Из-за потепления климата земледельческая зона России
advertisement
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2006, вып. 2 (135) С. В. Зеленцов, доктор сельскохозяйственных наук А. С. Бушнев, кандидат сельскохозяйственных наук ВНИИ масличных культур К ВОПРОСУ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ УДК 58.056(470.6) Рост глобальных температур приземного воздуха в последние годы стал неоспоримым фактом и все больше и больше превращается из сугубо научной в экономическую и даже в политическую проблему, которая в недалѐком будущем может усугубить и продовольственную проблему. Для целого ряда государств грядущие климатические изменения – это уже не вопросы геополитики, а проблема выживания. Поэтому ошибки в прогнозировании динамики изменения климата или просто не принятие во внимание климатических изменений чреваты крупными экономическими последствиями [4, 8, 12, 13, 17, 18, 23, 26, 27]. Данная проблема возникла не сегодня, а постепенно формировалась в течение достаточно длительного времени. Самые ранние сведения о возможном потеплении климата обнаруживаются в фундаментальной работе «Климаты земного шара, в особенности России», опубликованной основоположником русской климатологии и агрометеорологии А. И. Воейковым в 1884 г. Позже, уже в начале 20-го столетия, вслед за Воейковым академик В. И. Вернадский подчеркивал, что человечество живѐт в конце последней ледниковой эпохи и только выходит из него (цит. по: [18]). И действительно, в последней четверти XX в. началось резкое потепление глобального климата, которое в бореальных областях сказывается уменьшением количества морозных зим. По данным академика А. Л. Яншина, средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7 °С. В экваториальной зоне она не изменилась, но чем ближе к полюсам, тем потепление заметнее. Температура подлѐдной воды в районе Северного полюса возросла почти на два градуса, вследствие чего началось подтаивание льда снизу [18]. Наземные наблюдения за 1981-1998 гг. показали увеличение среднегодовой глобальной температуры на 0,34 °С за десятилетие. Национальный центр климатических прогнозов США (US National Center for Environmental Prediction) за аналогичный период показывал тенденцию роста температур со скоростью 0,28 °С. Использование космических спутников, начиная с 1981 г., для глобального мониторинга температур позволило получить дополнительные доказательства увеличения средних температур планеты. Причѐм за этот же период средние глобальные температуры возрастали ещѐ быстрее – на 0,43 °С за десятилетие [19]. Это потепление вызвало большой переполох в мире после появления в 1986 г. сразу на шести языках книги «Наше общее будущее», подготовленной Комиссией ООН во главе с премьер-министром Норвегии Гру Харлем Брундтланд [4]. В книге подчеркивалось, что потепление вызовет бурное таяние льдов Антарктиды и Гренландии, резкий подъѐм уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий, которые будут сопровождаться экономическими и социальными потрясениями [18]. В 1980-1990 гг. группа учѐных из США и Великобритании под руководством Ф. Д. Джоунса и Т. М. Уигли собрала и проанализировала все существующие архивные данные наблюдений температуры за период с 1850 по 1990 гг. по 1584 метеостанциям в Северном полушарии и 293 – в Южном. В результате полученной базы данных было установлено, что глобальный климат существенно меняется от года к году, при этом с начала ХХ-го столетия до 1990 г. климат на Земле потеплел на 0,5 °C [7, 24]. По данным международных организаций Oxfam, Фонда новой экономики (NEF) и Рабочей группы по проблемам изменения климата и развития (Working Group on Climate Change and Development), уже сейчас засушливые районы в северной, западной, восточ79 ной и в частях Южной Африки становятся все суше, а районы возле экватора и в других частях Южной Африки становятся все влажнее. Средняя температура на Африканском континенте выросла на 0,5 °С за последние 100 лет. Однако в некоторых районах температура поднялась гораздо сильнее. Например, среднегодовая температура в Кении за последние 20 лет стала выше на 3,5 °С [10]. Окончательно парадигма о глобальном потеплении сложилась после работ Майкла Манна с коллегами из отдела геофизических исследований университета штата Массачусетс, США [26, 27]. Главным результатом этих исследований явилось опубликование знаменитой «хоккейной клюшки» – почти горизонтальной динамики температуры в течение предыдущих 600 лет и стремительного роста в XX веке (рис. 1). Рисунок 1 – Реконструкция глобальной температуры северного полушария с 1000 г. до настоящего времени, цит. по: [27] (с 1000 по 1949 гг. – реконструкция; с 1850 по 1998 гг. – прямые замеры температуры) Более детальные изменения глобальной температуры приземного воздуха в XX веке, выполненные группой американских и французских исследователей в 2003 г. [21], представлены на рис. 2. Рисунок 2 – Различные оценки изменения глобальной температуры приземного воздуха в XX веке. За нуль шкалы принята температура в середине века (цит. по: [21]) Если на протяжении всего XIX века фиксировалось незначительное понижение глобальной температуры, то начиная с 1900 г., началось быстрое потепление глобально80 го климата. В 1940 г. это потепление снова сменилось кратковременным похолоданием, наиболее выраженным в 60-е годы. Но с 1979 г. начался заметный рост глобальной температуры, продолжающийся до сих пор. Справедливости ради необходимо отметить, что продолжают появляться заключения компетентных специалистов, по тем или иным позициям сомневающихся в достаточности и однозначной трактовке собранных доказательств по проблеме изменения климата. В ряду их основных аргументов стоят: слишком короткий в геологических масштабах период повышения температуры; отсутствие полной гарантии достоверности реконструированных климатических данных в предыдущие века; недостаточность знаний о механизмах формирования климата на планете; неоднозначность трактовки самого понятия «глобальная температура»; очевидная политизированность вопроса и связанная с ней излишняя эмоциональность освещения в печати и т. п. [3, 13, 28]. Тем не менее, следует признать, что аргументация сторонников роста глобальной температуры более убедительна и подтверждается не только инструментальными данными мировой службы погоды, но и очевидным уменьшением на 40 % толщины льдов Северного Ледовитого океана за последние 50 лет [25]. Быстро сокращаются ледники в Антарктиде [17]. В целом, к концу XX века большинство климатологов и экологов пришли к единому мнению о состоявшемся факте повышения глобальной температуры (особенно это относится к последней четверти XX века) и продолжающегося дальнейшего потепления климата. В то же время отношение специалистов к причинам данного явления не столь однозначно и остаѐтся предметом острых дискуссий. Наиболее популярной и всесторонне изученной является антропогенная гипотеза глобального изменения климата. Аномально высокая скорость потепления на фоне демографического взрыва, одновременная научно-техническая революция и связанный с этими факторами бурный рост промышленности заставляют признать роль антропогенного фактора в этом явлении. По подсчѐтам академика А. Л. Яншина человечество сейчас сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031% в 1956 г. до 0,035% в 1992 г. и продолжает расти. Кроме этого, резко увеличились выбросы в атмосферу метана [18]. Еще в 1827 г. французский физик Жозеф Фурье впервые предположил, что водяные испарения и углекислый газ, выделяемые в атмосферу могут вызывать парниковый эффект [16]. Спустя столетие, в 1927 г. академик В. И. Вернадский прямо указывал на то, что сжигание больших количеств каменного угля должно привести к изменению химического состава атмосферы и климата [6]. Вот уже более века в атмосфере фиксируется неуклонный рост количества СО2 из-за того, что в качестве источника энергии широко применяются различные виды ископаемого топлива (уголь и нефть). Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например метан, закись азота и целый ряд хлоросодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объѐмах, некоторые из этих газов куда более опасны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ. По мнению Межправительственной комиссии по изменению климата, «увеличение концентрации парниковых газов приведѐт к разогреву нижних слоѐв атмосферы и поверхности земли... Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов и аэрозолей, приведѐт к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды» [23]. Именно эти соображения привели к созданию в 1992 г. рамочной Конвенции ООН об изменении климата, РКИК (Framework Convention on Climate Change, UN FCCC) – соглашения, подписанного более чем 180 странами, включая Россию. Позже, в 1997 г., как дополнение к Конвенции был разработан Киотский Протокол, согласно которому страны, его подписавшие, берут на себя обязательства ограничить выбросы в атмосферу парниковых газов [11]. Однако в последние годы усиливаются голоса тех, кто считает центральную идею Киотского Протокола об определяющей роли парниковых газов в потеплении климата ошибочной. Хотя до сих пор в этих оценках сохраняется доминирование антропо81 генной концепции глобального потепления, о чем свидетельствует Третий отчет Межправительственной группы экспертов по проблеме изменений климата (МГЭИК) [23]. По мнению академиков К. Я. Кондратьева и К. С. Демирчяна, следует полагать, что это не более чем инерция развивавшихся ранее спекулятивных представлений [13]. Даже сейчас трудно с полной уверенностью сказать, происходит глобальное потепление или нет, так как наблюдаемый рост температуры всѐ ещѐ находится в пределах естественных температурных колебаний. В этой связи симптоматично, что авторы МГЭИК-2001 отказались от определения понятия изменения климата, обусловленного лишь антропогенными факторами, и согласовали адекватное определение с учѐтом как природных, так и антропогенных причин такого изменения [23]. Следует добавить, что нельзя забывать и традиционного определения климата как явления, характеризуемого значениями его параметров, осреднѐнными за 30 лет [13]. Не исключено, что это потепление частично имеет естественный природный характер [12, 13, 14, 17, 18, 29]. Возможные причины изменения климата, помимо антропогенного фактора, были подробно исследованы академиком К. Я. Кондратьевым в монографии «Глобальный климат». Наиболее очевидные из них следующие: изменения интенсивности солнечной радиации, вызванные орбитальным движением Земли; изменения в циркуляции мирового океана за счѐт накопления в глубинах океана огромной отрицательной тепловой энергии; кратковременные вариации (в шкале десятков и сотен лет) в солнечной энергетической освещѐнности, которые коррелируют с вариациями солнечной активности; могут также существовать некоторые, пока ещѐ неясные циклические процессы в системе космос (взаимодействие Солнца и планет) - гидросфера – атмосфера [12]. Эти положения в настоящее время подтверждаются исследованиями других авторов. Так, в работе группы физиков университета штата Северная Каролина, США, установлено, что около 50% наблюдаемого глобального потепления может определяться увеличенной активностью солнечного излучения [29]. По данным известного отечественного океанолога и географа академика В. М. Котлякова, климатическая система – одна из сложнейших на Земле, требующая взаимосвязанного изучения глобальных изменений в океане, атмосфере, криосфере, почве, лесах и других системах. По его мнению, критической для климата европейской части России оказывается глобальная циркуляция вод мирового океана [14]. В свете всего вышеизложенного можно заключить, что главная проблема, которая в настоящее время вызывает наибольший интерес и тревогу у мирового сообщества – это потепление климата, независимо от долевого участия в этом процессе антропогенного фактора и природных явлений. Насколько значительно оно еще увеличится, как долго будет продолжаться этот период? Что делать, чтобы сохранить устойчивое развитие мировой экономики, в том числе и еѐ сельскохозяйственной отрасли, в условиях изменяющегося климата? К началу XXI века накопилось достаточно большое количество различных прогностических сценариев развития температурных изменений. Однако чрезвычайная сложность моделей климата и многочисленность используемых в них схем эмпирической параметризации различных процессов затрудняют анализ адекватности моделей, особенно с точки зрения их применения для прогноза климата. До последнего времени сравнение результатов численного моделирования климата с данными наблюдений оставалось весьма схематичным и неубедительным [13]. В октябре 2006 г. большая группа учѐных из США и Франции опубликовала детали разработанной ими уникальной климатической модели GISS ModelE, основанной на многослойном (до 20 слоев) моделировании атмосферы поверхности Земли, разбитой на участки размером 4 градуса по широте и 5 градусов по долготе. Результаты моделирования глобальных изменений климата с 1880 по 2003 гг. с прямыми глобальными инструментальными замерами за этот же период показали высокую сходимость результатов [21]. Построенную модель GISS ModelE авторы применили для предсказания климатических изменений в XXI-XXII веках. Предсказания делаются для целого ряда сценариев экономической деятельности будущего: сценарии «бизнес как обычно» (A2 и A1B), ряд сценариев с пониженным выбросом парниковых газов (B1) и, наконец, так называемый «альтернативный сценарий», отличающийся резким смещением экономики в сторону природоохранных технологий [22]. 82 На рисунке 3 приведѐн один из результатов моделирования – эволюция среднегодовой температуры в ближайшие два века для указанных выше сценариев экономической деятельности. Проведенные J. Hansen с соавторами исследования позволили прогнозировать увеличение глобальной температуры на 1 °С уже к 2050 г., при условии сохранения мировой экономической ситуации. К 2100 г. в отдельных регионах температура может повыситься по сравнению с сегодняшним днѐм на 5-10 стандартных отклонений (под стандартным отклонением можно в данном случае понимать типичную вариацию температуры в данном регионе из года в год), что, безусловно, является катастрофическим изменением. Рисунок 3 – Прогноз эволюции среднегодовой глобальной температуры вплоть до 2200 г. в различных сценариях экономической деятельности (цит. по: [22]) На основании результатов моделирования авторы утверждают, что глобальные изменения климата в ближайший век уже неизбежны: «точка, за которой нет возврата», уже пройдена. Однако пока что сохраняется возможность удержать эти изменения в умеренных рамках. Наличие климатических моделей подобного или иного типа позволяет заранее определить стратегию экономического развития государства или региона. Первые варианты стратегии устойчивого развития мировой экономики в изменяющихся климатических условиях предлагались еще в 1991 г. М. И. Будыко, Ю. А. Израэлем и А. Л Яншиным [5]. По их мнению, необходимо значительное повышение научного уровня исследований всех проблем, связанных с глобальным потеплением; особенно проблем изменения солнечной активности и роста парниковых газов. А также желательно обосновать наиболее безопасные и экономически доступные пути приспособления хозяйственной деятельности к глобальному потеплению. Последний тезис полностью справедлив и для сельскохозяйственного производства. При этом следует подчеркнуть, что проблемы сельского хозяйства, вызванные происходящим потеплением, специфичны для каждого региона. Такого же мнения придерживается академик В. М. Котляков, утверждая, что в основу развития человечества должна быть положена стратегия адаптации к меняющемуся климату. В числе ключевых проблем должны быть: эффективное использование земель и изменение растительного и почвенного покрова, доступность воды, здоровье человечества, «устойчивое развитие» природы и общества. 83 По мнению К. Я. Кондратьева и К. С. Демирчяна, прогнозируемое потепление для России – скорее благо, чем опасность [12]. Установлено, что в государствах бывшего СССР в последние 30-40 лет выпадает осадков на 10 процентов больше, чем в прошлом. Дальнейшее изменение в системе выпадения осадков окажет огромное воздействие на сельское хозяйство, смещая зоны возделывания культур в более северные районы Евразии. Наиболее благоприятные условия для выращивания культур сложатся в сельскохозяйственных регионах России. Кроме того, предполагается, что повышение температуры увеличит испарение влаги с поверхности океана. Это приведѐт к увеличению выпадения осадков ещѐ в среднем на 11%. На значительной площади южной части северных территорий вечная мерзлота летом уже оттаивает на метр. Лишь за счѐт одного этого фактора земледельческая зона России может расшириться в ближайшие сто лет в полтора раза. А продолжительность вегетационного периода растений каждые десять лет может удлиняться на три с половиной дня. Определѐнный положительный результат вносит и увеличение в атмосфере концентрации двуокиси углерода. Подсчитано, что за индустриальный период в атмосферу Земли дополнительно выброшено около 30% всего имеющегося СО2. А увеличение его концентрации вдвое, что по отдельным прогнозам может случиться через 200-250 лет, повысит продуктивность зерновых и овощных культур на 20-30% [9, 16]. Западное Предкавказье, куда территориально входит Краснодарский край, является наиболее развитым сельскохозяйственным регионом России. В связи с этим сохранение стабильности сельскохозяйственного производства на Кубани в условиях изменяющегося климата представляет стратегическое значение для России. Климат Западного Предкавказья формируется под воздействием комплекса физико-географических условий. Благодаря своему положению территория региона получает большое количество солнечного тепла (суммарная радиация в летний период составляет 48, а зимой 12 ккал/см2). Значительное влияние на климат оказывает Чѐрное море, которое является дополнительным источником влаги. В формировании регионального климата важную роль играют горы Большого Кавказа, которые препятствуют проникновению холодных слоѐв воздуха и выпадению осадков. Климат Западного Предкавказья в целом характеризуется жарким летом, мягкой зимой; залегание снежного покрова неустойчиво, смена сезонов года слабо выражена [2]. Сумма положительных температур воздуха на территории региона достигает 4000-4050 ºС. Сумма температур выше 10 ºС равна примерно 3600 ºС, что позволяет выращивать все полевые культуры. Почти ежегодно бывают понижения температур до – 22 ºС, а в летние месяцы температура воздуха иногда достигает +38-40 ºС. С целью определения возможных региональных изменений климата нами был предпринят ретроспективный анализ динамики температуры воздуха и суммы осадков за период с 1916 по 2005 гг. по результатам инструментальных метеонаблюдений в г. Краснодаре. Территориально г. Краснодар входит во второй агроклиматический район Краснодарского края. Климат этого района умеренный. Лето жаркое, зима малоснежная с частыми оттепелями. Среднегодовая температура +10,7 ºС; средний максимум +23,2 ºС (июль) до +38 ºС; средний минимум –2,3 ºС (январь). Продолжительность безморозного периода – 191-193 дня. Первые заморозки бывают в третьей декаде октября, последние – в первой декаде апреля. Средняя глубина промерзания почвы – 13 см, максимальная – 27 см. Среднегодовое количество осадков – 643 мм, за холодный период (ноябрь-март) – 273 мм, за тѐплый (апрель-октябрь) – 370 мм. Годовая сумма осадков в среднем распределяется равномерно. В летние месяцы их выпадает около 175 мм. В период вегетации растений часто наблюдаются летние засухи. Средняя относительная влажность воздуха за тѐплый период 48-78%. Суховеи бывают в марте, но возможны и в другие месяцы [2]. Весна ранняя, но весенние заморозки возможны до начала мая. Лето с суточной температурой воздуха 20,9-23,5 ºС и относительной влажностью воздуха около 65%, довольно часто наблюдаются суховеи. Осень часто сухая в первой половине и богата осадками во второй. Теплый и безморозный период часто продолжается до декабря, однако первые заморозки наступают в третьей декаде октября. Зима мягкая с неустойчивым снежным покровом и частыми оттепелями, количество тѐплых дней зимы достигает 65-70. 84 Для стандартного определения климата как явления, характеризующегося значениями его параметров, необходимо их осреднение за 30 лет [13]. Имеющиеся в нашем распоряжении агроклиматические справочники различных лет издания дают несколько различающиеся значения среднегодовых температур по г. Краснодару. Так, в агроклиматическом справочнике 1937 г. издания среднее годовое значение температуры приземного воздуха, исчисленное за период 1881-1915 гг. составило 11,1 ºС [15]. В агроклиматическом справочнике, опубликованном в 1961 г., этот показатель составил 10,9 ºС [1], в издании 1975 г. – 10,8 ºС [2]. Некоторое варьирование среднегодовых температур воздуха на протяжении ХХ-го столетия определяется, в первую очередь, различными историческими периодами, которые брались для расчѐта данного параметра. Кроме этого, согласно опубликованным данным прослеживается незначительная обратная динамика среднегодовых температур. Примерно за 90-летний период, начиная с 1881 г., среднегодовая температура в г. Краснодаре снизилась на 0,3 ºС. В целом, представленные данные совершенно не указывают на складывающиеся в современном мире тенденции увеличения среднегодовых температур воздуха. Рассчитанная нами на основании 90-летних инструментальных данных метеостанции «Круглик» г. Краснодара средняя годовая температура воздуха составила 11,3 ºС. Для определения климатических отклонений этого показателя в XX веке была взята средняя годовая температура эмпирически выбранного стандартного 30-летнего временного промежутка за период с 1946 по 1975 гг., составившая 11,2 ºС. Динамика изменений средней годовой температуры относительно вычисленного среднего за весь период с 1916 по 2005 гг. представлена на рис 4. DT oC 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 1916 1936 1956 1976 1996 Средняя температура за год Сглаживание по 5 годам Год Рисунок 4 – Динамика изменений приземной температуры воздуха в центральной зоне Краснодарского края (г. Краснодар) за период 1916-2005 гг. Как следует из представленных на рисунке 4 данных, аномальные по температурным режимам годы встречались практически на всем протяжении XX века. С 1916 по 1941 г. варьирование этого показателя, в среднем было незначительным, и лишь изредка отклонялось более чем на 0,5 ºС в обе стороны. Временной отрезок с 1942 по 1956 гг. характеризовался заметным похолоданием. В течение этих 15 лет только 4 года характеризовались температурами, близкими к среднемноголетним, а 1945 г. оказался самым 85 холодным за все 90 лет наблюдений – среднегодовая температура воздуха составила всего 9,2 ºС. По всей вероятности, именно этот период кратковременного похолодания оказал влияние на среднемноголетнюю температуру в версии агроклиматического справочника 1975 г. издания. Временной период с 1957 по 1976 гг. характеризовался восстановлением и даже некоторым превышением средних годовых температур относительно среднемноголетних значений. Однако при этом увеличилось варьирование этого показателя в отдельные годы. В этот же период была достигнута наибольшая в ХХ столетии среднегодовая температура, составившая в 1966 г. 13,4 ºС. Отрезок времени с 1977 по 2005 гг. отличался, в целом, устойчивым увеличением температур воздуха. В пределах этого периода 20 лет характеризовались повышенными, относительно средних, среднегодовыми температурами, а последние 8 лет превышали средние значения на 0,5-1,9 ºС. В целом, весь 90-летний период наблюдений за температурой на метеостанции «Круглик», систематически разбитый на три 30-летних временных отрезка подтвердил увеличение как среднегодовых, так и среднемесячных температур в зоне г. Краснодара (табл. 1). Таблица 1 – Климатические изменения по показателям среднемесячных и среднегодовых температур приземного воздуха, ºС г. Краснодар, 1916-2005 гг. Период наблюдения период годы Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Среднегодовая I 1916-1945 -1,4 -1,3 3,9 11,2 17,0 20,7 23,4 22,7 17,8 12,3 6,0 0,2 11,0 II 1946-1975 -1,5 -0,1 3,9 11,7 16,8 21,2 23,5 22,8 17,5 11,0 6,2 1,8 11,2 III 1976-2005 0,4 0,9 5,2 12,1 17,1 20,8 23,7 23,0 18,1 11,6 5,9 1,9 11,7 III* 1996-2005 1,1 2,3 5,7 12,4 17,7 21,1 24,9 23,9 18,3 12,4 6,4 2,3 12,4 * - тенденция климатических изменений за последние 10 лет III периода наблюдения Как следует из табл. 1 последний 30-летний период (1976-2005 гг.) характеризовался заметным увеличением среднемесячных и среднегодовых температур. Впервые за всю историю инструментальных наблюдений с 1881 г. в Екатеринодаре-Краснодаре среднемесячные температуры воздуха в зимние месяцы оказались выше нуля. Обращает на себя внимание значительное увеличение среднемесячных температур за период 1996-2005 гг. Безусловно, десятилетнего периода метеорологических наблюдений недостаточно для принципиальных заключений, поэтому в этом случае можно говорить только о тенденциях. Тем не менее, в этот отрезок времени продолжились и даже усилились тенденции потепления климата, развившиеся в предыдущий 30-летний цикл. Среднегодовая температура только за этот период возросла до 12,4 ºС, превысив этот же показатель за все 30 лет на 0,7 ºС, а среднемноголетнюю температуру второго 30-летнего цикла (1946-1975 гг.) – уже на 1,2 ºС. Анализ средних температур по месяцам за 90-летний период показал, что увеличение средних годовых температур обеспечивалось, в основном, за счѐт повышения температур в зимние месяцы (рис. 5). Как следует из рисунка 5, прирост температуры января ежегодно в среднем составлял 0,027 ºС. Температуры воздуха в июле также постепенно увеличивались, однако их ежегодный прирост составлял всего 0,01 ºС. 86 Среднемесячная температура, оС 30 y = 23,062 + 0,01x 25 20 15 10 y = - 2,0457 + 0,027x 5 0 -5 -10 -15 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 Средняя температура января Средняя температура июля Год Рисунок 5 – Динамика среднемесячных температур в тѐплый (июль) и холодный (январь) периоды, 1916-2005 гг. 30 y = 25,53 - 0,1x о Среднемесячная температура, С В период 1996-2005 гг. усилилась тенденция увеличения среднемесячной температуры января, достигнув ежегодной скорости прироста 0,58 ºС (рис. 6). При этом среднемесячные температуры июля, в целом, сохранялись неизменными, а в последние три года даже несколько понизились. 25 20 . 15 10 5 y = - 2,15 + 0,58x 0 -5 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Средняя температура января Средняя температура июля Год Рисунок 6 – Динамика среднемесячных температур в январе и июле за период 1996-2005 гг. Следует отметить, что определѐнное модифицирующее влияние на динамику суточных температурных режимов оказывает местоположение станций метеорологических наблюдений. Считается, что особенности местных условий в сравнении с открытыми местами могут влиять на изменение интенсивности весенних и осенних заморозков в 87 воздухе. Местные условия влияют также на изменение сроков наступления заморозков и продолжительности безморозного периода в сравнении с открытыми местами [1]. Многие метеостанции в Западном Предкавказье изначально организовывались рядом с населенными пунктами на открытых местах с типичным рельефом местности. Однако по мере роста городов и посѐлков метеостанции постепенно оказывались внутри городской черты. Аналогичная участь постигла и метеостанцию «Круглик», которая в результате бурного жилищного строительства в последние десятилетия оказалась в пределах г. Краснодара. По расчѐтам И. А. Гольцберг (цит. по: [1]) в пределах городской черты интенсивность весенних и осенних заморозков в тихие, ясные ночи может снижаться на 2-3 ºС. Весенние заморозки в таких условиях могут прекращаться раньше на 5 дней, а наступление осенних заморозков может запаздывать на 10 дней, увеличивая суммарную продолжительность безморозного периода на 15 дней. Более детальные расчѐты не проводились из-за уникальности местных условий для каждой метеостанции. Наши расчѐты модельных суточных ходов температуры на примере метеостанции «Круглик» в периоды наступления заморозков с учѐтом поправок И. А. Гольцберг показывают, что среднегодовая температура в местных условиях может быть завышена в среднем на 0,05 ºС, но не более чем на 0,1 ºС. Таким образом, даже с учѐтом поправок на локализацию метеостанции в пределах городской черты, среднегодовая температура северо-восточных окрестностей г. Краснодара в среднем за период 1976-2005 гг. могла составлять 11,60-11,65 ºС, а этот же показатель за период 1996-2005 гг. – 12,30-12,35 ºС, сохранив, тем не менее, общую тенденцию повышения температуры приземного воздуха. Определѐнные климатические изменения наблюдались и в динамике годовых сумм осадков. Так, по данным агроклиматического справочника 1937 г. издания среднемноголетняя сумма осадков за год в г. Краснодаре составила 649 мм [15], в издании 1961 г. – 610 мм [1], а в издании 1975 г. – 643 мм [2]. Анализ данных по осадкам на метеостанции «Круглик» позволил установить, что средняя годовая сумма осадков за 90-летний период составила 669 мм с ежегодным приростом этого показателя в среднем на 2,1 мм (рис. 7). Сумма осадков, мм . 1100 y = 2,11х + 573,23 1000 900 800 700 600 500 400 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 Год Рисунок 7 – Динамика годовых сумм осадков в течение 1916-2005 гг. При этом за I период (1916-1945 гг.) выпадало в среднем 619 мм. В период кратковременного похолодания (1942-1956 гг.) среднегодовая сумма осадков составила 610 мм, что совпало с данными агроклиматического справочника издания 1961 г. В целом же, за II период (1946-1975 гг.) выпадало в среднем уже 659 мм в год, а в III период (1976-2005 гг.) среднегодовая сумма осадков возросла до 737 мм. 88 Сумма осадков за год, мм В последние десять лет (1996-2005 гг.) этот показатель увеличился ещѐ и составил 809 мм, однако дальнейшее увеличение годовой суммы осадков приостановилось (рис. 8). 1200 1000 800 600 400 200 0 1976 1981 1986 1991 1996 2001 Год Рисунок 8 – Характер динамики годовых сумм осадков в период с 1996 по 2005 гг. Таким образом, характеризуя все представленные выше данные по динамике среднемесячных и среднегодовых температур, а также среднегодовых сумм осадков за период с 1916 по 2005 гг., можно заключить, что в условиях г. Краснодара за последние 30 лет климат заметно потеплел и стал более влажным. В целом, подобные климатические изменения должны быть благоприятны для сельскохозяйственного производства Западного Предкавказья, поскольку удлиняют безморозный период и увеличивают влагообеспеченность сельскохозяйственных растений. С другой стороны, дальнейшее потепление климата, на основании большинства прогностических моделей, будет сопровождаться аномальными погодными событиями. Причем неизбежность их наступления прогнозируется как зарубежными, так и отечественными климатологами. В частности, при сохранении имеющихся тенденций в повышении температур в умеренных широтах можно ожидать: – аномальные максимумы летних температур и необычайно жаркие дни; – аномально интенсивные осадки, в ряде случаев приближающиеся к тропическому типу выпадения, вызывающие наводнения, подтопления и сели; – аномально низкие и высокие минимумы зимних температур на фоне общего сокращения числа холодных дней; – уменьшение числа дней с заморозками; – снижение амплитуды суточного хода температуры; – усиление интенсивности летнего иссушения. Помимо увеличения вероятности наступления аномальных метеорологических явлений прогнозируются изменения биоты, в частности: – изменение видового соотношения дикорастущих, в том числе сорных растений в естественных и искусственных ценозах; – расширение или изменение ареала распространения видов животных и растений, в том числе появление чужеродных для региона видов; – появление чужеродных или повышение агрессивности известных болезней животных и растений [13, 20 23]. Безусловно, вероятность однозначного длительного потепления климата не абсолютна. И даже в случае продолжения роста средней глобальной температуры часть 89 вышеизложенных прогнозов может так и не сбыться. Не исключено, что климатическая ситуация в регионе может в любой момент повернуть вспять. Однако необходимо учитывать тот факт, что целый ряд метеорологических событий последнего десятилетия в Западном Предкавказье свидетельствует о начале реализации некоторых элементов прогнозов. Достаточно упомянуть участившиеся в последние годы ураганы и смерчи; наводнения в предгорных районах Краснодарского края в 2000 г., в Новороссийске в 2002 г. и в среднем течении р. Кубань в 2004 г.; аномальные температуры (38,9-40,7 ºС) в летние периоды 2000-2001 гг.; длительный, аномально холодный период (до -38 ºС) зимой и длительный период с аномально высокими температурами (до +40 ºС) летом 2006 г. и т. п. К аномальным событиям, связанным с повышением температуры и смягчением зим, можно отнести миграцию в 90-е годы XX века из Закавказья на территорию Краснодарского края хлопковой совки, ранее здесь практически не встречающейся. В связи с невозможностью непосредственного влияния на изменяющийся климат с возможным проявлением аномальных метеорологических событий сельскохозяйственное производство должно изыскать и задействовать наиболее безопасные и экономически доступные пути приспособления хозяйственной деятельности к глобальному потеплению. В решении этой проблемы должен быть задействован весь научный потенциал и опыт, накопленный за многие годы, дан широкий и обоснованный анализ относительно каждого звена сельскохозяйственного производства (растениеводство, плодоводство, овощеводство, животноводство и т. д.), разработаны планы дальнейших действий и непосредственная их реализация. И начинать необходимо со своевременной корректировки существующих программ научных исследований с сельскохозяйственными культурами в направлении стратегии климатической адаптации, в том числе и к возможным аномальным метеорологическим явлениям. В области селекционно-генетического улучшения сельскохозяйственных культур необходимо развивать следующие адаптивные направления: – повышение засухо- и термоустойчивости; – повышение холодостойкости, в том числе выносливости к поздним весенним заморозкам; – для фотопериодически чувствительных культур – снижение чувствительности к длине дня; – повышение устойчивости к переувлажнению и длительному подтоплению; – для озимых и зимующих однолетних и многолетних культур – повышение зимостойкости, в том числе при отсутствии снежного покрова; – повышение различных типов устойчивости к патогенной микрофлоре и вредителям, в том числе к потенциальным мигрантам из южных регионов и т. д. В области земледелия, необходимо чѐтко представлять возможные последствия происходящих изменений в климате и в связи с этим уже сейчас вести работу по следующим направлениям: – ежегодный мониторинг изменений, происходящих в почве (агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы), обосновывая, с чем они связаны; – корректировка способов основной обработки почвы в связи с перераспределением осадков в сторону увеличения их в осенне-зимний период. При этом остро стоит вопрос о целесообразности полупаровой обработки почвы из-за потерь влаги из пахотного и подпахотного горизонтов почвы вследствие высоких среднесуточных температур июля-августа, и отсутствия осадков в этот период. – использование минимальной обработки почвы, как средства создания мульчирующего слоя почвы в жаркие месяцы для предотвращения испарения влаги из почвы. Однако здесь следует учесть интенсивное использование гербицидов, в связи с чем может возникнуть дополнительная пестицидная нагрузка; – необходима корректировка сроков сева основных сельскохозяйственных культур, в том числе масличных (подсолнечник, соя, рапс, лен масличный) в связи с более ранним наступлением оптимальной для посева температуры почвы на глубине заделки семян; – в весенне-летний период мероприятия по уходу за посевами широкорядных культур направлять не только на уничтожение сорной растительности, но и на создание 90 условий для аккумулирования и рационального использования растениями влаги выпадающей в этот период и т. д. Литература 1. Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю / Под. ред. В. П. Гаврилова. – Краснодар, 1961. – 467 с. 2. Агроклиматические ресурсы Краснодарского края / Под ред.: З. М. Русеева и Ш. Ш. Народецкой. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 276 с. 3. Бомер-Кристиансен С. Кто и каким образом определяет политику, касающуюся изменений климата? // Известия РГО. – 2000. – Т. 132. – Вып. 3. 4. Брундтланд Г. Х. Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию «Наше общее будущее», одобренный Генеральной Ассамблеей ООН на 96-м пленарном заседании. 11.12.87 A/RES/42/187 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.un.org/documents/ga/res/42/ares42-187.htm. 5. Будыко М. И., Израэль Ю. А., Яншин А. Л. Глобальное потепление и его последствия // Метеорология и гидрология. – 1991. – № 12. – С. 5-10. 6. Вернадский В. И. Очерки геохимии. – М., 1983. – 424 с. 7. Джоунс Ф. Д., Уигли Т. М. Л. Тенденции глобального потепления // В мире науки (Scientific American). – 1990. – № 10. – C. 62-70. 8. Иванов И. Опубликованы результаты реалистичного моделирования глобального потепления в ближайшие два века // Элементы большой науки. – 2006 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://elementy.ru/news/430366 9. Из-за потепления климата земледельческая зона России расширится в ближайшие сто лет в полтора раза // Российская газета - 2004 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.rg.ru/Anons/arc_2003/1004/zavtra/1.shtm 10. Изменения климата уже сказываются на Африке - 2006 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://news.bbc.co.uk/go/pr/fr/-/hi/russian/sci/tech/newsid6096000 /6096384.stm 11. Киотский Протокол к рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата – ООН. – 1998. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://unfccc.int/resource/docs/convkp/kprus.pdf 12. Кондратьев К. Я. Глобальный климат. – С.-Петербург: Наука, 1992. – 358 с. 13. Кондратьев К. Я., Демирчян К. С. Климат Земли и «Протокол Киото» // Вестник Российской академии наук. – 2001. – Т. 71. – № 11. – С. 1002-1009. 14. Котляков В. М. Глобальные изменения климата: антропогенное влияние или естественные вариации // Экология и жизнь. – 2001. – № 1. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.ecolife.ru/jornal/ecap/2001-1-3.shtml 15. Мировой агроклиматический справочник / Под ред. Г. Т. Селянинова. – Л-М.: Гидрометеорологическое изд-во, 1937. – 411 с. 16. Парниковый эффект и глобальное потепление климата. – 2006. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://chemistry.narod.ru/razdeli/eco/8.htm 17. Терез Э. И. Устойчивое развитие и проблемы изменения глобального климата Земли // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. – Симферополь, 2004. – Т. 17(56). – № 1. – С. 181-205. 18. Яншин А. Л. Потепление климата и другие глобальные экологические проблемы на пороге XXI века // Экология и жизнь. – 2001. – № 1. - [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.ecolife.ru/jornal/ecap/2001-1-1.shtml 19. Cook-Anderson G., E. J. Pagani, K. Ramanujan. Satellites act as thermometers in space, show Earth has a fewer // NASA News. – Washington, USA. – 2004. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2004/h04121.htm 20. Frazier M. R., R. B. Huey, D. Berrigan. Thermodynamics Constrains the Evolution of Insect Population Growth Rates: "Warmer Is Better" // The American Naturalist. – 2006. – Vol. 168. – P. 512-520. 91 21. Hansen J., M. Sato, R. Ruedy et al. Climate simulations for 1880-2003 with GISS modelE // Subj-class: Atmospheric and Oceanic Physics; Geophysics - October – 2006 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0610/0610109.pdf/ 22. Hansen J., M. Sato, R. Ruedy et al. Dangerous human-made interference with climate: A GISS modelE study // Subj-class: Atmospheric and Oceanic Physics; Geophysics – October – 2006 – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://arxiv.org/ftp/physics/ papers /0610/0610115.pdf/ 23. IPCC, Climate Change 2001: The contribution of Working Group 1 to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Edited by J. T. Houghton et al., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2001. – 881 p. 24. Jones P. D., T. M .L. Wigley, P. B. Wright. Global temperature variations between 1861 and 1984 // Nature. – 1986. – Vol. 322. – P. 430-434. 25. Levi B. G. The Decreasing Artic Ice Cover // Physics Today. – 2000. – N 1. – P. 1920. 26. Mann M. E., R.S. Bradley, M.K. Hughes. Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries // Nature. – 1998. – V.392 (6678). – P. 779-787. 27. Mann M. E., R. S. Bradley, M. K. Hughes. Northern hemisphere temperatures during the past millennium: Inferences, uncertainties, and limitations // Geophysical Research Letters. – 1999. – Vol. 26. – P. 759-762. 28. Motl L. “Consensus” on global warming / L. Motl / – Harvard, UK. – October. – 2004. – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://motls.blogspot.com/2004/10 /consensus-on-global-warming.html. 29. Scafetta N. Phenomenological solar signature in 400 years of reconstructed Northern Hemisphere temperature record. / N. Scafetta, B.J. West / Geophys. Res. Lett., 2006. – 33, L17718, doi:10.1029/2006GL027142. 30. The United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC or FCCC – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/United_Nations_ Framework_ Convention_on_Climate_Change. 92
