CC BY
38
УДК 551.5
Бадахова Г.Х.
Ведущий метеоролог, Ставропольский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
ГРАНИЦЫ ЗОН УВЛАЖНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО КЛИМАТА
Аннотация
Ставропольский край наряду с Краснодарским краем и Ростовской областью является одним из основных зернопроизводящих районов России. Однако большая часть территории края является зоной рискованного земледелия, в первую очередь, из-за недостаточного увлажнения. В связи с этим исследование режима увлажнения территории края в вегетационный период представляет большой интерес. В настоящей работе приведены результаты расчета базовых значений ГТК для территории Ставрополья, анализ изменчивости и определение тренда изменения, карта-схема увлажнения территории края в условиях современного климата.
Увлажнение, температура, осадки, гидротермический коэффициент, агроклиматическое районирование.
В соответствии с регламентом Всемирной Метеорологической Организации [20], по окончании 2020 года на базе данных за базовое 30-летие 1991-2020 гг. должны быть пересчитаны все региональные климатические характеристики, которые будут считаться основными вплоть до окончания 2050 года и расчета новых стандартных характеристик на базе данных 2021-2050 гг.
Для расчета влагообеспеченности территорий в вегетационный период наиболее часто применяется такой показатель увлажнения территории как гидротермический коэффициент (ГТК) Г.Т. Селянинова:
где - сумма осадков за период со средними суточными температурами выше 10 °С, -сумма температур за тот же период.
Рассчитанное нами среднее по всей территории Ставропольского края значение ГТКск за период 1991-2020 годы равно 0.94. По критериям, значение ГТК = 1 характерно для границы лесостепи и степи, таким образом, полученное нами значение с высокой степенью точности соответствует характеру ландшафтной структуры края.
Наиболее увлажненной территория региона была в 1992 году: среднее по краю значение ГТКск достигло значения 1.43. Весьма влажными были также 1997 (ГТКск = 1.28) и 2002 (ГТКск = 1.30).
Наиболее засушливыми были 1994 (ГТКск = 0.59), 1998 (ГТКск = 0.61), 2007 (ГТКск = 0.64), 2018 (ГТКск = 0.63) и 2020 (ГТКск = 0.59).
Вообще за 30 лет значения ГТКск ^1.0 отмечены в 13 годах: в семи годах периода 1991-2000, в четырех годах периода 2001-2010 и двух годах периода 2011-2020. Значения ГТКск ^ 0.7, когда территория в целом была засушливой, отмечены в 8 годах.
Минимальные значения ГТКск по 10-летиям составили соответственно 0.59, 0.64 и 0.59, т.е. были практически одинаковы. А вот максимальные значения составили соответственно 1.43, 1.30 и 1.19, что свидетельствует об уменьшении степени увлажнения территории Центрального Предкавказья в вегетационный период (рис. 1). При этом разность между наибольшим и наименьшим значением ГТКск
Ключевые слова
ГТК
за 10-летний период составила в 1991-2000 годах 0.84, в 2001-2010 - 0.66, а в 2011-2020 годах - 0.60, что говорит о некоторой стабилизации условий увлажнения территории региона в целом. Однако эта стабилизация происходит на фоне снижения средней годовой степени увлажнения территории Ставропольского края в целом, особенно ярко выраженного в XXI веке.
Рисунок 1 - 30-летний ход ГТКс
Линейный тренд 30-летнего хода ГТКск:
у = -0,009х + 1,087, Я2 = 0,141.
Средние и экстремальные значения ГТК отдельных пунктов за 1991 - 2020 гг. и за каждое 10-летие этого периода свидетельствуют о том, что условия увлажнения не только существенно различны для разных пунктов края, но и для одного и того же пункта они значительно колеблются от года к году. В среднем по пунктам края абсолютный максимум значений гидротермического коэффициента превосходит абсолютный минимум в 3-4 раза. Наибольший разброс отмечается в Дивном: максимальное значение ГТК более чем в пять раз превосходит его минимальное значение. Наиболее ровный ход значений ГТК наблюдается в Невинномысске и Минеральных Водах: здесь максимальное значение показателя увлажнения больше минимального всего лишь в 2.5 и 2.7 раза соответственно. В целом по краю амплитуда экстремальных значений ГТК растет в направлении с юго-запада на северо-восток (см. таблицу)
Уменьшение количества летних осадков и значительное повышение летних температур [2, 11, 12], обусловленные определенными изменениями режима атмосферной циркуляции, обусловили увеличение повторяемости засух, особенно в восточных районах края [13, 14].
Средние многолетние значения ГТК по пунктам Ставропольского края за период 1991-2020 гг.
Станция ГТК ср. ГТК макс. ГТК мин.
значение год значение год
Александровское 0.98 1.71 1992 0.46 2020
Арзгир 0.66 1.20 1992 0.27 2020
Благодарный 0.85 1.48 1992 0.37 2020
Буденновск 070 1.11 2002 0.31 1998
Георгиевск 1.04 1.63 1993 0.38 1998
Дивное 0.69 1.31 1992 0.25 2018
Зеленокумск 0.75 1.58 1992 0.32 1998
Изобильный 1.08 1.70 2004 0.53 1998
Станция ГТК ср. ГТК макс. ГТК мин.
значение год значение год
Кисловодск 1.74 3.00 2002 0.96 2007
Красногвардейское 0.91 1.42 2016 0.30 1998
Минеральные Воды 1.01 1.56 1992 0.58 1998
Невинномысск 1.17 1.59 1992 0.64 2020
Новоалександровск 1.04 1.75 1997 0.60 2020
Рощино 0.59 1.03 1992 0.30 1994
Светлоград 0.86 1.57 1997 0.44 2020
Ставрополь 1.03 1.63 1992 0.46 2006
Наименьшее значение гидротермического коэффициента за весь рассматриваемый период было отмечено в 2018 г. в Дивном: ГТК = 0.25. Значения ГТК < 0.40, т.е. пустынные условия по увлажнению, на территории края отмечались в семи годах: в 1994, 1998, 2007, 2014, 2015, 2018 и в 2020.
Наибольшее значение показателя увлажнения отмечено в 2002 году в Кисловодске: ГТК = 3.0. В 20 % лет в Кисловодске значения ГТК превышают величину 2.0. На остальной территории края такого избыточного увлажнения никогда не наблюдается.
Детальный анализ 30-летних рядов значений ГТК для всех районов края и расчеты средних величин за этот период показали, что по степени увлажнения территорию края можно разделить на три крупные зоны: засушливую, неустойчивого увлажнения и влагообеспеченную. Засушливая и влагообеспеченная зоны, в свою очередь, могут быть разделены на подзоны. На основе полученных значений была разработана карта-схема зон увлажнения по административным районам ставропольского края в современных климатических условиях (рис. 2).
Рисунок 2 - Карта-схема зон увлажнения Ставропольского края в современных климатических условиях
Полученная карта даже в первом приближении разительно отличается от применяемой до настоящего времени картой агроклиматического районирования ставропольского края, разработанной по данным более чем полувековой давности [17, 18] и не соответствующей современным агроклиматическим условиям. Более поздние варианты агроклиматического районирования территории
края [3, 19], хотя и в меньшей степени, но также отличаются от современного, что говорит о необходимости корректирования карты хотя бы один раз в 10 лет, ярко продемонстрированной ранее в [9, 10].
Полученный в настоящей работе результат согласуется с ранее полученными результатами исследований, проведенных для Ставропольского края [3, 7, 8], а также с результатами исследований изменения увлажнения в других регионах России: на засушливых землях России, от Вятки до Дагестана и от Ростовской области до Предбайкалья, выявлена ярко выраженная тенденция снижения увлажнения засушливых земель в теплый период года, обусловленная как уменьшением количества осадков, так и повышением летних температур [1, 4, 5, 6, 7, 8, 15,16].
Список использованной литературы:
1.Атаев З.В., Братков В.В. Современные климатические изменения полупустынных ландшафтов Северного Кавказа// Юг России: экология, развитие. 2010. № 3. С. 16-20.
2. Бадахова Г.Х., Барекова М.В., Каплан Г.Л. Особенности изменчивости регионального климата сухостепных ландшафтов Ставропольского края. Изв. вузов Северного Кавказа. № 2, 2014. С. 81-85.
3. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л. Агроклиматическое районирование Ставропольского края в условиях современного изменения климата// Мат. III межд. научно-практ. конф. «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала». Ставрополь, 2006. С. 129-132.
4. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л., Кравченко Н.А. Вариации и тренды увлажнения степных ландшафтов Ставропольского края// «Естественные и технические науки». 2009. № 4 (42). С. 247-252.
5. Валов М.В., Колотухин А.Ю., Бармин А.Н., Зимовец П.А., Занозин В.В. Оценка режимов тепло- и влагообеспеченности дельты реки Волги//Ученые записки Крымского фед. ун-та. 2021.Том 7 (73). № 1. С. 212-225.
6. Густокашина Н.Н., Максютова Е.В. Тенденции изменения засушливости в степи и лесостепи Предбайкалья. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2006. С. 76-81.
7. Виноградов Б.В. Опустынивание - проблема степной зоны России// Степной бюллетень. 1999. № 3. С. 17-24.
8. Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука, 2003. 246 с.
9. Каплан Г.Л. Динамика атмосферного увлажнения вегетационного периода в Ставропольском крае во второй половине ХХ века//Мат. 51-й научно-метод. конф. СГУ. Ставрополь. 2006. С. 37-42.
10. Каплан Г.Л. Исследование современных изменений регионального климата и их влияния на ландшафты Ставропольского края: дисс. ... канд. географ. наук, Высокогорный геофизический институт. Нальчик, 2010.
11. Каплан Г.Л., Бадахова Г.Х. Вековой мониторинг режима осадков в Ставропольском крае//«Вопросы физической географии», вып. 47. Изд. Ставр. гос. ун-та, Ставрополь, 2003. С.54-63.
12. Каплан Г.Л., Бадахова Г.Х., Кравченко Н.А. Влияние изменения климата на характеристики летнего периода в ландшафтах Ставрополья// Гидрометеорология, изменение климата, и мониторинг окружающей среды. Мат. межд. научно-практ. конф. Ташкент, 2021. С. 47-50.
13. Каплан Г.Л., Бадахова Г.Х., Барекова М.В., Кравченко Н.А. Условия формирования засух как опасного явления в Ставропольском крае// Докл. Всероссийской открытой конф. по физике облаков и активным воздействиям на гидромет. процессы. Нальчик: Принт-Центр, 2021. С. 173-178.
14. Кононова Н. К., Черенкова Е.А. Связь опасных атмосферных засух в европейской России в ХХ веке с макроциркуляционными процессами//Известия РАН. Серия географическая, 2009. № 1. С. 73-82.
15. Кузьмина Ж.В. Анализ многолетних метеорологических трендов на Юге России и Украины// Аридные экосистемы. 2017. Т. 13. № 32. С. 47-59.
16. Сафронова И.Н. Об опустыненных степях Нижнего Поволжья// Поволжский экологический журнал,
2005. № 3. С. 261 - 267.
17. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 2. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 492 с.
18. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 356 с.
19. Badakhova G.Kh., Kaplan G.L., Knutas A.V. Agriculture adaptation of the south 9region of Russia to conditions of present climate change// VII European Conference on Applied Climatology. Holland, Amsterdam. 2008.
20. Calculation of monthly and annual 30-year standard normal//WCDP No10, WMO TD/No 341. Washington, D.C., USA. 1989. Pp. 2-7.
©Бадахова Г.Х., 2022
