.

Обзор типов сглаживающих функционалов проведен в разделе 1.5.

Описываются методики построения электронных карт-схем и получения статистических оценок результатов работы, значимости результатов, а также методика оценки качества выполненного в предыдущем разделе районирования.

Сформулирован критерий наличия/отсутствия предпосылок для смещения границ зоны увлажнения.

Раздел 1.6 включает краткое описание используемых климатических моделей: МОЦАО ECHAM и UKMO, РКМ ГГО, а также качество воспроизведения ими метеорологических параметров и показателей увлажнения. Установленные корреляционные зависимости метеорологических параметров по данным наблюдений и климатических моделей, а также величины относительных ошибок воспроизведения метеорологических параметров и показателей увлажнения моделями позволяют сделать вывод о возможности получения приемлемых оценок изменения климата и увлажнения на территории исследования в XXI веке.

Рис. 3. Дифференциация территории исследования на основе однородности изменения КУТ в период 1936-2000 гг.

Рис. 4. Тренды годового коэффициента увлажнения Торнтвейта в разных районах исследуемой территории в период 1936-2000 гг.

Глава 2. Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX веке.

В главе 2 рассматриваются выявленные пространственные и временные изменения годового увлажнения и увлажнения за вегетационный сезон суббореальных равнинных ландшафтов России в XX в.

Раздел 2.1 посвящен исследованию особенностей изменения климата исследуемой территории, произошедших в последние две трети XX в.

Наблюдаемое в 1936-2000 гг. потепление произошло, в основном, за счет холодного периода.

Среднемноголетние годовые суммы осадков в период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. увеличились преимущественно в результате роста количества осадков холодного сезона года практически на всей территории исследования. В период 1991-2000 гг. по отношению к 1961-1990 гг. картина изменений осадков была более мозаичной и неоднородной по знаку. Во многих областях от периода к периоду имели место противоположные тенденции изменений сумм осадков.

В период 1996-2000 гг. по сравнению с 1961-1986 гг. для большинства актинометрических станций исследуемой территории годовой радиационный баланс увеличился, в холодный сезон значения радиационного баланса возросли, в теплый сезон - уменьшились.

Выявленные изменения температуры и осадков на исследуемой территории в период 1936-2000 гг. повлекли за собой изменение увлажнения: на Русской равнине бльшую роль сыграли колебания осадков, а на Западно-Сибирской равнине – колебания температур.

В разделе 2.2 изучаются тенденции увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов в XX в., полученные с использованием всех рассмотренных в работе показателей увлажнения. Пространственное распределение трендов коэффициентов увлажнения (Торнтвейта, Чиркова) в период 1936-2000 гг. в целом соответствует распределению трендов индекса сухости Будыко. Увлажнение в вегетационный сезон по данным ГТК менее однородно, чем годовое увлажнение.

Изменение годового увлажнения в периоды 1936-1960 гг., 1961-1990 гг. и 1991-2000 гг. анализируется с помощью радиационного индекса сухости Будыко в разделе 2.2.1 и коэффициента увлажнения Торнтвейта в разделе 2.2.2 (рис.5).

Сравнение показало, что оба показателя обнаруживают близкие черты изменения увлажнения. Результаты исследования тенденций увлажнения за сезон активной вегетации с помощью ГТК за периоды 1936-1960 гг., 1961-1990 гг. и 1991-2000 гг.

представлены в разделе 2.2.3.

Оценена достоверность смещения границ зон увлажнения (см. рис.5).

Показано, что границы, определенные за период 1961-1990 и 1991-2000 гг., остаются в пределах коридора стандартного отклонения, построенного для периода 1936-1960 гг. Таким образом, наблюдаемое повышение увлажнения оказалось недостаточным, чтобы говорить о статистически значимом смещении рассматриваемых границ к югу. Это позволяет сделать вывод об их устойчивости.

Исключение представляют отдельные участки границ в полупустынных ландшафтах Северо-Западного Прикаспия, а также в степных ландшафтах Западной Сибири (протяженностью несколько сотен километров). Здесь увлажнение территории статистически значимо росло от периода к периоду, и имело место смещение границы зоны увлажнения к югу за рамки коридора стандартного отклонения. Можно считать, что в этих районах в период 1961-гг. доминировали условия более влажной соседней зоны.

Рис. 5. Изменение положения изолиний коэффициента увлажнения Торнтвейта в период 1936-2000 гг. Сплошная линия соответствует КУТ в 1936-1960 гг., пунктирная линия – в 1961-2000 гг. (полужирной линией отмечены значимые изменения). Изолинии северной границы зоны увлажнения: 0.5 – семиаридной;

0.65 – сухой субгумидной; 0.8 – субгумидной; 1.0 – влажной субгумидной.

Установлено, что наиболее интенсивными процессы увлажнения были в период 1961-1990 гг. Для этого периода по сравнению с 1936-1960 гг. характерна фаза повышенного годового увлажнения практически всех суббореальных ландшафтов (кроме востока Западно-Сибирского сектора) (рис.6 а)). В Европейской России изменения увлажнения имели скорее меридиональный, чем зональный характер. Абсолютные изменения увлажнения увеличивались с юга на север. В наибольшей степени возросло увлажнение широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтов. Максимальное относительное увеличение увлажнения (более 20%) охватывало сразу несколько зон (рис.6 б)). Интенсивность произошедших изменений в Восточно-Европейском секторе была больше, чем в Западно-Сибирском секторе. Увеличение увлажнения Западно-Сибирского сектора в 1961-1990 гг. происходило в основном за счет роста количества осадков холодного сезона.

В 1991-2000 гг. по сравнению с 1961-1990 гг. в европейской и азиатской части территории преобладали разнонаправленные тенденции: снижение увлажнения на большей части Восточно-Европейского сектора и увеличение на большей части Западно-Сибирского сектора. В этот период интенсивность процессов изменения увлажнения широколиственных, лесостепных и степных ландшафтов Восточно-Европейского сектора замедлилась. Фаза повышения увлажнения полупустынной и южной части степной зоны Европейской России продолжилась. Максимальное относительное увлажнение отмечалось в сухих степях и полупустыне Северо-Западного Прикаспия, а также в лесостепи и степи центральной части Западной Сибири. На северо-востоке Западно-Сибирского сектора зафиксировано иссушение.

Относительные изменения КУТ были очень незначительными (в особенности в период 1991-2000 гг.) на всей территории Европейской части России, кроме степных и полупустынных ландшафтов на юго-востоке. В этих районах изменения КУ были положительными в периоды 1961-1990 и 1991-2000 гг.

по отношению к периоду 1936-1960 гг. Они оказали заметное влияние на такие природные процессы, как восстановление растительного покрова и повышение уровня грунтовых вод (см. рис.2).

а) б) Рис. 6. Изменение коэффициента увлажнения Торнтвейта в период 19611990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг.: а) абсолютные (штриховкой показаны значимые изменения с вероятностью 0.95), б) относительные (значимые изменения КУТ 10%). С севера территория ограничена северной границей суббореальных равнинных ландшафтов.

Таким образом, увеличение увлажнения было неравномерным во времени и неоднородным на территории. Наибольшее увеличение (в среднем на 10-20%) отмечалось в широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтах в период 19611990 гг. Оно было больше в Европейской России, чем в Западной Сибири. В 19912000 гг. по сравнению с 1961-1990 гг. обозначилась тенденция снижения увлажнения территории, за исключением сухостепных и полупустынных ландшафтов Европейской России и лесостепных и степных ландшафтов Западной Сибири. В последней трети ХХ в. наблюдалось повышение устойчивости увлажнения полупустынных и сухостепных ландшафтов юго-востока Европейской России, подтверждаемое уменьшением относительной изменчивости коэффициента увлажнения.

Межгодовое изменение показателя «сухой год» (в баллах), построенного на основе связи отрицательных аномалий NDVI с разными показателями увлажнения ландшафтов, исследовано за период 1936-2000 гг. в разделе 2.2.4. В случае, если все показатели увлажнения не превышали своих средних значений в годы с отрицательными аномалиями NDVI за период 1982-2001 гг., считался «сухим годом». Показатель «сухой год» был экстраполирован на период 1936-1981 гг., что позволило выделить группировки сухих лет в засушливых районах. Показано, что многолетние группировки сухих лет имели тенденцию к уменьшению в конце ХХ в. на юго-востоке Европейской России, в отличие от Западной Сибири и Алтайского края.

В разделе 2.3 изучены особенности экстремального проявления атмосферного увлажнения: распространение, изменение частоты, продолжительности опасной атмосферной засухи различной интенсивности.

Определены особенности распространения опасных атмосферных засух в период 1936-2000 гг.: (1) – стабильность территории в Европейской России и Западной Сибири за весь период, (2) – уменьшение частоты засухи на юге и юго-востоке Европейской России и увеличение частоты в Западной Сибири в период 1961-гг., (3) увеличение частоты засухи на юге и юго-востоке Европейской России и разнонаправленные тенденции в Западной Сибири в период 1991-2000 гг.

Глава 3. Возможное изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XXI веке посвящена анализу результатов численных экспериментов и определению тенденций ожидаемого изменения увлажнения на территории исследования в XXI веке.

В разделе 3.1 проводится исследование ожидаемых изменений климата первой половины XXI в. по данным МОЦАО ECHAM и UKMO (за период 20102039 гг.) и РКМ ГГО (за период 2041-2050 гг.). Согласно климатическим сценариям всех рассмотренных моделей тенденция потепления, наблюдаемого в последние десятилетия XX в., сохранится в первой половине XXI в. на всей территории исследования. Самый большой прирост годовой температуры предполагает модель ECHAM, наименьший – UKMO. По сценариям климатических моделей, ожидаемое потепление Западно-Сибирского сектора больше, чем Восточно-Европейского. В период 2010-2039 гг. (МОЦАО ECHAM) и в период 2041-2050 гг. (РКМ ГГО) максимальное потепление предполагается в центральной части Западно-Сибирского сектора, что территориально совпадает с максимумом потепления, отмечавшимся в XX в. По данным UKMO, эпицентром наибольшего потепления в период 2010-2039 гг. по отношению к 1961-1990 гг.

будет восток Западно-Сибирского сектора.

По данным ECHAM и UKMO, контрастность между интенсивностью потепления холодного и теплого сезона будет меньше, чем в XX в. Как следует из анализа данных РКМ ГГО, в период 2041-2050 гг. наибольший рост температур предположительно произойдет в холодный сезон.

В первой половине XXI века на юге и западе Восточно-Европейского сектора, а также в восточной части Западно-Сибирского сектора рассмотренные климатические модели дают разнонаправленные тенденции изменения количества осадков. На остальной территории исследования, согласно сценариям МОЦАО ECHAM и UKMO, РКМ ГГО, предполагается, что в периоды 2010-2039 гг. и 20412050 гг. разнонаправленные тенденции изменения осадков, имеющие место в XX в., сменит повсеместный их рост.

В середине XXI в., исходя из анализа данных РКМ ГГО, на исследуемой территории будет доминировать процесс увеличения радиационного баланса.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»