Агрометеорологическое обеспечение Российского сельскохозяйственного комплекса А.Д. Клещенко, А.И. Страшная VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО – ПОГОДООБУСЛОВЛЕННЫЕ РИСКИ И УГРОЗЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ! РОССИЯ 2008 2010 Валовой сбор зерновых и зернобобовых, млн.т 108.2 61.0 Погодообусловленный недобор урожая 47,2 млн.тонн 43,6% РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГОДООБУСЛОВЛЕННОГО УЩЕРБА ! Сельское хозяйство 42% Данные МБРР Прочие отрасли 12% Транспорт (авто+ж.д.) 7% ТЭК 19% Англия 45% Франция 33% 10-26% Россия 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА (РОССИЯ) ! 2,5 Аномалии (оС) относительно 1961-1990 г. ! 2,0 Среднегодовая температура воздуха Тренд за 1976-2010 гг. 0.44 оС/10 лет 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 Коммунальное хозяйство 8% Строительство 12% -1,5 -2,0 1880 1890 1900 1910 1920 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2 2000 2010 Основные вопросы • Агрометеорологическое обеспечение и прогнозы • Агрометеорологические прогнозы • Мониторинг состояния посевов и засух • Агроклиматическое обеспечение с учетом изменений климата • Модернизация сети • Агрометеорологическое обеспечение агрострахования VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Агрометеорологическое обеспечение сельского хозяйства России на федеральном уровне Приём агрометеорологических телеграмм в Гидрометцентре России Обработка агрометеорологических телеграмм и визуализация данных наблюдений в виде карт и таблиц (АРМ, ГИС, Прометей, ИПС) Декадный агрометеорологический бюллетень III декада мая III декада июня Озимые зерновые (рожь, пшеница) III декада июня III декада июля Ранние яровые зерновые (пшеница, ячмень) Поздние зерновые (кукуруза, гречиха) Все зерновые и зернобобовые в целом I декада июня I декада августа I декада сентября подсолнечник, сахарная свекла, картофель VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Другие виды прогнозов сроков созревания яровой пшеницы Прогнозы урожайности и валового сбора основных с.-х.культур состояния озимых зерновых культур к началу вегетации запасов продуктивной влаги на весну Агрометеорологические особенности декады, месяца по РФ и ЦФО Спец. справки, доклады о состоянии озимых осенью и аналитическая информация по запросам полевые работы плодовые подсолнечник сахарная свекла поздние яровые озимые Азиатская территория Европейская территория ранние яровые Агрометеорологические условия вегетации с.-х. культур, перезимовки и проведения полевых работ Метеорологические особенности декады Агрометеорологические прогнозы Агрометеорологические прогнозы VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Агрометеорологические прогнозы • ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Методы Статистические Синоптикостатистические Динамикостатистические Заблаговременность Культуры Долгосрочные > 4 месяцев Оз. пшеница Среднесрочные 2 – 4 месяца Яр. пшеница Краткосрочные < 2 месяцев Территория Субъект Оз. рожь Яр. ячмень Кукуруза Зерновые и зернобобовые Федеральный округ Российская Федерация Картофель 6 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Р СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ И ПРОГНОЗА УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Использование спутниковой информации Оценка условий перезимовки озимых культур Динамикостатистические методы прогноза Расширение списка культур Гречиха Овес Подсолнечник Свекла и др. VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Пространственное разрешение Прогноз по административным районам ПРИМЕРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ: ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ В РЕГИОНЕ КРАСНОДАРСКИЙ КРАЙ МАЙ, 2010 ПРОГНОЗ ПО МУНИЦИПАЛЬНЫМ РАЙОНАМ (спутниковая информация) УРОЖАЙНОСТЬ, ц/га : факт – 49,7 прогноз – 48.1 8 Динамико-статистический метод прогноза урожайности кукурузы по субъектам РФ с использованием спутниковой информации Спутниковы е данные (NDVI) Температура воздуха Динамическая модель продуктивности кукурузы Разработаны методики и проведены авторские испытания УГМС Количество субъектов Ежедекадная оперативная информация СевероКавказское 7 ЦЧО 4 Республики Татарстан 1 Приволжск ое 2 Сумма осадков Начальные данные Географическая широта Дата всходов Густота стояния растений на дату всходов Биомасса органов Относительная площадь листьев Средняя относительная ошибка прогнозов : 10 – 12 % -5 -3 Росгидромет. Гидрометцентр России 40 -3 -10 -1 Сыктывкар -4 Мониторинг агрометеорологических условий зимовки озимых зерновых культур. -10 -6 -3 -2 -4 60 -3 -9 -1 -3 -2 Вологда -2 60 -4 -1 -7 Абсолютный минимум температуры почвы на глубине 3 см зимой 2012-2013. -2 -1 -7 0 -4 С.-Петербург -1 -1 -1 -2 -4 -2 -2 Новгород -1 -2 Псков -2 0 -1 0 Кострома -2 -2 -4 -3 -2 -3 Пермь -2 -3 -7 -3 -4 -3 -2 -2 -3 -1 0 -3 -4 -2 -4 -1 Т верь -2 -8 -2 -3 -11 -2 -3 -2 -2Е катеринбург -3 -2 -5 -2 -1 -1 -3 -8 -7 -5 -3 -3 -4 -4 -1 -4 -3 -8 Нижний Новгород -13 -9 -3 -4 -12 -8 -1 -9 -5 -6 -10 -6 -14 -1 -1-1 Каз ань -5 -5 -12 -13 -33 -8 Курган-12 -10 -7 -2 -2 0 -1 -5 -9 -6 Челябинск -1 -4 -13-16 -3 -7 -10 -5 -4 -18 -4 -13 Смоленск -8 -1 -8 -5 -1 0 -13 -6 -15 -6 -10 -3 -18 -6 -6 -10 -10 -10 -14 -16Саранск Т ула -3 -2 -14 -3 -5 -11 -6 -12 -11 -13 -6 -12 -2 -7 -2 -17 -16 -9 -6 -8 -2 -15 -11 -6 -14 -10 -2 -5 -6 -14 -7 Самара -11 -1 Брянск -8 -14 -8 -10 -12 -1 -4 -5 Пенз-14 а -16 -17 -8 -13 -12 -5 -15 -12 -1 -4 -16 -14 -8 Т амбов -8 -11 -13 -9 -17 -16 -19 -3 -13 -13 -11 -14 -15 -9 -2 -8 -16 -1 -12 -11 -5 -14 -9 -12 -11 -12 -6 -15 -16 -16 -13 -18 -18 -15 -12 -14 -11 -16 -13 -12 -16Оренбург -13 -2 Воронеж -4 -6 -5 Курск -9 -16 -16 -10 -10 Саратов-14 -17 -7 -12 -7 -2 -5 -15 -13-9 -21 -10 -12 -12 -18 -17 -6 -13 -4 -19 -4 Белгород -15 -11 -13 -16 -3 -17 -15 -12-13 -13 -16 -11 -9 -13 -15 Волгоград -16 -6 -13 -17-17 -1 50 80 РОСГИДРОМЕТ 60 Петроз аводск -1 -2 -9 -8 -4 -2 -10 -9 -15 -17 -17 -2 -14 -14 -5 -5 -3 -2 -1 -2 -5 -7 -3 -5 -2 -3 Краснодар -4 -3 -2 -2 -4 -3 -4 -5 -3 -3 -1 -2-1 -5 -4 -2 1 -3 -4 -4 -5 -6 -13 -3 -1 1 -120 -3 АБСОЛЮТНЫЙ МИНИМУМ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ НА ГЛУБИНЕ УЗЛА 40 КУЩЕНИЯ ОЗИМЫХ КУЛЬТУР(°C)ЗА ЗИМНИЙ ПЕРИОД 20 марта -16°C и ниже 0°C -13°C - -15°C -1°C - -10°C -11°C - -12°C Т омск -2 -1 -2 Москва -5 -4 -4 -13 -7 40 -6 -2 -16 -3 -4 -8 -3 Омск -3 -7 -7 -6 -5 -1 -9 -3 -5 0 -2 -5 -5 -1 Новосибирск -1 -11 -3 -12 -12 0 0 -1 -11 -1 -7 -6 -11 -2 -11 -8 -3 -2 -4 -4 -5 -3 -4 -12 -6 -2 -7 -8 -3 -4 -8 -11 -3 -5 -4 -14 -16 -17 -8 -10 -5 -1 -3 50 РАЙОНЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ: 1.вследствие вымерзания хорошо развитых посевов слабо развитых посевов (3-ий лист-начало кущения) слабо развитых посевов (всходы) 2.вследствие выпревания выпревание 40 3.повреждений нет повреждений нет 60 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 80 Мониторинг состояния посевов VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг состояния посевов VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг состояния посевов VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг состояния посевов Состояния озимых посевов к началу зимы Отклонение от нормы (06 октября 2012) (Данные ИКИ) Балаково Балашов Саратов Энгельс Относительная влажность поверхности почвы (по данным MetOp-A, ASCAT), НИЦ «Планета» 07 июля 2012 18:12 UTC, после выпадения осадков минимальная влажность максимальная влажность Мониторинг засух Система мониторинга засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг состояния и засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Районы распространения и интенсивности атмосферно-почвенной (общей) засухи в июне – июле 2012 г. Расчет по агрометеорологическому коэффициенту увлажнения (АКУ) прив АКУ К1 ГТК прив К 2W0прив К W 20 3 0 100 Критерии интенсивности общей засухи по АКУ ≤ 0,40 сильная засуха 0,41-0,50 средняя 0,51-0,60 слабая VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Мониторинг засух Центр мониторинга засух VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Система КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ Разработана численная имитационная система КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ для исследований изменения климата и агросферы. Система позволяет: • Оценивать условия формирования урожайности основных сельскохозяйственных культур • Оценивать климатические риски в земледелии • Разрабатывать оптимизационные схемы использования погодно-климатических ресурсов территории • Оценивать тренды агроклиматических ресурсов VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Тренд числа дней Тренд числа дней с температурой выше 10°С (сут./10 лет) 1976-2012 0 С.Петербург 0 Красноярск Москва Иркутск Оренбург 0 Краснодар Владивосток 0 -6 -4 -2 -1 0 1 2 4 6 8 70 20 40 60 80 100 120 140 160 180 С.Петербург 60 Красноярск Москва Иркутск Оренбург 50 Краснодар Владивосток 40 -6 20 40 60 -4 -2 -1 80 0 1 2 100 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 4 6 1976-2000 8 120 140 160 23 180 БКП и осадки 70 С.Петербург 60 Красноярск Москва Иркутск Оренбург Тренд сумм летних осадков (мм/10 лет) за период 1976 – 2012 гг 50 Краснодар Владивосток 40 -50 20 БКП 60 40 -30 -20 -10 60 -5 0 80 5 10 20 100 30 120 140 160 180 С.Петербург Красноярск Москва 55 Иркутск Оренбург 50 45 Краснодар -8 40 -6 60 -4 -2 -1 80 0 1 2 100 4 Владивосток 6 120 Климатообусловленный тренд биоклиматического потенциала (БКП) при высоком уровне плодородия за период 1976 – 2012 гг., (ц/га за 10 лет) VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 24 Изменение продуктивности яровых зерновых культур (%) в XXI веке Сценарий RCP8.5, группа моделей AN_31 a) 2011–2030 гг. б) 2080–2099 гг. VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Основные выводы. Меры адаптации Нечерноземные районы ЕТР В целом, для 85% территории России изменения климата благоприятны В России имеется большой резерв повышения сельскохозяйственного производства за счет климатической составляющей БКП Нечерноземная зона может существенно повысить продуктивность сельскохозяйственного производства России Увеличение посевов более позднеспелых и более урожайных сортов Увеличение посевов вторых пожнивных культур Увеличение применения удобрений, средств и других методов по защите посевов от вредителей Северный Кавказ, Нижнее Поволжье Расширение посевов засухоустойчивых сортов (кукуруза, подсолнечник, просо) Расширение виноградарства, садоводства, производства чая, цитрусовых, перспективы хлопководства Заблаговременное проведение значительных ирригационных работ VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Система КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ Устойчивое развитие сельского хозяйства России и необходимый рост его продуктивности до 2015 г. и на более отдаленную перспективу может быть гарантирован лишь при условии принятия неотложных мер по адаптивной интенсификации АПК нечерноземной зоны России, в первую очередь, Центрального и Северо-Западного Федеральных округов, включая Калининградскую область; а также повышения уровня охвата сельского хозяйства страхованием, играющего исключительную роль в обеспечении стабильного развития сельскохозяйственного производства. VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Перспективы исследований – Развитие методов оценки последствий изменений климата для региональных агроэкосистем. Создание подсистемы КЛИМАТ–УРОЖАЙ–РЕГИОН. – Оценка эффективности управления в современных региональных системах земледелия при наблюдаемых и ожидаемых изменениях климата на примере отдельных зернопроизводящих регионов. – Оценка последствий изменений климата на производство зерна на территории РФ при разных сценариях его изменения VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Система КЛИМАТ-УРОЖАЙ-РЕГИОН Нижегородская область Урожайность яровой пшеницы 2001-2013 гг., ц/га 25,0 20,0 ц/га Факт Расчет 15,0 10,0 5,0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Потери урожайности яровой пшеницы (%) за 2001–2012 гг. и показатели тепло- и влагобеспеченности Индекс 27277 (57.9 ° с.ш., 45.8 в. д.) МС Ветлуга (Ветлужский район) Год 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Среднее Потери, YP, % Вег. период, сут. Тем-ра, °C Осадки, мм ГТК, б/р Испарение, мм -10,1 -23,8 -18,5 -34,4 84 73 86 85 89 81 83 94 86 76 77 79 16,2 17,7 17,1 17,2 16,4 18,3 17,3 15,9 16,9 17,5 18,1 17,4 172 52 323 295 164 272 203 337 186 126 239 178 1,27 0,41 2,19 2,03 1,12 1,84 1,43 2,28 1,28 0,94 1,71 1,3 249 268 199 182 225 227 261 236 267 308 259 279 -19,6 -0,5 -8,9 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Запасы влаги, мм май, июнь, 47 23 0 24 43 51 0 67 44 43 35 42 37 35 38 34 40 24 34 0 34 34 30 14 Состав агрометеорологических станций УГМС (ЦГМС) Западно-Сибирское Иркутское Приволжское Республика Татарстан Северо-Кавказское Центральное Якутское Во всех УГМС (ЦГМС) Количество подразделений сети основной дополни- станций, АМП, в т.ч. А МП всего реперной тельной 64 15 21 84/3 1 30 6 9 30/2 9 69 17 15 49/1 35 всего 85 39 84 12 4 2 10/0 4 14 91 81 46 45 30 19 29 2 1 94/4 68/1 43/1 26 15 4 120 83 47 888 285 162 862/22 188 1050 1050 станций ведут агрометеорологические наблюдения Количество оцениваемых параметров: по атмосфере ≈ 15, по почве ≈ 10, по растительности ≈ 30 Архив по всей территории на технических носителях VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Модернизация агрометеорологической сети Направления модернизации агрометеорологической наблюдательно й сети: 1 2 3 формирование сети автоматических агрометеорологических измерительных постов (АИП) формирование сети маршрутных наблюдений на основе агрометеорологических измерительных лабораторий (АИЛ) материально-техническое переоснащение АНП, региональных и федеральных структур наблюдательной сети 4 создание интегрированной информационнотелекоммуникационной системы VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Ущерб от стихийных бедствий в России Погода и климат являются одними из важнейших, но наименее контролируемых производственных факторов в сельском хозяйстве. По природно-климатическим условиям большая часть территории России расположена в зоне неустойчивого и рискованного земледелия. щерб от стихийных бедствий (1998-2010 гг.) Ущерб от стихийных бедствий (1998-2010 гг.) Млн. руб. 45 40 41,6 32,4 35 30 26,9 21,8 25 20 17 18 18,1 14,5 15 11,5 10 5,2 5 4,2 3,6 2,2 3,8 2002 12,3 13 10 0 2001 11 4,5 0 1998 1999 2000 11,3 2003 Кроме того, наблюдаемое в настоящее время и предполагаемое изменение климата, характеризуется увеличением частоты опасных природных явлений, колебаниями температуры и осадков и т.д., что может наносить значительный ущерб аграрному сектору экономики России. 2004 0 2005 Помощь из федерального бюджета на покрытие ущерба Ущерб от стихийных бедствий 1,6 2006 1,3 2007 0 1,2 2008 2009 2010 Одним из важнейших инструментов управления климатическими рисками в сельском хозяйстве является страхование. еждународная Конференция Munich Re «Изменение климата: Риски и возможности для России. Вызов для индустрии страхования», Мос ква 17.04.2013 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Гидрометеорологическое обеспечение страхования погодных рисков в сельскохозяйственном производстве Федеральный закон «О государственной поддержке в сфере сельскохозяйственного страхования и о внесении изменений федеральный закон «О развитии сельского хозяйства»» от 25.07.2011 г. № 260-ФЗ Специализированное гидрометеорологическое обеспечение агрострахования Приказ Росгидромета от 16.10.2008 № 387 (РД 52.88.699-2008) Перечень опасных природных явлений УГМС, ЦГМС Росгидромета ФГБУ «ВНИИСХМ» ФГБУ «Гидрометцентр России» Справки об агрометеорологических условиях Экспертные заключения о наличии /отсутствии ОАЯ Обследование застрахованных полей Справки об агрометеорологических условиях VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Взаимодействие со страховыми компаниями Всего по Росгидромету, 2012 г.: Кол-во выданных справок по запросу страховых компаний 823 из них 12 по запросу Судов по запросу товаропроизводителей 1892 Участие в обследованиях для подтверждения страховых случаев (кол-во раз) по запросу по запросу страховых товаропрокомпаний изводителей 59 521 VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Участие в мероприятиях, проведенных по вопросам страхования (кол-во раз) 84 Гидрометеорологическое обеспечение страхования погодных рисков в сельскохозяйственном производстве Проблемы агрострахования, требующие решения: Исследования по направлениям Уточнение критериев ОАЯ для основных сельскохозяйственных культур с учетом: региональных особенностей территории РФ фаз развития растений Разработка методов интерполяции (экстраполяция) гидрометеорологических параметров Оценка вероятностей наступления ОАЯ в различных регионах РФ Изыскание новых методов получения информации (спутниковая информация, доплеровские локаторы, сеть сотовых операторов) Мониторинг гидрометеорологического обеспечения агрострахования от погодных рисков Оперативная корректировка критериев ОАЯ и методики агрострахования в целом VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014 Взаимодействие с МСХ РФ в вопросах согласования критериев ОАЯ и методики агрострахования Гидрометеорологическое обеспечение страхования погодных рисков в сельскохозяйственном производстве «Разработка критериев опасных агрометеорологических явлений (ОАЯ) и комплексов неблагоприятных условий для основных сельскохозяйственных культур с учетом их биологических особенностей, периодов развития и региональных агроклиматических условий» Критерии ОАЯ Головной исполнитель: ФГБУ «ВНИИСХМ» Ожидаемый результат Критерии комплексов неблагоприятных условий Методика ежегодного мониторинга критериев и сопровождения системы агрометобеспечения страхования с учетом изменения климата Исполнители: НИИ Росгидромета: ФГБУ «Гидрометцентр России» ФГБУ «СибНИГМИ» «ФГБУ «ДВНИГМИ» НИИ РАСХН – 5-7 институтов УГМС, ЦГМС Росгидромета (64 подразделения) Стоимость проекта (млн. руб.) – 21,0, сопровождение: 3,0 – 5,0 Общественный совет при Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Москва 04.06.2014 Благодарю за внимание! VII Метеорологический съезд, Санкт-Петербург, июль, 2014