Научная статья на тему 'ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА ОСАДКОВ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО РЕГИОНА'

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА ОСАДКОВ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО РЕГИОНА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
69
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ / СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН / ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД / ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД / СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА / СУММА ОСАДКОВ / ЛИНЕЙНЫЙ ТРЕНД

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ашабоков Борис Азреталиевич, Федченко Людмила Михайловна, Кешева Лара Асировна, Теунова Наталия Вячеславовна

Введение. Изменение климата в настоящее время рассматривается многими государствами как один из важнейших глобальных вызовов нашего века и считается серьезной угрозой для устойчивого развития . В данной работе проведен анализ изменений режима температуры и осадков на территории Северо-Кавказского региона в теплый и холодный периоды за 1961-2019 гг. Материалы и методы исследований Климатические особенности территории Северо-Кавказского региона обусловлены рядом факторов, основными из которых являются Кавказские горы, служащие климаторазделом между умеренным и субтропическим поясами. При исследовании изменения климата Северо-Кавказского региона были использованы данные временных рядов температур в приземном слое атмосферы и атмосферных осадков в теплый и холодный сезоны периода 1961-2019 гг Полученные временные ряды были исследованы методами математической статистики и дополнены линейными трендами, характеризующими тенденцию рассматриваемой величины . Результаты исследований и их обсуждение Средние температуры и количество осадков были рассчитаны за холодный период, который включает октябрь-декабрь предыдущего года и январь-апрель следующего года, и теплый период, с мая по сентябрь, для 11 метеостанций, расположенных в 4 климатических зонах региона . Далее было произведено осреднение полученных значений внутри каждой климатической зоны . Определены климатические нормы (среднее 1961-1990 гг. ) для каждой климатической зоны в теплый и холодный период Во всех климатических зонах в холодный и в теплый период наблюдается превышение температурной климатической нормы, за исключением высокогорной зоны в холодный период Для сумм осадков теплый период характеризуется уменьшением сумм осадков, кроме горной зоны В холодный сезон наблюдается увеличение сумм осадков во всех климатических зонах Полученные временные ряды были исследованы методами математической статистики и дополнены линейными трендами, характеризующими тенденцию рассматриваемой величины за период 1961-2019 гг. Тренды рассчитывались известным методом наименьших квадратов Сила тренда, его статистическая значимость, оценивалась величиной D (%), вкладом тренда в объясненную дисперсию: D = (R2) 100% . На 5%-ном уровне тренд статистически значим для коэффициента детерминации выше R2 = 0,065 . Выводы Во всех климатических зонах Северо-Кавказского региона в период 1961-2019 гг наблюдалось статистически значимое увеличение средних температур, как в холодный, так и в теплый периоды, за исключением холодного периода в высокогорной зоне . Анализ осадков за рассматриваемый период в различных климатических зонах региона показал, что в изменениях сумм осадков сочетались отрицательные и положительные статистически незначимые тенденции Отрицательные тенденции преимущественно наблюдались в теплый период, кроме горной зоны, где имел место небольшой положительный тренд

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ашабоков Борис Азреталиевич, Федченко Людмила Михайловна, Кешева Лара Асировна, Теунова Наталия Вячеславовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CHANGES IN TEMPERATURE REGIME AND PRECIPITATION REGIME OF WARM AND COLD PERIODS IN VARIOUS CLIMATIC ZONES OF THE NORTH CAUCASUS REGION

Introduction . Climate change is currently viewed by many states as one of the most important global challenges of our century and is considered a serious threat to sustainable development . This paper analyzes the changes in the temperature and precipitation regime in the North Caucasian region during the warm and cold periods for 1961-2019 Results of the study and their discussion The climatic features of the territory of the North Caucasus region are determined by a number of factors, the main of which are the Caucasus Mountains, which serve as a climatic divide between the temperate and subtropical zones In the study of climate change in the North Caucasus region, data from time series of temperatures in the surface layer of the atmosphere and atmospheric precipitation in the warm and cold seasons of the period 1961-2019 were used The obtained time series were investigated by methods of mathematical statistics and supplemented with linear trends characterizing the trend of the value under consideration . Research results and discussion Average temperatures and precipitation were calculated for the cold period, which includes October-December of the previous year and January-April of the next year, and the warm period, from May to September, for 11 weather stations located in 4 climatic zones of the region Further, the obtained values were averaged within each climatic zone Climatic norms (average 1961-1990) were determined for each climatic zone in warm and cold periods In all climatic zones in the cold and warm periods, an excess of the temperature climatic norm is observed, with the exception of the high-mountain zone in the cold period For the amount of precipitation, the warm period is characterized by a decrease in the amount of precipitation, except for the mountainous zone In the cold season, an increase in precipitation is observed in all climatic zones The obtained time series were investigated by the methods of mathematical statistics and supplemented with linear trends characterizing the trend of the value under consideration for the period 1961-2019 Trends were calculated by the well-known least squares method . The strength of the trend, its statistical significance, was estimated by the value D (%), the contribution of the trend to the explained variance: D = (R2) 100% At the 5% level, the trend is statistically significant for the coefficient of determination above R2 = 0 065 Conclusions . In all climatic zones of the North Caucasus region in the period 1961-2019 . There was a statistically significant increase in average temperatures, both in cold and warm periods, with the exception of the cold period in the high mountain zone Analysis of precipitation for the period under consideration in various climatic zones of the region showed that changes in precipitation amounts combined negative and positive statistically insigniicant trends Negative trends were mainly observed during the warm period, except for the mountainous zone, where there was a slight positive trend

Текст научной работы на тему «ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА ОСАДКОВ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО РЕГИОНА»

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», №3, 2021

25.00.30 МЕТЕОРОЛОГИЯ, КЛИМАТОЛОГИЯ, АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

УДК 551.583 (ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ)

Ашабоков Б.А., Федеральное государственное бюджетное учреждение «Высокогорный геофизический институт»; Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН, Россия;

Федченко Л.М., ФГБУ «Высокогорный геофизический институт», Россия;

Кешева Л.А., ФГБУ «Высокогорный геофизический институт», kesheva.lara@ yandex;

Теунова Н.В. ФГБУ «Высокогорный геофизический институт», Россия

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА ОСАДКОВ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО РЕГИОНА

DOI: 10.37493/2308-4758.2021.3.4

Введение . Изменение климата в настоящее время рассматривается многими государствами как один из важнейших глобальных вызовов нашего века и считается серьезной угрозой для устойчивого развития . В данной работе проведен анализ изменений режима температуры и осадков на территории Северо-Кавказского региона в теплый и холодный периоды за 1961-2019 гг.

Материалы и методы

исследований. Климатические особенности территории Северо-Кавказского региона обусловлены рядом факторов, основными из которых являются Кавказские горы, служащие климаторазделом между умеренным и субтропическим поясами. При исследовании изменения климата Северо-Кавказского региона были использованы данные временных рядов температур в приземном слое атмосферы и атмосферных осадков в теплый и холодный сезоны периода 1961-2019 гг. Полученные временные ряды были исследованы методами математической статистики и дополнены линейными трендами, характеризующими тенденцию рассматриваемой величины .

Результаты исследований

и их обсуждение . Средние температуры и количество осадков были рассчитаны за холодный период, который включает октябрь-декабрь предыдущего года и январь-апрель следующего года, и теплый период, с мая по сентябрь, для 11 метеостанций, расположенных в 4 климатических зонах региона . Далее было произведено осреднение полученных значений внутри каждой климатической зоны . Определены климатические нормы (среднее 1961-1990 гг. ) для каждой климатической зоны в теплый и холодный период Во всех климатических зонах

в холодный и в теплый период наблюдается превышение температурной климатической нормы, за исключением высокогорной зоны в холодный период . Для сумм осадков теплый период характеризуется уменьшением сумм осадков, кроме горной зоны . В холодный сезон наблюдается увеличение сумм осадков во всех климатических зонах. Полученные временные ряды были исследованы методами математической статистики и дополнены линейными трендами, характеризующими тенденцию рассматриваемой величины за период 1961-2019 гг. Тренды рассчитывались известным методом наименьших квадратов . Сила тренда, его статистическая значимость, оценивалась величиной D (%), вкладом тренда в объясненную дисперсию: D = 100% . На 5%-ном уровне тренд статистически значим для коэффициента детерминации выше R2 = 0,065 .

Выводы . Во всех климатических зонах Северо-Кавказского реги-

она в период 1961-2019 гг. наблюдалось статистически значимое увеличение средних температур, как в холодный, так и в теплый периоды, за исключением холодного периода в высокогорной зоне . Анализ осадков за рассматриваемый период в различных климатических зонах региона показал, что в изменениях сумм осадков сочетались отрицательные и положительные статистически незначимые тенденции . Отрицательные тенденции преимущественно наблюдались в теплый период, кроме горной зоны, где имел место небольшой положительный тренд

Ключевые слова: климатические зоны, Северо-Кавказский регион, теплый период, холодный период, средняя температура, сумма осадков, линейный тренд

Ashabokov B.A., Federal State Budgetary Institution "High Kogorny Geophysical Institute "; Institute of Informatics and problems of regional management KBSC RAS, Russia;

Fedchenko L.M., FSBI "High Mountain Geophysical Institute", Russia;

Kesheva L.A., FSBI "High Mountain Geophysical Institute", kesheva . lara@yandex;

Teunova N.V. FSBI "High Mountain Geophysical Institute", Russia

Changes in Temperature Regime and Precipitation Regime of Warm and Cold Periods in Various Climatic Zones of the North Caucasus Region

Introduction . Climate change is currently viewed by many states as one of the most important global challenges of our century and is considered a serious threat to sustainable development . This paper analyzes the changes in the temperature and precipitation regime in the North Caucasian region during the warm and cold periods for 1961-2019 .

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

. Изменения температурного режима и режима осадков . . . Северо-Кавказского региона . Ашабоков Б.А., Федченко Л.М., Кешева Я.А., Теунова Н.В.

Results of the study and their

discussion The climatic features of the territory of the North Caucasus region are determined by a number of factors, the main of which are the Caucasus Mountains, which serve as a climatic divide between the temperate and subtropical zones . In the study of climate change in the North Caucasus region, data from time series of temperatures in the surface layer of the atmosphere and atmospheric precipitation in the warm and cold seasons of the period 1961-2019 were used . The obtained time series were investigated by methods of mathematical statistics and supplemented with linear trends characterizing the trend of the value under consideration .

Research results and

discussion . Average temperatures and precipitation were calculated for the cold period, which includes October-December of the previous year and January-April of the next year, and the warm period, from May to September, for 11 weather stations located in 4 climatic zones of the region . Further, the obtained values were averaged within each climatic zone Climatic norms (average 1961-1990) were determined for each climatic zone in warm and cold periods . In all climatic zones in the cold and warm periods, an excess of the temperature climatic norm is observed, with the exception of the highmountain zone in the cold period . For the amount of precipitation, the warm period is characterized by a decrease in the amount of precipitation, except for the mountainous zone In the cold season, an increase in precipitation is observed in all climatic zones The obtained time series were investigated by the methods of mathematical statistics and supplemented with linear trends characterizing the trend of the value under consideration for the period 1961-2019 . Trends were calculated by the well-known least squares method . The strength of the trend, its statistical significance, was estimated by the value D (%), the contribution of the trend to the explained variance: D = (R2) 100% . At the 5% level, the trend is statistically significant for the coefficient of determination above R2 = 0 065

Conclusions . In all climatic zones of the North Caucasus region in the period 1961-2019 . There was a statistically significant increase in average temperatures, both in cold and warm periods, with the exception of the cold period in the high mountain zone . Analysis of precipitation for the period under consideration in various climatic zones of the region showed that changes in precipitation amounts combined negative and positive statistically insignificant trends . Negative trends were mainly observed during the warm period, except for the mountainous zone, where there was a slight positive trend

Key words: climatic zones, North Caucasian region, warm period, cold period, average temperature, precipitation amount, linear trend

Введение

Изменение климата в настоящее время рассматривается многими государствами как один из важнейших глобальных вызовов нашего века и считается серьезной угрозой для устойчивого развития.

Реальность изменения глобального климата подтверждается в первую очередь данными инструментальных наблюдений. По данным «Оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации» (2020) [1] на территории России продолжается потепление, темпы которого намного превышают глобальное среднее по земному шару.

Средняя скорость роста среднегодовой температуры воздуха на территории России в 1976-2019 гг. составила по данным ФГБУ «ИГКЭ» 0,47 °С/10 лет. Это более чем в два с половиной раза больше скорости роста глобальной температуры за тот же период: 0,18 °С/10 лет, и более чем в полтора раза больше средней скорости потепления приземного воздуха над сушей земного шара: 0,28 °С/10 лет (оценки по данным Центра Хэдли и Университета Восточной Англии). Температура каждого последующего десятилетия с 1980 г. превышала температуру предыдущего.

Для России 2019 г. также был очень теплым: четвертым среди самых теплых в ряду наблюдений с 1936 г.: средняя за год температура на 2,07°С превысила норму - среднюю за 1961-1990 гг. В течение года наблюдались значительные климатические аномалии. Очень теплой была весна со средней по РФ температурой на 2,86 °С выше нормы: четвертая величина за время наблюдений. В июне рекордно высокие температуры отмечены на юге европейской части России (ЕЧР): в Северо-Кавказском федеральном округе (4,26 °С выше нормы) и в Южном федеральном округе (4,29°С выше нормы; наряду с серьезным дефицитом осадков, всего 46% нормы) это привело к засухе в важном сельскохозяйственном регионе. Экстремально теплым был декабрь 2019 г. в ЕЧР: второй за весь период с 1936 года [1].

В данной работе проведен анализ изменений режима температуры и осадков на территории Северо-Кавказского региона.

материалы и методы исследований

Климатические особенности территории СевероКавказского региона обусловлены рядом факторов, основными из которых являются Кавказские горы, служащие климаторазделом между умеренным и субтропическим поясами. По климатическим условиям Северо-Кавказский регион можно разделить на степную, предгорную, горную и высокогорную климатические зоны. Для каждой из этих территорий характерен свой температурный режим и количество осадков. В работе [2] было отмечено, что во всех климатических зонах региона изменения среднегодовых температур происходит синхронно, при этом изменения температур внутри каждой климатической зоны укладывается в свои диапазоны. Изменения режима осадков в различных климатических зонах, в отличие от изменений температурного режима, не синхронны.

Наиболее часто для анализа изменения климата используются сезонные и годовые значения климатических переменных [3-5]. Для некоторых направлений изучения климата, таких как исследования деградации ледников, влияние изменения климата на аграрный сектор, интерес представляет не сезонное деление метеорологических параметров, а деление на теплый и холодный периоды.

При исследовании изменения климата Северо-Кавказского региона были использованы данные временных рядов температур в приземном слое атмосферы и атмосферных осадков в теплый и холодный сезоны за период 1961-2019 гг. Исходные данные метеопараметров - это результат первичных измерений на метеостанциях сети Росгидромета, предоставленные Северо-Кавказским УГМС, а также данные с использованием электронного ресурса https://rp5.ru.

Средние температуры и количество осадков были рассчитаны за холодный период, который включает октябрь-декабрь предыдущего года и январь-апрель следующего года, и теплый период, с мая по сентябрь, для 11 метеостанций, расположенных в 4 климатических зонах региона (табл. 1). Далее было произведено осреднение полученных значений внутри каждой климатической зоны.

Полученные временные ряды были исследованы методами математической статистики и дополнены линейными трендами, характеризующими тенденцию рассматриваемой величины за период 1961-2019 гг. Тренды рассчитывались известным методом наимень-

Таблица 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТЕОСТАНЦИЙ

СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО РЕГИОНА

Table 1. Physical and geographical characteristics of meteorological stations in the North Caucasus region

№ п/п Метеостанция Географические координаты Высота над уровнем моря (н.у.м.), м

Степные станции (< 200 м н.у.м.)

1 Изобильный (Ставропольский край) 45.22° N; 32.42° E 194

2 Моздок (РСО - Алания) 43.44° N; 44.39° E 126

3 Прохладная (Кабардино-Балкария) 43.46° N; 44.05° E 198

Предгорные станции (500-1000 м н.у.м.)

4 Ставрополь (Ставропольский край) 45.03° N; 41.58° E 540

5 Черкесск (Карачаево-Черкесия) 44.17° N; 42.04° E 526

6 Кисловодск (Ставропольский край) 43.54° N; 42.43° E 819

7 Нальчик (Кабардино-Балкария) 43.22° N; 43.24° E 500

8 Владикавказ (РСО - Алания) 43.21° N; 44.40° E 680

Горные станции (1000-2000 м н.у.м.)

9 Теберда (Карачаево-Черкесия) 43.45° N; 41.73° E 1280

10 Ахты (Дагестан) 41.28° N; 47.44° E 1054

Высокогорная станция (> 2000 м н.у.м.)

11 Терскол (Кабардино-Балкария) 43.15° N; 42.30° E 2144

ших квадратов. Угловой коэффициент уравнения линейного тренда выражается в градусах за десятилетие (°С/10 лет, температура) и в миллиметрах за десятилетие (мм / 10 лет, осадки).

Оценка изменений метеопараметров проводилась регрессионным методом [6], который наиболее часто используемый для вычисления климатических трендов.

В уравнении линейной регрессии:

Ашабоков Б.А., федченко Л.м., Кешева Л.А., Теунова н.В.

y = ax + b,

(i)

где а и Ь - коэффициенты, которые определяют конкретный вид линейного уравнения.

Метод наименьших квадратов позволяет вычислить параметры регрессии:

bi =

cov (x,y) Dx

(2)

b1 = у - b1 x,

(3)

где cov (x,y) - ковариация x и y;

у и x - средние значения этих переменных.

При построении линии регрессии (тренда) была использована функция ЛИНЕЙН в среде Excel. Регрессионная статистика включает в себя угловые коэффициенты (a, b) с ошибками 5, свободный член с ошибкой, коэффициент детерминации R2, F -критерий (статистика Фишера), t - критерий (статистика Стьюден-та) для определения статистической значимости полученных коэффициентов. Для проверки гипотезы о значимости коэффициента детерминации (тренда) используется критерий Фишера (F-тест).

F =

R2

n

к - 1

1 - R2

(4)

где Я2 - коэффициент детерминации; п - число наблюдений (58);

к - число независимых параметров линейной регрес-

сии.

В статистике величина (значение) переменной называют статистически значимой на заданном уровне значимости р, если мала вероятность случайного возникновения этой величины.

Задав уровень значимости р = 0,05, для степеней свободы df = n - к - 1 = 57 с помощью функции FPACnP(Excel) находится значимость (Sig.). При Sig. < 0,05 определяется критическое значение F-теста, при котором коэффициент детерминации R2 статистически значим. Для оценки вероятности случайного получения наибольшего значения F также используется функция FPACn (Excel) с числом степеней свободы: v1 = 1 и v2 = 57. Сила тренда, его статистическая значимость, оценивалась величиной D (%), вкладом тренда в объясненную дисперсию: D = (R2) 100%.

На 5%-ном уровне тренд статистически значим для коэффициента детерминации выше R2 = 0,065. Таким образом, для рядов длиной n = 59 (1961-2019 гг.) нижний порог статистической значимости тренда имеет величину D = 6,5% при числе степеней свободы df = 57.

результаты и их обсуждение

Разнообразие климатических зон Северо-Кавказского региона характеризовалось значительным разбросом средних температур: в теплый период от 9,9°С в высокогорной зоне до 20,1 °С в степной зоне и в холодный период от -2,6 в высокогорной зоне до 4,2 °С в степной зоне. Наибольшее количество сумм осадков наблюдалось в высокогорной зоне, наименьшее в степной зоне. В таблице 2 представлены осредненные значения температур и значения сумм осадков холодного и теплого периодов и их климатические нормы (среднее 1961-1990 гг.) в различных климатических зонах Северо-Кавказского региона за период 1961-2019 гг. Из таблицы видно, что во всех климатических зонах в холодный и в теплый период наблюдается превышение температурной климатической нормы, за исключением высокогорной зоны в холодный период, где средняя температура характеризовалась незначительным отклонением от нормы. Что касается сумм осадков, то в теплый период имело место уменьшение сумм осадков, кроме горной зоны. В холодный сезон наблюдалось увеличение сумм осадков во всех климатических зонах.

Степная и предгорная зоны Северо-Кавказского региона являются наиболее развитыми с точки зрения производства сельхозпро-

Таблица 2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ НОРМЫ, ОСРЕДНЕННЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

И СУММЫ ОСАДКОВ ЗА 1961-2019 ГГ. В СЕВЕРО-КАВКАЗСКОМ РЕГИОНЕ

Table 2. Climatic norms, average temperatures and precipitation amounts for 1961-2019 in the North Caucasus region

Климатические зоны Степная Предгорная Горная Высокогорная

Т, °С Р, мм Т, °С Р, мм Т, °С Р, мм Т, °С Р, мм

Холодный период

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Норма (1961-1990) 3,8 230,6 2,5 244,5 2,6 281,6 -2,5 437,3

Среднее (1961-2019) 4,2 242,9 2,9 257,4 2,9 296,7 -2,6 474,0

Теплый период

Норма (1961-1990) 19,6 289,4 17,5 420,6 15,1 294,7 9,6 498,9

Среднее (1961-2019) 20,1 282,8 18,1 417,3 15,6 298,9 9,9 494,7

Т - средняя температура, °С; Р - сумма осадков, мм

дукции, в связи с чем анализ изменения температурного режима и режима осадков в этих зонах имеет важное значение для функционирования аграрного сектора. Изменения во взаимодействии нескольких климатических переменных могут иметь более серьезное влияние, чем изменения какой-либо отдельной переменной.

На рисунке 1 представлены осредненные температуры и суммы осадков холодного (а) и теплого (б) периодов в равнинной зоне региона. Угловой коэффициент Ь характеризует скорость изменения метеопараметра, а силу тренда, его значимость, описывает величина вклада в суммарную дисперсию (Д%). На рисунке 1а видно, что за весь исследованный период 1961-2019 гг. в степной зоне в теплый период происходило дальнейшее статистически значимое увеличение средних температур со скоростью 0,33 °С/10 лет (Б = 36%), при этом количество осадков умеет статистически незначимую тенденцию к снижению со скоростью -2,2 мм/10 лет (Б = 36%).

Для холодного сезона так же наблюдается повышение средней температуры со скоростью 0,29 °С/10 лет при Б = 18%. Сумма

степная зона

24,0

dt = 0,33 °C/10 лет, D = 36 %; dp = -2,2 мм/10 лет, D = 0,3 %%>

20,0

о

i 4

16,0

12,0

I.....I.....I.....I.....I.....I.....I.....

a)

СП

ю

СП

ю со

СП

СП

СП

СО 00 СП

СП

оо

СП

ю

СП СП

о о см

.....

h- СО О то о CM СМ

о

о см

Сумма осадков Линейная (Сумма осадков)

Температура Линейная (Температура)

350

dt = 0,29 °C/10 лет, D = 18 %о; dp = 4,6 мм/10 лет, D = 4 %о

6,0

4,0

о

2,0

го ^

т

ГО

е

С

0,0 б)

I.....I.....I.....I.....I.....I.....I.....

СП

5

СП

5

со

СП

СП

СП

3

00 СП

СП

оо

СП

5

СП СП

0 0

СМ

h- СО О т-00 см СМ

0

см

5

2

1

Рис. 1. Осредненные температуры и суммы осадков в степной

зоне. а) теплый период; б) холодный период.

Fig . 1. Average temperatures and precipitation amounts in the steppe zone . a) warm period; b) cold period

осадков в холодный сезон имеет статистически незначимый рост (4,6 мм/10 лет, Б = 4%).

Для предгорной зоны (рис. 2) характерны те же тенденции, что и для степной зоны - повышение температуры (0,38 °С/10 лет, Б = 36%) и уменьшение суммы осадков (-3,7 мм/10 лет, Б = 0,6%) в теплый период. В холодный период имел статистически значимый рост средней температуры (0,27 °С/10 лет, Б = 16%) и незначимый рост суммы осадков (6,1 мм /10 лет, Б = 0,4%).

В последние годы (2017-2019 гг.) в степной и предгорной зонах региона в теплый период наблюдалось превышение нормы средней температуры на 1-3 °С, при значении суммы осадков на 50-100 мм ниже нормы.

Тенденция к повышению температуры может оказать как позитивное, так и негативное влияние на сельское хозяйство. С одной стороны, потепление климата в Северо-Кавказском регионе привело к увеличению вегетационного периода, который является важным фактором, влияющим на структуру и эффективность сельского хозяйства. В то же время, повышение температуры в теплый период в сочетании с уменьшением количества осадков может приводить к нехватке влаги в почве и засухам, что негативно сказывается на производстве сельскохозяйственной продукции. Повышение температуры воздуха в холодный период будет препятствовать формированию устойчивого снежного покрова, что может привести к повреждению или даже к гибели озимых культур.

В горной и высокогорной зонах анализ изменений средних температур и сумм осадков имеет решающее значение для оценки состояния ледников.

В горной зоне (рис. 3а,б) в период 1961-2019 гг. наблюдалось значимое увеличение средних температур в теплый сезон (0,32 °С/10 лет, Б = 44%), при статистически незначимом увеличении сумм осадков. Холодный сезон характеризуется статистически значимым увеличением зимних температур (0,19 °С/10 лет, Б = 9,2%) и незначимым увеличением сумм осадков.

На рисунке 3в видно, что в высокогорной зоне наблюдалось значимое увеличение средних температур в теплый период (0,26°С/10 лет, Б = 36%) и незначительное уменьшение в холодный

предгорная зона

28,0 700

dt = 0,38 °C/10 лет, D = 36 %;

dp = -3,7 мм/10 лет, D = 0,6 0%о

600

24,0

20,0

16,0

a)

о

Сумма осадков Линейная (Сумма осадков)

Температура Линейная (Температура)

350

6,0

4,0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2,0

0,0 б)

о

dt = 0,29 °C/10 лет, D = 18 %%о; dp = 4,6 мм/10 лет, D = 4 %%о

го

т

го

е

С

Рис. 2. Осредненные температуры и суммы осадков в предгорной

зоне: а) теплый период; б) холодный период.

Fig . 2 . Average temperatures and amounts of precipitation in the foothill zone: a) warm period; b) cold period .

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

. Изменения температурного режима и режима осадков . . . Северо-Кавказского региона . Ашабоков Б.А., Федченко Л.М., Кешева Я.А., Теунова Н.В.

ГОРНАЯ ЗОНА

24,0

a)

500

dt = 0,32 °C/10 лет, D = 44 %;

16 0 Й- I ii 1 ■ III ■ 1 A ■ S 300 °

' П £ 12,0 H 1 tt 1' |j ' t 1 1 200 " 100

СП ю

ю со

СП СП

сп

сп

со оо

СП

СП

оо

СП

5

СП СП

0 0

см

h- СО О т-00 см см

0

см

6,0

4,0

2,0

0,0

б)

dt = 0,19 °C/10 лет, D = 9,2 <%

ВЫСОКОГОРНАЯ ЗОНА

12,0

10,0

8,0 6,0

в)

dt = 0,32 °C/10 лет, D = 44 %о;

dp = 1,77 мм/10 лет, D = 0,4 %о

СП ю

ю со

СП СП

сп

сп

со оо

СП

СП

оо

СП

5

СП СП

т

Т- h- СО О О т-000 см см см

800

т

СП

о см

I 700

i 600

ГО

g 500

го

s 400

s ■w w

" 300

0,0

dt = -0,04 °C/10 лет, D = 0,6 %o; dp = 2,0 мм/10 лет, D = 5,4 %%>

-4,0 is & (D _ tr ft _ .11___J

-6,0 £ 1 III 1 111 ■ i in 1 11

1000

800

0 600

1 400 " 200

г)

СП ю

56

СП СП

Рис. 3.

Осредненные температуры и суммы осадков в горной и высокогорной зоне: а), в) теплый период; б), г) холодный период

Fig . 3 . The average temperatures and amounts of precipitation in mountain area: a), c) the warm period; b), d) cold period

период (-0,04 °С/10 лет, Б = 0,6%), при этом сумма осадков в теплый период имела тенденцию к уменьшению (-2,8 мм/10 лет, Б = 0,3%), а в холодный период имело место незначительное увеличение сумм осадков со скоростью 2,0 мм/10 лет, со статистически незначимым трендом (Б = 5,4%) (рис. 3г).

Тенденции изменения климата горных районов, в частности, повышения температуры и увеличения количества атмосферных осадков будут способствовать увеличению частоты и разрушительной силы опасных склоновых процессов (селей, лавин и т.д.).

Анализ изменения летних температур воздуха в горной и высокогорной зонах, в сочетании с анализом изменения зимних осадков имеет большое значение для оценки балансового состояния ледников [7]. Твердые атмосферные осадки, выпадающие в холодный период, являются главным источником аккумуляции снега на ледниках. В высокогорной зоне после 2006 г. количество осадков холодного периода снизилось, хотя тренд остается положительным, за счет снежных зим 2004-2006 гг., когда суммы осадков достигали 850 мм/период.

В рассматриваемый период произошло сильное увеличение температур теплого периода на фоне небольшого количества осадков в холодный период, что приводит к увеличению абляции на ледниках и их быстрому освобождению от снега.

Выводы

Во всех климатических зонах в холодный и в теплый период 1961-2019 гг. наблюдалось превышение температурной климатической нормы, за исключением высокогорной зоны в холодный период, где средняя температура имела незначительное отклонение от нормы. В теплый период имело место уменьшение сумм осадков во всех зонах, за исключением горной, а в холодный сезон происходило увеличение сумм осадков во всех климатических зонах.

В период 1961-2019 гг. во всех климатических зонах региона наблюдалось статистически значимое увеличение средних температур, как в холодный, так и в теплый периоды, за исключением холодного периода в высокогорной зоне, где имела место статис-

тически незначимая тенденция к снижению средней температуры холодного периода со скоростью -0,04 °С/10 лет (Б = 0,6%).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Анализ сумм осадков за рассматриваемый период в различных климатических зонах региона показал, что в изменениях сумм осадков сочетались отрицательные и положительные статистически незначимые тенденции. Отрицательные тенденции преимущественно наблюдались в теплый период, кроме горной зоны, где имел место небольшой положительный тренд.

Повышение температуры в теплый период, в сочетании с уменьшением количества осадков в равнинной и предгорной зонах, может привести к нехватке влаги в почве и засухам.

Увеличение температур теплого периода на фоне небольшого количества осадков в холодный период в горной и высокогорной зонах приводит к увеличению абляции на ледниках.

Библиографический список

1. Доклад об особенностях климата на территории Россий-

ской Федерации за 2019 год / Бардин М . Ю . , В . И . Егоров, Николаева А . М ., Платова Т. В ., Ранькова Э . Я . и др . Росгидромет. Москва, 2020 . 97 с .

2 . Ашабоков Б .А . , Ташилова А .А ., Кешева Л .А . , Теунова Н . В .

Пространственная корреляция температуры и осадков в Кавказском регионе // Третья международная научная конференция с элементами научной школы «Инновационные методы и средства исследований в области физики атмосферы, гидрометеорологии, экологии и изменения климата» . Ставрополь, 2018 . С . 201-205 .

3 . Ашабоков Б .А. , Федченко Л . М ., Ташилова А.А ., Кешева

Л .А. , Теунова Н . В . Пространственно-временное изменение климата юга европейской территории России, оценка его последствий, методы и модели адаптации АПК Монография . Нальчик: Печатный двор, 2020. 476 с .

4 Второй оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации . Общее резюме . Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) . Москва, 2014.58 с .

5 . Груза Г. В ., Ранькова Э . Я ., Платова Т. В . Оценка сезонных

особенностей региональных проявлений изменения гло-

бального климата . Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем . Москва, 2010 . Т. 23 . С . 11-22 .

6 . Статистика: учебник / И . И . Елисеева и др . Москва: Про-

спект, 2015.443 с .

7 . Рототаева О . В ., Носенко Г.А ., Керимов А . М . , Кутузов С . С . ,

Лаврентьев И . И ., Никитин С .А., Керимов А .А. , Тарасова Л . Н . Изменения баланса массы ледника Гарабаши (Эльбрус) на рубеже ХХ-ХХ1 вв . Лёд и Снег 2019 . Т. 59 . №1. С . 5-22 .

References

1. Report on climate features in the Russian Federation for

2019 . Bardin M .Yu ., V. I . Egorov, Nikolaev A . M ., Platova T.V. , Rankova E . Ya . et al . Moscow, 2020 . 97 p .

2 . Ashabokov B . A ., Tashilova A .A . , Kesheva L .A ., Teunova N .V.

Spatial correlation of temperature and precipitation in the Caucasus region . The third international scientific conference with elements of the scientific school "Innovative methods and research tools in the field of atmospheric physics, hydrome-teorology, ecology and climate change . " Stavropol, 2018 . P. 201-205.

3 . Ashabokov B .A ., Fedchenko L . M ., Tashilova A .A ., Kesheva

L.A., Teunova N .V. Expanse-temporal climate change in the south of the European territory of Russia, assessment of its consequences, methods and models of agro-industrial complex adaptation . Monograph . Nalchik: Printing House, 2020 . 476 p .

4 Second Assessment Report on Climate Changes and Their Consequences on the Territory of the Russian Federation General summary. Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring (Roshydromet) . Moscow, 2014. 58 p .

5 . Gruza G . V., Rankova E .Ya ., Platova T.V. Assessment of sea-

sonal features of regional manifestations of global climate change Problems of ecological monitoring and modeling of ecosystems . Moscow, 2010 . T. 23 . P. 11-22 .

6 . Statistics: textbook / I. I . Eliseeva and others . Moscow: Pros-

pect, 2015.443 p .

7 . Rototaeva O .V. , Nosenko G . A ., Kerimov A . M ., Kutuzov S . S . ,

Lavrentyev I. I . , Nikitin S .A. , Kerimov A.A. , Tarasova L . N . Changes in the mass balance of the Garabashi glacier (Elbrus) at the turn of the XX-XXI centuries . Ice and Snow. 2019 . Vol 59, No 1 P 5-22

Поступило в редакцию 11.06.2021, принята к публикации 31.08.2021

сведения об авторах

Ашабоков Борис Азреталиевич, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом физики облаков Федерального государственного бюджетного учреждения «Высокогорный геофизический институт», адрес: Россия, Кабардино-Балкарская республика, г Нальчик, пр . Ленина, д . 2; заведующий отделом математических методов исследования сложных систем и процессов ФГБУН «Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН» .

Scopus ID: 6505916110 . Researcher ID: K-4299-2015, Телефон (928) 707-29-52 . E-mail: ashabokov. boris@mail . ru

Федченко Людмила Михайловна, доктор географических наук, профессор, главный научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения «Высокогорный геофизический институт» Адрес: Россия, Кабардино-Балкарская республика, г Нальчик, пр Ленина, д 2 Кешева Лара Асировна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения «Высокогорный геофизический институт» Адрес: Россия, Кабардино-Балкарская республика, г Нальчик, пр Ленина, д 2, Scopus ID: 57191577471, Researcher ID: К-4261-2015, Телефон (903) 490-47-75, E-mail: kesheva . lara@yandex . ru Теунова Наталия Вячеславовна, и . о . старшего научного сотрудника Федерального государственного бюджетного учреждения «Высокогорный геофизический институт» Адрес: Россия, Кабардино-Балкарская республика, г Нальчик, пр Ленина, д 2

Scopus ID: 57191571952 . Researcher ID: К-4312-2015. Телефон (903) 492-99-64 . E-mail: nata0770@yandex . ru

About the authors

Ashabokov Boris Azretaliyevich, doctor of physical and mathematical sciences, professor, head of department of physics of clouds of Federal state budgetary institution "High-Mountain Geophysical Institute", head of department of mathematical methods of a research of difficult systems and processes of FGBUN

" Institute of Computer Science and Problems of Regional Management, Kabardino-Balkaria Research Center, Russian Academy of Sciences" . Address: Russia, Kabardino-Balkar Republic, Nalchik, Lenin Ave ., 2 . Scopus ID: 6505916110 Researcher ID: K-4299-2015, Phone: (928) 707-29-52, E-mail: ashabokov. boris@mail . ru

Fedchenko Lyudmila Mikhailovna, Doctor of Geography, Professor, Chief Researcher of the Federal state budgetary institution "HighMountain Geophysical Institute" . Address: Russia, Kabardino-Balkar Republic, Nalchik, Lenin Ave . , 2 .

Kesheva Lara Asirovna, candidate of physical and mathematical sciences, senior research associate of department of physics of clouds of Federal state budgetary institution "High-Mountain Geophysical Institute" . Address: Russia, Kabardino-Balkar Republic, Nalchik, Lenin Ave . , 2 .

Scopus ID: 57191577471. Researcher ID: K-4261-2015, Phone: (903) 490-47-75. E-mail: kesheva . lara@yandex . ru

Teunova Nanaliya Vyacheslavovna, acting senior researcher associate of department of physics of clouds of Federal state budgetary institution "High-Mountain Geophysical Institute" . Address: Russia, Kabardino-Balkar Republic, Nalchik, Lenin Ave ., 2 . Scopus ID: 57191571952, Researcher ID: K-4312-2015, Phone: (903) 492-99-64, E-mail: nata0770@yandex . ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.