ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ И

Экология
ЭКОЛОГИЯ
УДК 551.56/58+551.58
М.Ф. Андрейчик, Л.Д.-Н. Монгуш
ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ И ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА
НА ФОНЕ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА В ХЕМЧИКСКОЙ КОТЛОВИНЕ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
В результате изучения динамики аномалий атмосферных осадков в Хемчикской котловине Республики Тывы выявлено, что потепление климата обусловило уменьшение атмосферных осадков на 13%,
а гидротермического коэффициента – на 18,3%.
Ключевые слова: Республика Тыва, Хемчикская котловина, потепление климата, осадки, гидротермический коэффициент.
M.F. Andreychik, L.D.-N. Mongush
THE CHANGING OF ATMOSPHERIC PRECIPITATION AND HYDROTHERMAL COEFFICIENT
ON THE BACKGROUND OF CLIMATE WARMING IN KHEMCHIKSKAYA HOLLOW OF THE TYVA REPUBLIC
As a result of study of the atmospheric precipitation rainfall anomaly dynamics in Khemchikskaya hollow of
the Tyva Republic it was revealed that climate warming caused the precipitation decrease by 13% and hydrothermal
coefficient by 18.3%.
Key words: the Tyva Republic, Khemchikskaya hollow, climate warming, precipitation, hydrothermal coefficient.
Введение. Хемчикская котловина расположена в долине р. Хемчик на расстоянии около 2400 км от
Северного Ледовитого, 2800 км – от Тихого и 3200 км – от Индийского океанов (рис. 1).
Рис. 1. Орографическая схема Республики Тыва. Котловины: 1) – Центрально-Тувинская
(1а – Хемчикская, 1б – Улуг-Хемская); 2) – Тоджинская; 3) – Убсунурская; 4) – Турано-Уюкская
76
Вестник КрасГАУ. 20 13. №6
Удалѐнность от океанов и барьерная роль горных хребтов с северо-западной стороны обеспечивают
в котловине резкую континентальность климата и малое количество атмосферных осадков. Большая часть
их выпадает на наветренных склонах Саян и Алтая. В зимний период котловина находится в зоне обширного
и устойчивого антициклона, центр которого расположен над Монголией.
Актуальность. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК),
количество осадков на материках северных широт к 2001 г. увеличилось на 10–50%. Полученные результаты показывают, что приращение осадков по Республике Тыва варьирует в широких пределах: от плюс 31,7
мм в Тоджинской до минус 26,9 мм в Хемчикской котловинах.
Цель исследования. Изучить динамику аномалий атмосферных осадков в Хемчикской котловине на
фоне потепления климата за период 1977–2008 гг.
Методика обработки статистических данных. Для оценки изменения климата Всемирная метеорологическая организация рекомендует в качестве исходной характеристики использовать тридцатилетний
период – 1961–1990 гг. Именно от этих средних значений метеорологических параметров данного периода и
принято отсчитывать степень изменения климата. Нами выделены два периода: 1961–1990 и 1977–2010 гг.
Методика обработки изложена в нашей работе [1].
Увлажненность территории определяется соотношением приходной и расходной составляющих деятельного слоя почвы – осадками и испарением. Для характеристики увлажненности используются такие
показатели, как индекс сухости Будыко, гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова [4], коэффициент
увлажнения Чиркова [5]. По нашему мнению, наиболее удобно использовать ГТК Селянинова. Разумное
научное обоснование и простота его вычисления послужили причинами включения данного показателя в
стандартный перечень индексов аридности любого региона планеты [6].
ГТК=∑r/(0,1∑t),
где ∑r – сумма осадков за рассматриваемый период календарного года (месяц, вегетационный период) со
среднесуточными температурами выше 10˚С, мм;
∑t – сумма активных температур (выше 10˚С) за тот же период календарного года.
Изменение атмосферных осадков. Климатические изменения осадков в масштабах планеты изучены значительно хуже, чем приземная температура воздуха. Это объясняется не только большой изменчивостью данного фактора, но и отсутствием единой методики наблюдений. Так, в России она многократно корректировалась с 1936 по 2000 г. [2, 3].
Анализ представленных данных показывает неравномерность выпадения осадков во времени. Общей
закономерностью в динамике осадков является преобладающая их доля в теплый период года (табл. 1).
Таблица 1
Распределение осадков по различным временным периодам в абсолютных
и относительных единицах. Метеостанция Тээли
Период, гг.
Зима
1961–1990
1977–2008
22,2
19,6
1961–1990
1977–2008
10,8
10,9
Весна
Лето
Осень
Распределение осадков, мм
16,0
142,6
25,6
15,4
126,8
17,7
Распределение осадков, %
7,7
69,1
12,4
8,6
70,6
9,9
Теплый
период (IV-X)
Холодный
(I-III, XI-XII)
184,2
159,9
22,2
19,6
89,2
89,1
10,8
10,9
Из таблицы следует, что закономерность распределения осадков по сезонам года в процентном отношении за базовый (1961–1990) и сравниваемый (1977–2008) периоды практически одинакова.
Максимум атмосферных осадков приходится на самый теплый месяц – июль. В Хемчикской котловине
количество осадков уменьшилось на 26,9 мм , а на соседней метеостанции (Кызыл) – на 6,3 мм. Это подчеркивает многообразие особенностей климата в горных условиях Республики Тыва.
77
Экология
Достоверность уменьшения осадков в Хемчикской котловине за 1977–2008 гг. была проведена классическим методом, рекомендованным Всемирной метеорологической организацией (рис. 2).
100,0
80,0
-100,0
-120,0
2007
2004
2001
1998
1995
1992
1989
1986
1983
-40,0
-60,0
-80,0
Сглажен.
1980
0,0
-20,0
Аномалия
1977
Аномалия, град. С
60,0
40,0
20,0
Линейный
(Сглажен.)
y = -1,0594x - 4,4686
R2 = 0,5473
Год
Рис. 2. Динамика аномалий атмосферных осадков и сглаженных их значений по 11-летним циклам
за 1977–2008 гг. (Метеостанция Тээли)
Гидротермический коэффициент,
единица
Коэффициент усредненного линейного тренда показывает, что среднегодовое уменьшение атмосферных осадков составило 1,1 мм, а за 32- летний период – 26,9 мм.
Изменение гидротермического коэффициента. По нашим данным, темпы среднего повышения
температуры воздуха в Хемчикской котловине за 1977–2008 гг. составили 2,3 С. Наибольшее повышение
температуры воздуха наблюдается в холодный период года – 57,8%, наименьшее – в теплый – 19,8%, промежуточное положение занимает переходный период (апрель и октябрь) – 22,4%.
Динамика значений гидротермического коэффициента в разрезе вегетационного периода за 1961–
1990 и 1977–2008 гг. в Хемчикской котловине представлена на рисунке 3.
1,60
1,40
1,20
1,00
1961-90 гг.
0,80
1977-08 гг.
0,60
0,40
0,20
0,00
V
VI
VII
Месяц
VIII
IX
Рис. 3. Динамика средних значений гидротермических коэффициентов за 1961–1990 и 1977–2008 гг.
(Метеостанция Тээли)
78
Вестник КрасГАУ. 20 13. №6
На рисунке прослеживается уменьшение гидротермических коэффициентов в 1977–2008 гг.
Вычисленные параметры статистической обработки ГТК в Хемчикской котловине указывают на неоднозначную закономерность их динамики в анализируемые периоды. Анализ результатов статистической обработки показывает, что значения гидротермического коэффициента в 1977–2008 гг. по сравнению с базовым периодом (1961–1990 гг.) уменьшились в среднем на 18,3 %.
Влагообеспеченность условий выращивания сельскохозяйственных культур оценивается по таблице 2.
Таблица 2
Шкала для классификации уровней влагообеспеченности по значению ГТК
(Хомякова Г.В., Зоидзе Е.К., 2002)
ГТК
<0,20
0,21-0,39
0,40-0,60
0.61-0.75
Характеристика степени влагообеспеченности
Очень сильная засуха
Сильная засуха
Средняя засуха
Слабая засуха
ГТК
0,76-1,00
1,10-1,40
1,41-1,50
>1,5
Характеристика степени
влагообеспеченности
Недостаточная
Оптимальная
Повышенная
Избыточная
Таблица 2 позволяет оценить тенденцию ухудшения степени влагообеспеченности района. Так, по
данным рисунка 3, влагообеспеченность августа 1961–1990 гг. перешла из категории «недостаточной» в
«слабую засуху» (1977–2008 гг.), а в сентябре соответственно – из «повышенной» в «недостаточную».
Выводы
1. Закономерность динамики годового хода осадков выражается полиномом шестой степени с максимумом в июле месяце. Наибольшее количество осадков выпадает в теплый период (IV–X) – 89,1%, в холодный период (I–III, XI–XII) – 10,9%, на весну (IV–V) и осень (IX–X) приходится соответственно 8,6 и 9,9%.
2. Уменьшение атмосферных осадков (на 26,9 мм) за 1977–2008 гг. на фоне повышения температуры
воздуха (2,3 ºС) обусловило уменьшение гидротермического коэффициента на 18,3%, что ухудшило влагообеспеченность сельскохозяйственных культур.
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Андрейчик М.Ф., Чульдум А.Ф. Изменение климата в Улуг-Хемской котловине Тувинской горной области // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – С. 1–6.
Голубев В.С. Изучение точности учета атмосферных осадков // Тр. ГГИ. – Вып. 176. – С. 45–50.
Богданова Э.Г., Ильин Б.М., Драгомилова И.В. Опыт применения усовершенствованной методики
корректировки суточных сумм осадков в различных климатических условиях // Тр. ГГО, 2003 – Вып.
551. – С. 23-50.
Лосев А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. – М.: Колос, 2001. – 301 с.
Чирков Ю.И. Агрометеорология, – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 296 с.
Stadler S.J. Aridity indexes. The Encyclopedia of Climatology // Ed. by J.E.Oliver, R.W.Fairbridge; Van Nostrand Reinhold Company. – New York, 1987. – P. 102–106.
79