CC BY
24
ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСТРЕМАЛЬНОСТИ КЛИМАТА АЛТАЙСКОГО КРАЯ ЗА ПЕРИОД 1960-2010 ГОДЫ
Д.С. Козлова, Н.Ф. Харламова Алтайский государственный университет, г. Барнаул
Климат является важнейшим экологическим фактором, участвующим прежде всего в реализации законов, обеспечивающих существование и эволюционное развитие живых организмов [1]. В отличие от других физико-географических факторов, которые оказывают преимущественно косвенное воздействие, он влияет на живые организмы как прямой экологический фактор. Состояние и временная изменчивость климата определяют специфические условия среды существования организмов.
Климат претерпевает постоянные изменения, темпы которых, начиная с последней четверти ХХ в., заметно увеличились, поэтому проблема климатических изменений выдвинулась в первый ряд глобальных вызовов XXI в. и приоритетов международной повестки дня. Она выходит за рамки чисто научного вопроса и представляет комплексную междисциплинарную проблему, охватывающую все ключевые аспекты устойчивого развития - экологические, экономические и социальные [2].
Количественное описание повторяемости экстремальных климатических явлений является сложной задачей, поскольку частота таких событий по определению мала, и использование стандартных статистических методов затруднительно. По данным Международной рабочей группы по разработке индексов и индикаторов экстремальных климатических явлений, в состав которой входили представители 23 стран, в т.ч. и России, на территории практически всех крупных регионов земного шара отмечены существенные изменения в повторяемости экстремальных климатических явлений в последние годы [2]. Поэтому современные отечественные (Булыгина, Груза, Киктев, Шмакин, Попова, Платова, Шерстюков и др.) и зарубежные климатологи при оценке изменчивости погоды и климата используют производные климатических индексов экстремальности.
Результаты исследований особенностей наблюдаемых климатических изменений на территории Алтайского региона свидетельствуют о значительных темпах повышения температуры воздуха при недостаточном увлажнении, сопровождающихся увеличением повторяемости неблагоприятных природных явлений (засух, пыльных бурь и др.), ростом межгодовой изменчивости (контрастности) температуры сезонов года [4-5].
В 1999 г. объединенной рабочей группой ВМО по обнаружению изменений климата были предложены 10 индексов экстремальности. Межправительственной группой экспертов по обнаружению изменений климата (МГЭИК) рекомендованы еще 6 величин, среди которых индексы экстремальности представлены наряду с обобщенными за год характеристиками температуры и осадков. Согласно данным Международной рабочей группы по разработке индексов и индикаторов экстремальных климатических явлений, на территории практически всех крупных регионов земного шара отмечены существенные изменения в повторяемости экстремальных климатических явлений в последние годы [6].
В статье рассмотрена изменчивость показателей экстремальности климата в пределах Алтайского края, рассчитанных по данным восьми ГМС Алтайского края (Камень-на-Оби, Барнаул, Ребриха, Славгород, Бийск, Солонешное, Рубцовск, Змеиногорск) суточного разрешения в открытом доступе [7] за 1960-2010 гг.
ИЖП1 - индекс продолжительности волн тепла (дни), или суммарное количество дней за период (год), когда не менее 5 дней подряд суточный максимум температуры воздуха превышал среднее многолетнее (1961-1990) из максимальных температур в данный день на 5°С. Каждый такой индивидуальный процесс называется волной тепла.
Холодный период года (ноябрь-март). В течение 5 месяцев наибольшая повторяемость отмечается в г. Камень-на-Оби и г. Рубцовск, где может наблюдаться 2,6 волны тепла, общая продолжительность которых достигает около 18 и 19 дней. Число волн может варьировать от 0 (отсутствие - в 5 случаях, до максимально возможного - 7 (2001) или 6 (1995 и 1999). Самая большая продолжительность одной волны тепла составила 21 дня (2007) и 19 (1992). Незначительно отличается повторяемость в Ребрихе, где отмечается 2,5 волны тепла, общей продолжительностью 17 дней (табл. 1).
Таблица 1
Показатели повторяемости волн тепла в течение холодного периода, метеостанции Алтайского края,
1960-2010 гг.
Повторяемость, Экстремумы общей Продолжительность, дни
число (год) фодолжительности, дни
Метеостанция средняя многолетняя максималь ная min max средняя многол етняя max одной волны
Камень-на-Оби 2,6 7 (2001) 6 (1995, 1999) 0 (1969, 1974, 1977, 1980,2010) 55 (2002) 48 (1992) 18,5 21 (2007) 19 (1992)
Ребриха 2,5 6 (1961, 1963, 1995, 1999, 2002) 0 (1966, 1969, 1977, 1980, 1996, 2009, 2010) 54 (2002), 41 (1963) 17,7 23 (2007), 21 (2002)
Рубцовск 2,6 6 (1961, 1963, 1995, 1999, 2002) 5(1964, 1973, 2001) 0 (1966, 1969, 1977, 1980, 1996, 2009, 2010) 58 (2002), 39 (2007) 19 23 (2007), 21 (2002)
Змеиногорск 2,1 6 (1983, 1995), 5 (2006, 2008) 0 (1969, 1972,1973, 1974,1975, 1976, 2009, 2010) 41 (1983, 2002), 39 (1995) 14,5 17 (2007), 13 (1992, 2002)
Теплый период года (апрель-октябрь). В течение 7 месяцев наибольшая повторяемость отмечается в г. Славгороде. Здесь может наблюдаться две волны тепла, общая продолжительность которых достигает около 13 дней. Число волн может варьировать от 0 (отсутствие - в 9 случаях) до максимально возможного - 7 (1997, 2008). Но здесь отмечается наименьшая общая продолжительность волн тепла и продолжительность одной волны. Наибольшие показатели характерны для Барнаула, но с меньшей вероятностью проявления (Барнаул - 1 случай проявления максимальной продолжительности одной волны тепла, Славгород - 2 и 5 случаев, табл. 2).
Среди анализируемых метеостанций наибольшие показатели повторяемости волн тепла за год характерны для Камня-на-Оби, где наблюдается в среднем по 4,5 волн тепла. Для исследуемого 50-летнего периода 1960-2010 гг. характерно увеличение количества волн тепла (положительный линейный тренд) для всех анализируемых метеостанций в течение года. На фоне увеличения числа волн тепла отмечается определенная периодичность. При проведении 11 -летней фильтрации намечается уменьшение показателя в ближайший период (рис. 1).
Таблица 2
Показатели повторяемости волн тепла в течение теплого периода, метеостанции Алтайского _края, 1960-2010 гг._
Повторяемость, число (год) Экстремумы общей продолжительности, дни Продолжительность, дни
Метеостанция средняя многоле тняя максималь ная min max средняя многолетняя max одной волны
Камень-на-Оби 1,9 7 (1997, 1999) 6 (2008) 0 (1960, 1961, 1963, 1964, 1965, 1970, 1971, 1975, 1977, 1978, 1986, 1993, 2002) 57 (1997) 45 (1999) 12,3 12 (1967) 11 (1997)
Барнаул 1,8 8(1997) 7(1999) 0 (1960, 1961, 1964, 1966, 1968, 1970, 1975, 1977, 1981, 1986, 1989) 56 (1997) 42 (1999) 11,2 15 (2011) 13 (1967)
Славгород 2 7(1997, 2008) 5 (1955) 0 (1960, 1961, 1964, 1970, 1975, 1980, 1981, 1983, 2002) 49 (1997) 42 (2008) 12,9 11 (1967, 2011) 10 (1978, 1991, 1998,2004, 2005)
Бийск 1,6 7(1997, 2008) 4 (1979, 1982) 0 (1960, 1961, 1963, 1964, 1968, 1971, 1975, 1980,1983, 1984, 1985 1986,1987, 1993) 53 (1997) 37 (2008) 10,9 12 (1967, 1997) 11 (1962, 1978, 2004)
Величина максимальной аномалии температуры воздуха в волнах тепла для всех анализируемых метеостанциях возрастает. Можно отметить, что для территории Солонешного характерна более интенсивное изменение самой большой аномалии температуры воздуха. CDD - максимальное число последовательных «сухих» дней с осадками менее 1 мм (дни). Рассчитывается для календарного года. Фактически показатель CDD означает максимальную (в году) продолжительность «сухих периодов», т.е. без осадков или со следами осадков. Индекс CDD может служить индикатором засух. Среди анализируемых метеостанций наибольшие показатели числа «сухих» дней характерны для Славгорода, наименьшие - для Бийска и Змеиногорска (табл. 3). Для анализируемого периода отмечается незначительное уменьшение линейного тренда. При проведении 11-летней фильтрации четкой тенденции выделить сложно, но намечается увеличение показателя (рис. 2).
1960 1965 1970 1975 19SO 19S5 1990 1995 2000 2005 2010
года
- Барнаул -Славгород
Сол оно ш мое Змеиного рек
-Илинейный фильтр (Барнаул) -Илинейный фильтр (Славгород)
-Илинейный фильтр (Солонешное) -Илинейный фильтр (Змеиногорек)
Рис. 1. Динамика количества волн тепла за год, метеостанции Алтайского края: 11-летнее скользящее сглаживание для соответствующих станций, 1960-2010 гг.
35
30
25
20 "7
=Г
15
10 5
1960 1965 1970 1975 19S0 1985 1990 1995 2000 2005 2010
года
— Барнаул Славгород
-Солонешное Змеиногорск
-11 линейный филыр (Барнаул) -11 линейный фильтр (Славгород)
-11 линейный фильтр (Солонешное) -11 линейный фильтр (Змеино!орск)
Рис. 2. Динамика изменения числа последовательных «сухих» дней: 11-летнее скользящее сглаживание для соответствующих станций, 1960-2010 гг.
Таблица 3
Максимальное за год число последовательный «сухих» дней, _метеостанции Алтайского края, 1960-2010 гг._
Метеостанция Число последовательных «сухих» дней
Камень-на-Оби 20,7
Барнаул 20,1
Ребриха 21,2
Славгород 23,4
Бийск 17,5
Солонешное 20,8
Рубцовск 23,2
Змеиногорск 17,5
Экстремальные явления погоды связаны с малыми вероятностями, но обладают большой изменчивостью. С подобными климатическими явлениями связан ощутимый социально-экономический ущерб. Изменения индексов экстремальности климата служат показателем изменения климата. Увеличение числа волн тепла и уменьшение максимальной последовательности «сухих» дней позволяет подтвердить общую тенденцию изменения климата Алтайского края со второй половины ХХ в.
Список литературы
1. Исаев А.А. Экологическая климатология: учеб. пособие. - М., 2003.
2. Климатическая доктрина Российской Федерации. Утв. распоряжением Президента РФ от 17 декабря 2009 г. № 861-рп.
3. Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н. Критерии экстремальности климатических явлений в температурном режиме и режиме осадков на территории России // Тр. «ВНИИГМИ-МЦД». - Обнинск, 2007. - Вып. 173. - С. 38-53.
4. Харламова Н.Ф. Оценка и прогноз современных изменений климата Алтайского региона: автореферат дисс... канд. геогр. наук. - Барнаул, 2012. - 19 с.
5. Харламова Н.Ф. Долговременные климатические изменения на внутриконтинентальной территории России (Алтайский регион) // Изв. АлтГУ. - 2010. -№3/1(67). - С. 133-140.
6. Платова Т.В. Климатические изменения температуры воздуха и атмосферных осадков во второй половине 20 в. на территории Российской Федерации: автореферат дисс. канд. геогр. наук. - М., 2008. - 31 с.
7. Специализированные массивы для климатических исследований [Электронный ресурс]. - URL: www.meteo.ru/climate/sp_clim.php.
