Динамика изменения температуры воздуха и осадков в Чуйской котловине Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

NATURAL SCIENCE. 2017. No. 1

УДК 551.583 DOI 10.18522/0321-3005-2017-1-124-129

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ОСАДКОВ

В ЧУЙСКОЙ КОТЛОВИНЕ*

© 2017 г. М.Г. Сухова, О.В. Журавлева

DYNAMICS OF AIR TEMPERATURE AND PRECIPITATION IN THE CHUI VALLEY

M.G. Sukhova, O.V. Zhuravleva

Сухова Мария Геннадьевна - Горно-Алтайский государственный университет, доктор географических наук, доцент, проректор по научной и инновационной деятельности, ул. Ленкина, 1, г. Горно-Алтайск, Республика Алтай, 649000; Горно-Алтайский филиал Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, старший научный сотрудник, пер. Мирный, 8, с. Кызыл-Озек, Маймин-скийрайон, 649105, Россия, e-mail: [email protected]

Журавлева Ольга Валерьевна - Горно-Алтайский государственный университет, кандидат географических наук, доцент, кафедра геоэкологии и природопользования, ул. Ленкина, 1, г. Горно-Алтайск, Республика Алтай, 649000, Россия, e-mail: [email protected]

Maria G. Sukhova - Gorno-Altaisk State University, Doctor of Geography, Associate Professor, Vice-Rector for Scientific and Innovative Activity, Lenkina St., 1, Gorno-Altaisk, Altai Republic, 649000, Russia; Gorno-Altaisk Branch, Institute for Water and Environmental Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Mirnyi Laner, 8, Kyzyl-Ozek, Maima District, Altai Republic, 649105, Russia, e-mail: [email protected]

Olga V. Zhuravleva - Gorno-Altaisk State University, Candidate of Geography, Associate Professor, Department of Geoecology and Environmental Management, Lenkina St., 1, Gorno-Altaisk, Altai Republic, 649000, Russia, e-mail: [email protected]

Проведено изучение региональных проявлений изменений климата в горных территориях, что способствует детализации планетарной картины. Динамика климатических изменений изучалась на основе использования многолетней метеорологической информации (60-летний период). В качестве объекта рассматривалась высокогорная Чуйская котловина. Установлена устойчивая тенденция к потеплению, при незначительном похолодании последнего десятилетия, а также отсутствие значимых изменений в режиме осадков. Выявлено, что мировое сообщество всерьез обеспокоено ростом числа стихийных бедствий, огромными ущербами от наводнений засух и пожаров, которые являются следствием происходящих изменений в окружающей среде. Указывается, что данный факт свидетельствует о четкой тенденции усиления аридизации территории, поскольку наблюдаемый прирост температур воздуха не сопровождается соответствующим увеличением атмосферных осадков. Делается вывод, что действенным средством предупреждения последствий изменения климата будут создание и укрепление систем прогнозирования бедствий и климатического обсл у-живания.

Ключевые слова: изменение климата, Чуйская котловина, аридизация территории.

The study of the regional manifestations of climate change in mountain areas is of special significance, because it can refine the planetary picture. The dynamics of climate change has been studied through the use of long-term meteorological data (60 years). Chui basin considered as an object. Established a steady warming trend, with a slight cold snap of the last decade, as well as the absence of significant changes in precipitation. The world community is seriously concerned about the increasing number of natural disasters, enormous damage from flooding droughts and fires, which are a consequence of the changes in the environment. This fact shows a clear trend of increased aridity of the territory, since the air temperature observed increase is not accompanied by a corresponding increase in precipitation. We conclude that the effective mean ofprevention to the impacts of climate change is establishing and strengthening prediction of disaster and climate services systems.

Keywords: climate change, Chui Basin, aridity of the territory.

* Работа выполнена в рамках госзадания Минобрнауки РФ № 440, а также гранта РФФИ 16-45-040266 р_а.

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

Актуальность исследований современных изменений климата, к сожалению, не вызывает никаких сомнений. Мировое сообщество всерьез обеспокоено ростом числа стихийных бедствий, огромными ущербами от наводнений, засух и пожаров, которые являются следствием перемен в окружающей среде [1—5]. В заявлении Всемирной метеорологической организации (ВМО) (2015 г.) говорится, что «одним из самых действенных средств для адаптации к последствиям изменения климата является укрепление систем заблаговременных предупреждений о бедствиях и климатического обслуживания» [1, с. 3]. В связи с этим изучение региональных проявлений трансформаций метеопоказателей в горных территориях приобретает особый смысл, так как способно детализировать общую картину.

Объект и методы

В таких регионах, как Республика Алтай, межгорные котловины - это наиболее заселенные и освоенные в хозяйственном отношении территории. Чуйская котловина, или Чуйская степь, - одна из них, находится в Юго-Восточной Алтайской провинции. Ее днище расположено на высоте 1750-1850 м над уровнем моря и со всех сторон ограничено горными хребтами: Курайским на севере, Северо-Чуйским и Южно-Чуйским на западе, хребтом Сайлюгем на юге и хребтом Чихачёва на востоке.

Рельеф очень специфичен - здесь практически отсутствуют наклоненные участки равнин. Из-за малого количества осадков особо представлена плоскостная эрозия. Имеющиеся конусы выноса и делювиальные шлейфы очень незначительны и неспособны сформировать наклонную равнину. Днище котловины в основном сложено озерными, аллювиальными и пролювиальными отложениями [6].

Резкая континентальность климата определяется географическим расположением в центре материка и орографической изолированностью. Климатические особенности значительно отличаются от климата долин и водоразделов. «В зимние месяцы выхолаживание воздуха на днищах котловин обусловлено господством антициклональных условий, стоком воздуха со склонов и его застоем. Зимы суровые и малоснежные. В теплый период с восстановлением западного переноса воздушных масс при переваливании наветренных склонов хребтов возникает барьерный эффект, и на подветренных склонах облачность размывается, поэтому осадков выпадает мало. На подветренной стороне образуется барьер-

NATURAL SCIENCE. 2017. No. 1

ная тень. При опускании воздух адиабатически нагревается, облака размываются и возрастает число часов солнечного сияния» [7, с. 315].

Динамика климатических изменений изучалась на основе использования многолетней метеорологической информации (60-летний период). Для корректного анализа временного распределения основных показателей на территории Чуйской котловины были использованы ежедневные данные наблюдений оперативно-наблюдательных подразделений Горно-Алтайского ЦГМС - филиала ФГБУ «Западно-Сибирский УГМС» по метеостанции Кош-Агач, данные, размещенные на официальном сайте ВНИИГМИ МЦД (URL: http: www.meteo.ru. climate.sp_clim.php), для продления рядов использовались данные по количеству осадков по срокам наблюдений с сайта оперативных метеорологических данных (URL: http: rp5.ru).

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенного анализа продолжительности солнечного сияния за теплый период (май -сентябрь) (рис. 1) установлена статистически незначимая положительная динамика - в среднем увеличение составляет 10 ч за весь анализируемый период с 1961 по 2012 г. Однако, начиная с 1997 г., отклонения от нормы имеют меньший диапазон, но большую из-резанность графика, что объясняется изменением циркуляционных процессов, приводящих к увеличению облачности.

Проведенные расчеты годовой температуры воздуха в календарных рамках позволили установить значительный положительный линейный тренд. Величина повышения среднегодовой температуры воздуха за 60 лет (1955-2015 гг.) на основе линейных трендов составила 3 °С (рис. 2), при средней многолетней температуре этого периода -4,7 °С, что на 2 °С выше климатической нормы по справочным данным, однако на 0,9 °С ниже аналогичного показателя за последние 30 лет. Это объясняется наибольшими темпами потепления, начиная с 1997 г.

Однако отклонения температуры от нормы в средних годовых показателях не отражают полную динамику термического режима в течение годового цикла.

По сезонам года местные циркуляционные условия могут изменяться довольно значительно: от преобладания антициклональной, малооблачной и сухой погоды зимой до неустойчивой циклональ-ной погоды с чередованием волн тепла и холода, осадками весной и осенью.

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

NATURAL SCIENCE.

2017. No. 1

iOlQlQlÖlßlQlQiOlQr^r^r^r^r^J^r^r^r^r^

BÖÖBSSBffifeBffi

ГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧ[ЧГЧГЧГЧ

- - - - линейная (ряд 1)

- полиномиальная (ряд 1)

Рис. 1. Продолжительность солнечного сияния (в часах) за теплый период (май - сентябрь), МС Кош-Агач / Fig. 1. The duration of sunshine (hour) during the warm period (May - September), MS Kosh-Agach

о

-0,5 -1 -1,5 -2 "2,5 -3 "3,5

О

о

-4,5 -5 "5,5 -6 -6,5 -7 "7,5 -3

'£> ^MCTIOHCN^V II L. Г- 3) ' , - ГМСП^"|ПШГ'*мтОт"Н<Ч fl ** ^ щ M CT1 О ^H ГЧ fH _лщГ°-(НСЛОт"Н<Ч'т1ч* ^ Ш ^MOlQHrjmi л

СТ1СТ1СТ1СТ. ст. ст. ст. ст. слоооооооооо^^н^н^н^ни

:aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasHRRSssRRSRRRRHR

il

' I 1 \

\ M 1,

\ / I 1

1

I

I \

\

\

'-Г

I

/

*

I \ -4-V-

~ I

1

-Л-Ц

/ч ' -V'

т

I I

и

—г

» * vL

1 1

1

\t 1 ' / -я-1-1-

1 I

/

„J -I t I

_i_

__ — I W

l

I I

\ I -H—

* / V

ср/год. t (1955-2016) - ср/многол. t (1985-2015) — ср/многол. t по справочнику

ср/многол. t (1955-2015)---линейная ср/год. t (1955-2016)

Рис. 2. Динамика среднегодовой температуры воздуха, МС Кош-Агач / Fig. 2. Dynamics of average annual air temperature, MS Kosh-Agach

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

В условиях горной территории погодные (и климатические) характеристики еще более дифференцируются под влиянием рельефа, что находит отражение и в особенностях термического режима [8]. Таким образом, наиболее объективная картина отклонения температуры воздуха от нормы раскрывается при сезонном анализе (рис. 3).

Анализ динамики среднесезонных изменений температуры воздуха показал их неоднорость в течение года (рис. 3). Так, наибольшая положительная тенденция наблюдается в зимний период и составляет

NATURAL SCIENCE. 2017. No. 1

3,2 °С. И хотя за последние 60 лет средняя температура зимы повысилась, изменение ее далеко не однородно. Так, в 60-е гг. в Чуйской котловине средняя температура зимы составляла -23,1 °С, в 90-е г. -18,5 °С. Однако в последние годы (2006-2015) наблюдалось значительное понижение, при средней температуре зимнего периода -20,3 °С. Мы вправе констатировать и значительные флуктуации значений, так, например, в 2008 г. средняя температура зимы составляла -17,3 °С, в 2015 г. -15,7 °С, в 2006 и 2009 гг. около -23 °С, а в 2011 г. -24,4 °С.

и

зима (11-13) линейная (зима (11-13))

осень (9-10) линейная (осень (9-10))

весна (4-5) линейная (весна (4-5))

— • лето (6-8) линейная (лето (6-8))

Рис. 3. Динамика среднесезонной температуры воздуха, МС Кош-Агач / Fig 3. The dynamics of mean air temperature, MS Kosh-Agach

Для весеннего сезона характерна очень большая изменчивость температур: на графике линии имеют глубоко изрезанный вид. Относительно теплые весны сменяются более холодными. В целом за 60-летний период весной отклонение температуры воздуха от нормы в сторону повышения температур составило 2,2 °С.

В отличие от других сезонов, межгодовое распределение среднесезонных температур лета имеет более плавный ход, что свидетельствует об относительной устойчивости летних погод [9, 10]. Вертикальная поясность температуры воздуха летом выражена наиболее четко. Превышение температуры относительно нормы летом составляет около 1 °С.

За последние 60 лет наиболее холодным было лето 1968 г., когда среднелетняя температура составила 11,3 °С, что ниже нормы на 1,2 °С.

Динамика изменения среднеосенних температур по большей части синхронна весенним, в противо-фазе находится 1968 г., когда средняя температура осени составила -7,1 °С, в 2001 г. - 0,8 °С при норме 0,7 °С. Отклонения температуры в сторону понижения не столь глубокие и продолжительные, как зимой.

Анализ изменения годового количества осадков за период с 1956 по 2015 г. не выявил статистически значимых отклонений (рис. 4).

При рассмотрении сезонной специфики на основе линейных трендов выявились некоторые отличия (рис. 5), так, величина повышения летних сумм осадков составила 12 мм, величина понижения зимних сумм - 10 мм. Однако оба эти значения не являются статистически значимыми.

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

200 -г

190 ISO

170 160

NATURAL SCIENCE.

2017. No. 1

I Й

no 100 -f 90 80 i 70 60

50 \ 40

_ _ _ _ _ _ ____|[^l|Г|ílnш^fflC[10И[NmfllЛШ^00010HИÍ^lЧ'lЛШ'ч00010ИrЧ[^lЧ•l(lЮ^ffl01QгltN[ПЧ•ln

1ЛШ1Л1ЛШ|11Ш1£1Ш|£|Щй11ЮШг^'4'4'4 f- S R Г^ S^COMfflMMCOMCOMCOClOlOlOimOimOimmOOOOOOOOOQrirlrlrlHrl

aaaaaaaaaasiaaaaaaaaaaaaaasiaasiaaaaaaaaaaaaaaaHRHHSRRRRSRRRRRR

сумма за год

сумма за год ср/мн за год (1986-2015)

ср/мн за год (1956-2015) — сумма за год ср/мн за год по справочнику линейная (сумма за год)

Рис. 4. Динамика годового количества атмосферных осадков, МС Кош-Агач / Fig. 4. The dynamics of annual precipitation, MS Kosh-Agach

200 190 ISO 170 160 150 140 130 120 110 100

10

шГ^шотогчсчт^тшГ^оаетаг^Г^сп^тшГчплсг!

сумма за зимний период

Л й I Г.

Я !

сумма за летний период--с/мн за зимний период

сумма за летний период с/мн за летний период —■• линейная (сумма за зимний период) — линейная (сумма за летний период)

Рис. 5. Динамика атмосферных осадков теплого и холодного периодов, МС Кош-Агач / Fig. 5. Dynamics of precipitation of warm and cold periods, MS Kosh-Agach

ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.

NATURAL SCIENCE.

2017. No. 1

Выводы

Таким образом, проанализировав динамику изменения температуры воздуха и осадков на территории Чуйской котловины, мы установили устойчивую тенденцию к потеплению при незначительном похолодании последнего десятилетия, а также отсутствие значимых изменений в режиме осадков. Данный факт свидетельствует о четкой тенденции усиления аридизации территории, поскольку наблюдаемый прирост температур воздуха не сопровождается соответствующим увеличением атмосферных осадков.

Литература

1. Заявление ВМО о состоянии глобального климата в 2015 году. URL: http://library.wmo.int/pmb_ged/ wmo_1167_ru.pdf (дата обращения : 18.12.2016).

2. Изменение климата // Ежемесячный информационный бюллетень. М., 2016. URL: http://www. global-climate-change.ru/index.php/ru/bul-izmenenie-klimata/archive-of-bullet (дата обращения : 18.12.2016).

3. Изменение климата и его воздействие на экосистемы, население и хозяйство российской части Алтае-Саянского экорегиона: оценочный доклад / под ред. А.О. Кокорина. М., 2011. 168 с.

4. Ротанова И.Н., Харламова Н.Ф., Останин О.В. Изменения климата Алтая за период инструментальных исследований // Изв. АлтГУ. 2012. № 3. С. 105-109.

5. Сыромятина М.В., Москаленко И.Г., Чистяков К.В. Тенденции изменения климата на Алтае на фоне глобальных климатических изменений (по инструментальным и дендрохронологическим данным) // Вестн. СПбГУ. Серия 7 : Геология. География. 2010. № 3. С. 82-91.

6. Михайлов Н.И. Горы Южной Сибири: очерк природы. М., 1961. 238 с.

7. Сухова М.Г., Гармс Е.О. Климатические условия формирования межгорно-котловинных и горнодолинных ландшафтов Алтая // Мир науки, культуры, образования. 2012. № 1. С. 315-318.

8. Вернадский В.И. Живое вещество. М., 1938. 399 с.

9. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения климата: данные наблюдений и результаты численного моделирования // Исследование Земли из космоса. 2004. № 2. С. 61-96.

10. Кондратьев К.Я. Глобальный климат. СПб., 1992. 358 с.

References

1. Zayavlenie VMO o sostoyanii global'nogo klimata v 2015 godu [Statement by WMO on the state of the global climate in 2015]. Available at: http://library.wmo.int/ pmb_ged/ wmo_1167_ru.pdf (accessed 18.12.2016).

2. [Climate change]. Ezhemesyachnyi informatsion-nyi byulleten' [Monthly newsletter]. Moscow, 2016. Available at: http://www.global-climatechange.ru/index. php/ru/bul-izmenenie-klimata/archive-of-bullet (accessed 18.12.2016).

3. Izmenenie klimata i ego vozdeistvie na ekosistemy, naselenie i khozyaistvo rossiiskoi chasti Altae-Sayanskogo ekoregiona [Climate change and its impact on ecosystems, population and economy of the Russian part of the Altai-Sayan Ecoregion]. Evaluation report. Ed. A.O. Kokorin. Moscow, 2011, 168 p.

4. Rotanova I.N., Kharlamova N.F., Ostanin O.V. Izmeneniya klimata Altaya za period instrumental'nykh issledovanii [Altai climate changes during the period of instrumental research]. Izvestiya AltGU. 2012, No. 3, pp. 105-109.

5. Syromyatina M.V., Moskalenko I.G., Chistyakov K.V. Tendentsii izmeneniya klimata na Altae na fone global'nykh klimaticheskikh izmenenii (po instrumental'nym i dendrokhronologicheskim dannym) [Trends in climate change in the Altai against the backdrop of global climate change (on instrumental and dendrochronological data)]. Vestnik SPbGU. Seriya 7 : Geologiya. Geografiya. 2010, No. 3, pp. 82-91.

6. Mikhailov N.I. Gory Yuzhnoi Sibiri: ocherk prirody [Mountains of South Siberia: an essay of nature]. Moscow, 1961, 238 p.

7. Sukhova M.G., Garms E.O. Klimaticheskie usloviya formirovaniya mezhgorno-kotlovinnykh i gorno-dolinnykh landshaftov Altaya [Climatic conditions for the formation of intermontane basins and mountain-valley landscapes of Altai]. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2012, No. 1, pp. 315-318.

8. Vernadskii V.I. Zhivoe veshchestvo [A living substance]. Moscow, 1938, 399 p.

9. Kondrat'ev K.Ya. Global'nye izmeneniya klimata: dannye nablyudenii i rezul'taty chislennogo modelirovaniya [Global climate changes: observational data and numerical simulation results]. Issledovanie Zemli iz kosmosa. 2004, No. 2, pp. 61-96.

10. Kondrat'ev K.Ya. Global'nyi klimat [The global climate]. Saint Petersburg, 1992, 358 p.

Поступила в редакцию /Received

20 декабря 2016 г. /December 20, 2016