CC BY
94
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. С. В. Зеленцов,
Научно-технический бюллетень доктор сельскохозяйственных наук
Всероссийского научно-исследовательского д. с. Бушнев,
института масличных культур кандидат сельскохозяйственных наук
2006, вып. 2 (135)
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 недалёком 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 живёт 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 подлёдной 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. Причём за этот же период средние глобальные температуры возрастали ещё 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 подъём уровня Мирового океана, затопление прибрежных территорий, которые будут сопровождаться экономическими и социальными потрясениями [18].
В 1980-1990 гг. группа учёных 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 °С [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, восточ-
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 глобально-
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 остаётся 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 подсчётам 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 объёмах, 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 приведёт к разогреву нижних слоёв 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, приведёт 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 антропо-
81
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 всё ещё 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 учётом как природных, так и антропогенных причин такого изменения [23]. Следует добавить, что нельзя забывать и традиционного определения климата как явления, характеризуемого значениями его параметров, осреднёнными 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 счёт накопления в глубинах океана огромной отрицательной тепловой энергии; кратковременные вариации (в шкале десятков и сотен лет) в солнечной энергетической освещённости, которые коррелируют с вариациями солнечной активности; могут также существовать некоторые, пока ещё 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 её 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 учёных 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» (А2 и А1В), ряд сценариев с пониженным выбросом парниковых газов (В1) и, наконец, так называемый «альтернативный сценарий», отличающийся резким смещением экономики в сторону природоохранных технологий [22].
На рисунке 3 приведён 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 днём 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
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.
Годы
[5].
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 приведёт к увеличению выпадения осадков ещё в среднем на 11%. На значительной площади южной части северных территорий вечная мерзлота летом уже оттаивает на метр. Лишь за счёт 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.
Определённый 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 Чёрное море, которое является дополнительным источником влаги.
В формировании регионального климата важную роль играют горы Большого Кавказа, которые препятствуют проникновению холодных слоёв 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 °С. Сумма температур выше 10 °С равна примерно 3600 °С, что позволяет выращивать все полевые культуры. Почти ежегодно бывают понижения температур до -22 °С, а в летние месяцы температура воздуха иногда достигает +38-40 °С.
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 °С; средний максимум +23,2 °С (июль) до +38 °С; средний минимум -2,3 °С (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 тёплый (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 тёплый 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 °С 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 тёплых дней зимы достигает 65-70.
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 °С [15]. В агроклиматическом справочнике, опубликованном в 1961 г., этот показатель составил 10,9 °С [1], в издании 1975 г. - 10,8 °С [2].
Некоторое варьирование среднегодовых температур воздуха на протяжении ХХ-го столетия определяется, в первую очередь, различными историческими периодами, которые брались для расчёта 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 °С. 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 °С. 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 °С. Динамика изменений средней годовой температуры относительно вычисленного среднего за весь период с 1916 по 2005 гг. представлена на рис 4.
АТ 0С
2.5 2,0
1.5 1,0 0,5 -0,0 -0,5
-1,0
-1,5
-2,0
-2,5
Л
1916
"I"
1936 1956 1976
Средняя температура за год Сглаживание по 5 годам
1"
1996
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 °С 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
холодным за все 90 лет наблюдений - среднегодовая температура воздуха составила всего 9,2 °С. 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 °С.
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 °С.
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, °С
г. Краснодар, 1916-2005 гг.
Период наблюдения Месяц Средне- годовая
период годы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
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 °С, превысив этот же показатель за все 30 лет на 0,7 °С, а среднемноголетнюю температуру второго 30-летнего цикла (1946-1975 гг.) - уже на 1,2 °С.
Анализ средних температур по месяцам за 90-летний период показал, что увеличение средних годовых температур обеспечивалось, в основном, за счёт повышения температур в зимние месяцы (рис. 5).
Как следует из рисунка 5, прирост температуры января ежегодно в среднем составлял 0,027 °С. Температуры воздуха в июле также постепенно увеличивались, однако их ежегодный прирост составлял всего 0,01 °С.
о
о
ГС
а
>
н
гс
а
о
с
2
Ф
Н
К
ГС
X
т
к
о
о
2
о
X
ч
о
а
О
25
20
15
10
-10
у = 23,062 + 0,01х
у = - 2,0457 + 0,027х
-15 і--------1------1-------1------1-------1------1-------1------1-------1
1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996
Средняя температура января Средняя температура июля
Год
Рисунок 5 - Динамика среднемесячных температур в тёплый (июль) и холодный (январь) периоды, 1916-2005 гг.
В период 1996-2005 гг. усилилась тенденция увеличения среднемесячной температуры января, достигнув ежегодной скорости прироста 0,58 °С (рис. 6). При этом среднемесячные температуры июля, в целом, сохранялись неизменными, а в последние три года даже несколько понизились.
♦ Средняя температура января Год
х Средняя температура июля
Рисунок 6 - Динамика среднемесячных температур в январе и июле за период 1996-2005 гг.
Следует отметить, что определённое 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
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 посёлков 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 расчётам И. А. Гольцберг (цит. по: [1]) в пределах городской черты интенсивность весенних и осенних заморозков в тихие, ясные ночи может снижаться на 2-3 °С. 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 расчёты не проводились из-за уникальности местных условий для каждой метеостанции.
Наши расчёты модельных суточных ходов температуры на примере метеостанции «Круглик» в периоды наступления заморозков с учётом поправок И. А. Гольцберг показывают, что среднегодовая температура в местных условиях может быть завышена в среднем на 0,05 °С, но не более чем на 0,1 °С.
Таким образом, даже с учётом 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 °С, а этот же показатель за период 1996-2005 гг. - 12,30-12,35 °С, сохранив, тем не менее, общую тенденцию повышения температуры приземного воздуха.
Определённые 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).
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.
В последние десять лет (1996-2005 гг.) этот показатель увеличился ещё и составил 809 мм, однако дальнейшее увеличение годовой суммы осадков приостановилось (рис. 8).
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
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 °С) в летние периоды 2000-2001 гг.; длительный, аномально холодный период (до -38 °С) зимой и длительный период с аномально высокими температурами (до +40 °С) 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 чётко 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
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://eiementy.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/-7hi/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.ecoiife.ru/jornai/ecap/2001-1-3.shtmi
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.ecoiife.ru/jornai/ecap/2001-1-1.shtmi
19. Cook-Anderson G, E J. Pagan, K. Ramanujan. Sateiiites 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-reiease/reieases/2004/h04-
121.htm
20. Frazier M. R., R. B. Huey, D. Berrigan. Thermodynamics Constrains the Evoiution of Insect Popuiation Growth Rates: "Warmer Is Better" // The American Naturaiist. - 2006. - Voi. 168. - P. 512-520.
21. Hansen J., M. Sato, R. Ruedy et ai Ciimate simuiations for 1880-2003 with GISS modeiE // Subj-ciass: 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 ai Dangerous human-made interference with ciimate: A GISS modeiE study // Subj-ciass: Atmospheric and Oceanic Physics; Geophysics -October - 2006 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://arxiv.org/ftp/physics/ papers /0610/0610115.pdf/
23. IPCC, Ciimate Change 2001: The contribution of Working Group 1 to the Third Assessment Report of the Intergovernmentai Panei on Ciimate Change. Edited by J. T. Houghton et ai., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2001. - 881 p.
24. Jones P. D, T. M .L Wigley, P. B. Wright. Giobai temperature variations between 1861 and 1984 // Nature. - 1986. - Voi. 322. - P. 430-434.
25. Levi B. G. The Decreasing Artic Ice Cover // Physics Today. - 2000. - N 1. - P. 19-
20.
26. Mann M. E, R.S. Bradley, M.K. Hughes. Giobai-scaie temperature patterns and ciimate 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 miiiennium: Inferences, uncertainties, and iimitations // Geophysicai Research Letters. - 1999. - Voi. 26. - P. 759-762.
28. Moti L. "Consensus" on global warming / L. Motl / - Harvard, UK. - October. -2004. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://motis.biogspot.com/2004/10 /consensus-on-giobai-warming.htmi.
29. Scafetta N. Phenomenoiogicai soiar 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 Ciimate Change (UNFCCC or FCCC -[Электронный ресурс] - Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/United Nations Framework_ Convention_on_Ciimate_Change.
