CC BY
7
УДК 551.5
Бадахова Г.Х.
Ведущий метеоролог, Ставропольский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
ДИНАМИКА И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УВЛАЖНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
Аннотация
Ставропольский край является одним из основных зернопроизводящих районов России. Однако в силу физико-географических условий большая часть территории края является зоной рискованного земледелия из-за высокой повторяемости засушливых явлений, поэтому анализ динамики изменения условий увлажнения территории края на фоне происходящих климатических изменений представляет большой интерес.
Ключевые слова
Увлажнение, температура, осадки, агроклиматическое районирование.
Первым шагом на пути исследования увлажнения региона является вычисление индекса увлажнения территории и анализ изменчивости этой характеристики. Существует несколько
вариантов расчета степени увлажнения территории, в основу которых положена та или иная функция от суммы осадков, испаряемости, температуры. В настоящей работе проводится оценка среднегодовой степени увлажнения территории края на основе индекса Де Мартонна I = И/(1+10), где И - годовая сумма осадков в сантиметрах, а Г - средняя годовая температура воздуха в градусах Цельсия.
В соответствии с регламентными документами Всемирной Метеорологической Организации [17], современная степень увлажнения территории Ставрополья рассчитывается по данным за опорное 30-летие 1991-2020 гг., а анализ динамики осуществляется на базе значений индекса Де Мартонна за три опорных 30-летия, рассчитанных по данным метеонаблюдений 16 метеостанций края [8, 9, 10, 13,14, ] .
В таблице приведены характеристики общей среднегодовой степени увлажнения территории Ставропольского края за три 30-летних периода. В таблице: Тср - средняя годовая температура воздуха в градусах Цельсия, £Р - средняя годовая сумма осадков в мм, <1> - среднее многолетнее значение индекса аридности для /-го пункта.
Динамика индекса Де Мартонна по опорным 30-летиям
Станция 1931-1960 1961-1990 1991-2020
I Р Тср <Ii> I Р Тср <I> I Р Тср <I>
Александровское 454 8.9 2.4 513 9.4 2.6 541 10.3 2.7
Арзгир 335 9.9 1.7 366 10.5 1.8 385 11.3 1.8
Благодарный 404 9.5 2.0 429 9.9 2.2 482 11.5 2.2
Буденновск 354 9.8 1.8 406 10.4 2.0 428 11.3 2.0
Георгиевск 476 9.5 2.5 530 9.5 2.7 536 10.8 2.5
Дивное 396 9.6 2.0 453 10.2 2.2 430 11.1 2.0
Зеленокумск 453 10.1 2.2 495 10.3 2.5 429 11.3 2.0
Изобильный 538 10.3 2.7 577 10.6 2.8 625 11.4 2.9
Кисловодск 573 7.9 3.2 645 7.8 3.6 676 8.4 3.7
Красногвардейское 472 9.9 2.4 535 10.4 2.6 551 11.4 2.7
Мин. Воды 483 9.0 2.5 483 9.4 2.5 511 10.3 2.5
Невинномысск 526 9.1 2.8 567 9.4 2.9 593 10.3 2.9
Новоалександровск 549 10.1 2.7 597 10.6 2.9 636 11.5 2.9
Рощино 335 10.1 1.6 384 10.7 1.8 377 11.7 1.7
Светлоград 449 10.2 2.2 498 10.6 2.4 494 11.4 2.3
Ставрополь 623 9.1 3.2 571 9.3 3.0 561 10.0 2.8
issn 2410-6070
международный научный журнал «инновационная наука»
№ 8-1 / 2022
Анализ динамики значений <1> по всем метеостанциям края показал, что на 14 станциях в 1961-1990 гг. степень увлажнения была выше, чем в предыдущем 30-летнем периоде. Среднее по краю значение индекса Де Мартонна составило 2.53 против 2.37 в 1931-1960 гг. В 1991-2020 гг. степень увлажнения территории в среднем по краю составила 2.47, то есть она была несколько ниже, чем в 1961-1990, но выше, чем в 1931-1960 гг. При этом на шести метеостанциях отмечено снижение увлажнения по сравнению с 1961-1990 гг., на шести станциях оно не изменилось, на четырех станциях было выше, чем в предыдущем 30-летии. Интересно отметить, что на станции Минеральные Воды степень увлажнения в среднем за 90 лет оставалась постоянной.
Поскольку индекс Де Мартонна зависит только от значений годовой суммы осадков и средней годовой температуры воздуха, представляет интерес рассмотрение динамики этих характеристик климата. В 1931-1960 гг. среднее годовое количество осадков на территории края составило 464 мм, в 1961-1990 - 503 мм, в 1991-2020 - 516 мм, то есть имеет место увеличение количества осадков в среднем по краю. Однако по станциям края эти изменения не так однозначны. Так, более 600 мм осадков за год в 1931-1960 выпадало только на одной станции (Ставрополь), в 1961-1990 - тоже на одной (Кисловодск), а в 1991-2020 - уже на трех (Кисловодск, Новоалександровск, Изобильный). При этом осадков менее 400 мм за год в 1931-1960 выпадало на четырех станциях (Арзгир, Буденновск, Дивное, Рощино), а в 1961-1990 и 1991-2020 - только на двух (Арзгир, Рощино).
Параллельно с увеличением количества осадков происходил рост средней годовой температуры воздуха: в 1931-1960 она составляла 9.6 °С, в 1961-1990 - 9.9 °С, а в 1991-2020 достигла 10.9°С. Если в 19311960 средняя годовая температура воздуха превышала 10°С на 5 станциях, то в 1961-1990 - на 9, а в 19912020 - на 15 станциях, при этом на 10 станциях она была выше 11°С.
На рисунке представлен 30-летний ход среднего по территории края значения индекса аридности Iу (/ = 1, 2, ..., 30 - годы с 1991 по 2020).
Из графика видно, что максимальное значение индекса Де Мартонна равно 3.65 (1992), минимальное значение - 1.60 (2020), размах значений за 30 лет составил 2.05. При этом в 1991-2000 годах семь лет имели значения I$ выше среднего 30-летнего, в 2001-2010 - четыре, в 2011-2020 - четыре.
Анализ пространственного распределения индекса Де Мартонна по территории края показал достаточно хорошее совпадение с районированием территории края по значениям гидротермического коэффициента. Изолинией <1> = 2.5, проходящей в направлении СЗ-ЮВ, территория края делится на аридную и увлажненную зоны. К аридной зоне относится более 60 % территории края [2, 7, 16].
4,00
го X
о
Id го
ш d
0 ^
ш et
1
Н (N ff) 1Л tD I ü0010H(Ntfl^"l/llßl ü0010H(Ntfl^"l/llßl СО Ol О
шшшшшшшшшоооооооооо^н^н^н^н^н^н^н^н^н^нг^ aioiaiaioiaiaiaiaiooooooooooooooooooooo
30-летний ход среднего по краю значения индекса Де Мартонна линейный тренд у = -0.021х + 2.82
Абсолютный максимум значения индекса Де Мартонна (т.е. минимальная засушливость) за указанное 30-летие 1ц = 5.32 отмечен в Кисловодске в 2002 году. Абсолютный минимум (т.е. максимальная степень засушливости) 1ц = 0.96 отмечен в 2020 году в Арзгире.
Максимальный размах значений индекса Де Мартонна в одном пункте зафиксирован в Благодарном: от 3.76 в 1992 году до 1.07 в 2020 году.
Наибольший размах значений индекса Де Мартонна между различными пунктами края - 3.54 -отмечен в 2002 году (от 5.32 в Кисловодске до 1.78 в Рощино), минимальный - 1.61 - в 2020 году (от 2.57 в Кисловодске до 0.96 в Арзгире).
Если анализируемый 30-летний период рассмотреть по 10-летиям, то окажется, что среднее по территории края значение индекса Де Мартонна в 1991-2000 гг. составляло 2.61, в 2001-2010 гг. - 2.50, в 2011-2020 гг. - 2.31. Средние годовые суммы осадков составили по 10-летиям 527, 526 и 492 мм, а средние годовые температуры - 10.2, 11.0 и 11.3°С соответственно.
Таким образом, имеет место тренд снижения средней годовой степени увлажнения территории Ставропольского края в целом, особенно ярко выраженный в XXI веке.
Полученный 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 выявлена тенденция повышения увлажнения засушливых земель в последние 10-летия ХХ века и его снижения в XXI веке [1, 4, 5, 6, 11,12].
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., 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.
3. 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.
4. 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.
5. Виноградов Б.В. Опустынивание - проблема степной зоны России// Степной бюллетень. 1999. № 3. С. 17-24.
6. Золотокрылин А.Н., Черенкова Е.А., Титкова Т.Б. Биоклиматическая субгумидная зона на равнинах России: засухи, опустынивание, деградация // Аридные экосистемы. 2018. Т. 8. № 1. С. 7-12.
7. 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.
8. Каплан Г.Л. Исследование современных изменений регионального климата и их влияния на ландшафты Ставропольского края: дисс. ... канд. географ. наук, Высокогорный геофизический институт. Нальчик, 2010.
9. 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.
10. 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: актуальные проблемы и пути их решения. Мат. межд. научно-практ. конф. Ташкент, 2021. С. 47-50.
11. Кузьмина Ж.В. Анализ многолетних метеорологических трендов на Юге России и Украины// Аридные экосистемы. 2017. Т. 13. № 32. С. 47-59.
12. Сафронова И.Н. Об опустыненных степях Нижнего Поволжья// Поволжский экологический журнал, 2005. № 3. С. 261 - 267.
13. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 2. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 492 с.
14. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 356 с.
15.Черенкова Е.А., Золотокрылин А.Н. Реакция границ зон увлажнения равнин России на изменения климата//Метеорология и гидрология. 2010. № 12. С. 17-25.
16. Badakhova G.Kh., Kaplan G.L., Knutas A.V. Agriculture adaptation of the south region of Russia to conditions of present climate change// VII European Conference on Applied Climatology. Holland, Amsterdam. 2008.
17. 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
