CC BY
3УДК 551.582.1 МРНТИ 37.23.19
КЛИМАТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ ВОДОСБОРОВ ПРАВОБЕРЕЖНЫХ ПРИТОКОВ РЕК БУКТЫРМИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Н.Н. Абаев1, Т.А. Тшлэкэрiм1, Д.Б. Ракишев1,2*
1 Научно-исследовательский центр РГП «Казгидромет», Астана, Казахстан
2 Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
E-mail: [email protected]
В данной статье был выполнен анализ климатического профиля региона водосборов правых притоков Буктырминского водохранилища. За основу были взяты климатические данные температуры воздуха, атмосферных осадков за современный период с 1990 по 2021 гг., а скорость и направление ветра за период 1966...2000 гг. Результаты работы показали, что, на рассматриваемой территории среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах от -1,8 до +3,8 0С. Осадки на большей части территорий во временном ходе распределены неравномерно. В теплое время года выпадает 60-75 % годовой суммы атмосферных осадков, в холодный период года до 15 %. В месячном распределений осадков максимум наблюдается в июне и июле, в минимум в январе. Годовая сумма осадков на высокогорных метеостанциях заповедник Маркаколь (1372 м), Катон-Карагай (1081 м) и Лениногорск (809 м) за период 1991...2020 гг. составляет 441...634 мм, а на метеостанциях, расположенных в низкогорной части рассматриваемой территории Куршим (433 м) и Улкен-Нарын (402 м) варьируется от 256 мм до 395 мм. Значения средней месячной скорости ветра, вычисленные из рядов суточных данных, в годовом разрезе показало высокую повторяемость ветров восточного направления. В многолетнем разрезе минимальная скорость ветра наблюдается на станции Заповедник Маркаколь 0,6 м/с (январь), а максимальная 4,2 м/с (апрель) на станции Катон-Карагай.
Ключевые слова: среднесуточная температура воздуха, осадки, скорость, направление ветра, Бук-тырминское водохранилище
Поступила: 19.04.23 DOI: 10.54668/2789-6323-2023-110-3-24-31
ВВЕДЕНИЕ
Климат - это усредненные условия погоды для определенного района за длительный период времени (ВМО, 2022). На данный момент изменение климата уже научно доказанный факт. Вызванное деятельностью человека изменение климата уже затрагивает все регионы Земли, и многие из них чаще сталкиваются с погодными и климатическими экстремальными явлениями (Masson-De1motte et а1, 2021).
Наблюдения являются основным источником информации об изменении климата, в связи с этим существует Глобальная система наблюдения за климатом, которая регулярно оценивает
состояние глобальных наблюдений за климатом и разрабатывает рекомендации по его совершенствованию (GCOS, 2021).
Территория Казахстана также подвержена влиянию изменения климата (Кожахметов и др., 2015). Рассматриваемая в данной работе Восточно-Казахстанская область (ВКО) имеет наименьшие темпы роста в пределах 0,23...0,25 град/10 лет, а также незначительное уменьшение количества осадков по сравнению с другими регионами страны (Сальников и др., 2014).
Водные ресурсы рассматриваемых рек играет важную роль в экономике, экологии, туризме ВКО. Главной их задачей является обеспечение работы Буктырминского водохранилища. Буктырминское
водохранилище имеет большое значение для увеличения обеспеченной мощности и выработки электроэнергии Буктырминской и Усть-Каменогорской ГЭС. Из водохранилища ежегодно осуществляются весенние попуски для обводнения сотен тысяч гектаров пойменных лугов в Павлодарской, Восточно-Казахстанской, Абайской и других областях. Водохранилище создаёт глубоководный путь и улучшает условия плавания судов по Ертису до Омска (Логиновская, Егорина, 2015).
В формировании гидрологического режима участвует сложный комплекс разнообразных физико-географических условий. На первом месте среди этих факторов стоит климатические характеристики, определяющие приходную
часть водного баланса. Одной из основных причин возникновения гидрологических угроз, проблем является региональные и глобальные изменения климата, которые в свою очередь могут привести к уменьшению объема стока рек (Абишев и др., 2016).
Тем самым целью данной статьи является изучение климатического режима рассматриваемого региона правобережных притоков Буктырминского водохранилища.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования. К
правоприточным рекам Буктырминского водохранилища (рис.1) относятся бассейны рек Калжыр, Куршим, Нарын, Буктырма, Тургысын, Левая Березовка.
1 ст = 23 кт
Реки • Метеорологические станций Озера | ] Восточно-Казахстанская область
Водосборные бассейны рек
| Тургысын Калжыр Березовка _| Нарын |_| Куршим Буктарма
Рис.1. Расположение метеорологических станций в водосборах правоприточныхрек Буктырминского водохранилища
Река Калжыр - река в Восточно-Казахстанской области Казахстана, правый приток Иртыша. Берёт начало в озере Маркаколь. Длина реки 122 км, площадь водосборного бассейна 3200 км2. Река Куршим - один из крупных правых притоков Иртыша, берущий начало в высокогорье Южного Алтая и впадающий в Буктырминское водохранилище. Длина реки 230 км, площадь бассейна 5890 км2. Основная
часть его бассейна находится в хребтах Сарымсакты, Нарымский и Курчумский. Река Нарын - берёт начало на стыке хребтов Нарымского и Сарымсакты из заболоченной местности. Длина реки 69 км, площадь водосборного бассейна 2040 км2. Нарын впадает в Буктырминскоеводохранилище, в устье реки находится село Улкен - Нарын.
Река Тургысын - река в Алтайском районе Восточно-Казахстанской области Казахстана. Между сёлами Тургысын и Парыгино впадает с севера в Буктырминское водохранилище. Длина реки 34 км, площадь водосборного бассейна 1250 км2. Река Левая Березовка - река в Алтайском районе Восточно-Казахстанской области, правый приток реки Березовка. Длина реки 39км, площадь водосбора 320 км2.
Река Буктырма - река в Восточном Казахстане, крупный правый приток Иртыша. Берет начало из ледников и снежников Южного Алтая. Ее длина 336 км, площадь бассейна 12660 км2. Бухтарма имеет около 250 притоков, общей длиной около 800 км, на водосборе имеется 295
Информация метеоро
озер, общей площадью 35 км2. Наиболее крупные ее притоки - Шиндогатуй, Калмачиха, Белая Берель, Язовая, Черновая, Сарымсакты, Белая, Черемошка, Большая Речка, Хамир, Березовка. (Достай, 2012).
Материалы исследования. Главная роль в формировании среднего годового стока принадлежит климатическим факторам и в связи с этим в работе применены данные о температуре воздуха, атмосферных осадках, скорости ветра с 1990 по 2021 гг. по метеорологическим станциям (МС): Лениногорск, заповедник Маркаколь, Улькен-Нарын, Куршим, Катон-Карагай, расположенных на рассматриваемой территории (рисунок 1, таблица 1).
Таблица 1
огических станциях
№ Наименования станций Долгота Широта Высота, н.у.м. Год открытия
1 Заповедник Маркаколь 86°02' 48°47' 1372 1982
2 Катон-Карагай 85°37' 49°1Г 1067 1926
3 Куршим 83°40' 48°33' 433 1936
4 Лениногорск 83°33' 50°19' 809 1928
5 Улкен-Нарын 84°30' 49°13' 403 1937
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В данной работе для исследования климатического профиля правобережных притоков рек в Буктырминское водохранилище рассмотрены следующие основные метеорологические параметры: температура воздуха, атмосферные осадки, скорость и направление ветра. Климатический профиль описан для современного периода 1991...2020 гг., рекомендованный Всемирной метеорологической
организацией (ВМО, 2022).
Температура воздуха. По данным рассматриваемых станции среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах от -1,8 до +3,8 0С (рисунок 2). Несмотря на довольно низкую среднегодовую температуру, лето на большей части рассматриваемой территории теплое. Средняя температура самого теплого месяца (июля) превышает +18,0 0С.
Во внутригодовом распределении температуры воздуха отчетливо видно, что наибольшие минимальные температуры воздуха наблюдаются в холодный период года (январь) с постепенным повышением к летнему периоду. Максимальные значения средней температуры воздуха по данным всех рассматриваемых МС наблюдались в июле, значения изменяются от +17.2 °С (МС Катон-Карагай) до +22.2 °С (МС Куршим). В работе (Ежегодный бюллетень, 2020 г.) отмечается что, в годовом разрезе изменения температурывоздуха имеется тенденция роста по всем наблюдаемым метеорологическим станциям рассматриваемой территории.
Период с температурой воздуха выше -5,0 °С или переход температуры воздуха через -5,0 °С наступает на большинстве станций в третьей декаде марта. Этот же переход в холодный период года наступает в последних числах октября - первой декаде ноября.
Общая продолжительность периода зависит от высоты местности, изменяясь от 160 до 260 дней. В высокогорных районах (за исключением ледниковых) его продолжи-
тельность сокращается от 200 до 160 дней в году, а в местах развития фенов вследствие повышения температур увеличивается до 250...260 дней (Долгих и др., 2015 г.).
и
н
25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25
Месяцы
Ленинагорск ^^"Катон-Карагай Куршим Улькен-Нарын Маркаколь
Рис.2. Многолетняя среднемесячная температура воздуха (^ по данным метеорологических станций, осредненная за период 1991...2020
Холодный период (переход через 0 °С весной) заканчивается в конце третьей декады марта - начале первой декады апреля, а в высокогорных районах - в конце мая. Переход через 0 ° осенью приходится на конец октября, в высокогорных районах на сентябрь. Безморозный период в среднем длится 180...210 дней. (Долгих и др., 2015 г.).
Вегетационный период (со средней суточной температурой выше +5,0 0С) продолжается со второй - третьей декады апреля - второй декады мая до конца сентября или конца октября. С повышением высоты местности продолжительность вегетационного периода сокращается от 190 дней в предгорных до 60 дней в году в высокогорных районах.
Атмосферные осадки. Осадки являются одним из наиболее изменчивых метеорологических элементов, выпадение которых зависит от очень многих факторов. Наибольшее количество осадков выпадает в высокогорной местности. На метеостанциях заповедник Маркаколь (1372 м), Катон-Ка-рагай (1081 м) и Лениногорск (809 м), расположенных в высокогорьях, среднегодовое количество осадков за период 1991...2020 гг. составляет 441...634 мм. На метеостанциях,
расположенных в низкогорном поясе Куршим (433 м) и Улкен-Нарын (402 м) сумма годовых осадков варьируется от 256 мм до 395 мм.
По сезонам года осадки на большей части, данной территорий распределены неравномерно (рисунок 3). В теплое время года выпадает 60...75 % годовой суммы атмосферных осадков. Зима малоснежна, особенно низкогорьях.
Анализ внутригодового распределения осадков показывает, что наибольшее количество осадков выпадает в теплый период года, а именно в летний период. Месячный максимум осадков чаще всего наблюдается в июне или июле. В зимние время года выпадает 11...15 % от годовой суммы осадков. Наименьшее количество осадков приходится на январь.
Ветер. В работе использованы данные скорости и направления ветра с 1966 по 2000 гг., источником которого является климатический справочник. (Справочник по климату Казахстана., 2005).
Распределение многолетних средних месячных скоростей ветра в течение года по станциям приведено на рисунке 4. Значения средней месячной скорости ветра вычислены из рядов суточных данных. Минимальная
скорость ветра наблюдаются на МС Заповедник Маркаколь 0,6 м/с (январь), а максимальная 4,2 м/с (апрель) на МС Катон-Карагай. В январе-феврале среднемесячная скорость ветра достигает годового минимума, а затем до-
вольно быстро увеличивается к весне. Режим скоростей ветра характеризуется постепенным убыванием от весны к лету на МС Ленино-горск, Катон-Карагай, Улкен-Нарын, Куршим.
90.0 80.0 70.0 | 60.0 н 50.0 1 40.0 О 30.0 20.0 10.0 0.0
67 месяц
10
11 12
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
50.0
0.0
Маркаколь I Улкен-Нарын
'Куршим I Ленинагорск
Катон-Карагай средняя
Рис.3. Многолетняя месячная сумма осадков (мм) по данным метеорологических станций, осредненная за период 1991...2021 гг.
По направлениям ветра в годо- (Заповедник Маркаколь - 39%), западных вом разрезе высокая повторяемость вос- (Катон-Карагай - 21%, Куршим - 18%) веточных (Катон-Карагай - 45%, Улкен-На- тров. Наиболее редкими являются ветра се-рын - 31%, Лениногорск - 19%), южных верного направления румба (рисунок 5).
1
2
3
4
5
8
9
0.0 -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
месяц
• Лениногорск • Катон-Карагай • Улкен-Нарын
Маркаколь заповедник Курчум
Рис.4. Многолетняя среднемесячная скорость ветра (м/с) по данным метеорологических
станций за период 1966...2000 гг.
С
В
Ю
Лениногорск Катон-карагай Улкен-Нарын Маркаколь Куршим
Рис.5. Повторяемость направлений ветра
В холодные периоды года (зимой и осенью) преобладают ветры восточного румба, а летом ветра северного, западного и юго-западного направления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате исследования выявлено, что среднегодовая температура воздуха в данном регионе колеблется от -1,8 до +3,8 0С. В годовом ходе на всех метеостанциях максимум температуры наблюдается в июле, минимум - в январе. Самая минимальная температура января минус 22,2 ос наблюдается на высокогорной метеорологической станции Заповедник Мар-каколь, расположенной на высоте 1372 м.
Наибольшее количество осадков выпадает в высокогорной местности, где количество осадков за период 1991...2020 гг. составляет 441...634 мм. На метеостанциях, расположенных в низкогорном поясе, сумма годовых осадков варьируется от 256 мм до 395 мм. Соотношение количества осадков, выпадающих в жидком и твердом виде, изменяется по мере увеличения высоты местности. В равнинных и низко- и предгорных районах преобладают осадки, выпадающие в жидком виде. Месячный максимум осадков чаще всего наблюдается в июне или июле.
Средняя скорость ветра на рассматриваемой территорий 2,4 м/с, пре-
обладают ветра восточного направления. В зимний период среднемесячная скорость ветра достигает годового минимума.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абишев. И. А., Медеу А. Р., Мальков-ский И. М., Толеубаева Л. С. Водные ресурсы Казахстана и их использование // КВР МСХ РК, Алматы, Казахстан 2016 г., с. 2.
2. Долгих С.А., Смирнова Е.Ю., Сабита-ева А.У. К вопросу о построении сценариев изменения климата Казахстана // Гидрометеорология и экология, № 3, 2006 г., с. 38.
3. Достай Ж. Д. Водные ресурсы Казахстана: Оценка, Прогноз, Управление // Институт Географии. - 2012 г., с. 330.
4. Ежегодный бюллетень мониторинга состояния и изменения климата Казахстана: 2020 год. - Нур-Султан, 2021. - 75 с.
5. Заявление ВМО о состоянии глобального климата в 2021 году // ВМО. - Женева, 2022. - ВМО-№ 1290. - 57 с.
6. Климат. ВМО для Молодежи [Электронный ресурс] URL: https:// youth.wmo.int/ru/met-subpages/%D0%BA %D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B0 %D1%82 (дата обращения: 15.10.2022 г.)
7. Кожахметов П.Ж., Елеуова К.Т., Баймагамбетов Б.О., Жунисова М.А. Районирования территорий Казахстана по
З
температурным воздействиям // Гидрометеорология и экология, № 3, 2015 г., с. 8.
8. Логиновская А.Н., Егорина А.В. Экологические аспекты использования прибрежной территории Буктырминского водохранилища // Интерэкспо Гео-Сибирь - 2015 г.
9. Сальников В.Г., Турулина Г.К., Полякова С.Е., Петрова Е. Изменение климата и его региональное проявление в Казахстане // Гидрометеорология и экология, № 2, 2014 г., с. 17
10. Справочника по климату Казахстана Ветер. Выпуск V. 2005г. Период обработки 1966-2000гг
11. GCOS. Состояние Глобальной системы наблюдений за климатом в 2021 году: резюме. (GCOS-239), публикация ВМО, Женева, 2021.
12. Masson-Delmotte V.P., Zhai A., Pirani S.L., Connors C., Pean S., Berger N., Caud Y., Chen L., Goldfarb M.I., Gomis M., Huang K., Leitzell E., Lonnoy J.B.R., Matthews T.K., Maycock, T., Waterfield O., Yelek^ R. Yu, B. Zhou. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2391 pp. doi:10.1017/9781009157896.
REFERENCES
1. Abishev. I. A., Medeu A. R., Mal'kovskij I. M., Toleubaeva L. S. Vodnye resursy Kazahstana i ih ispol'zovanie // KVR MSKH RK, Almaty, Kazahstan 2016 g., s. 2.
2. Dolgih S.A., Smirnova E.Y.U., Sabitaeva A.U.K voprosu o postroenii scenariev izmeneniya klimata Kazahstana // Gidrometeorologiya i ekologiya, № 3, 2006 g., s. 38.
3. Dostaj ZH. D. Vodnye resursy Kazahstana: Ocenka, Prognoz, Upravlenie // Institut Geografii. - 2012 g., s. 330.
4. Ezhegodnyj byulleten' monitoringa
sostoyaniya i izmeneniya klimata Kazahstana: 2020 god. - Nur-Sultan, 2021. - 75 s.
5. Zayavlenie VMO o sostoyanii global'nogo klimata v 2021 godu // VMO. - ZHeneva, 2022. - VMO-№ 1290. - 57 s.
6. Klimat. VMO dlya Molodezhi [Elektronnyj resurs] URL: https://youth. wmo.int/ru/met-subpages/%D0%BA% D 0 % B B % D 0 % B 8 % D 0 % B C % D 0 % B 0 %D1%82 (data obrashcheniya: 15.10.2022 g.)
7. Kozhahmetov P.ZH., Eleuova K.T., Bajmagambetov B.O., ZHunisova M.A. Rajonirovaniya territory Kazahstana po temperaturnym vozdejstviyam // Gidrometeorologiyai ekologiya, №»3,2015 g., c. 8.
8. Loginovskaya A.N., Egorina A.V. Ekologicheskie aspekty ispol'zovaniya pribrezhnoj territorii Buktyrminskogo vodohranilishcha//InterekspoGeo-Sibir'-2015g.
9. Sal'nikov V.G., Turulina G.K., Polyakova S.E., Petrova E. Izmenenie klimata i ego regional'noe proyavlenie v Kazahstane // Gidrometeorologiyaiekologiya,N°2,2014g.,s. 17
10. Spravochnika po klimatu Kazahstana Veter. Vypusk V. 2005g. Period obrabotki 1966-2000gg
11. GCOS. Sostoyanie Global'noj sistemy nablyudenij za klimatom v 2021 godu: rezyume. (GCOS-239), publikaciya VMO, ZHeneva, 2021.
12. Masson-Delmotte VP., Zhai A., Pirani S.L., Connors C., Péan S., Berger N., Caud Y., Chen L., Goldfarb M.I., Gomis M., Huang K., Leitzell E., Lonnoy J.B.R., Matthews T.K., Maycock, T., Waterfield O., Yelekçi R. Yu, B. Zhou. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2391 pp. doi:10.1017/9781009157896
Б¥;ТЫРМА СУ ЦОИМАСЫ 0ЗЕНДЕРШЩ ОЦ ЖАГАЛАУЫНДАГЫ САЛА-ЛАРЫНЬЩ СУ АЛАПТАРЫНЫЦ КЛИМАТТЬЩ БЕЙ1Н1
Н.Н. Абаев1, Т.А. Тiллэкэрiм1, Д.Б. Ракишев1,2
1 «Казгидромет» РМКFbUbiMU-3epmmey орталыгы, Астана, Казахстан
2 Л. Н. Гумилев атындагы Еуразия ¥лттыц Университет1, Астана, Казахстан E-mail: [email protected]
Б^л мацалада Б^цтырма су цоймасыныц он, салаларыныц су жинау аймагыныц климат-тыц профилiне талдау жасалды. Ауа температурасы мен жауын - шашын бойынша 1990 ж. мен 2021 ж. аралыгындагы соцгы кезец, желдщ жылдамдыгы мен багыты бойынша 1966...2000 жж. кезецнщ климатты^ мэлiметтерi негiз болды. Ж^мыс нэтижелерi кер-сеткендей, царастырылып отырган аумацта ауаныц орташа жылдыц температурасы -1,8-ден +3,8 °С-ца дейiн ауытциды. Аумагыныц кеп белiгiнде жауын - шашынныц таралуы уацыт бойынша бiркелкi емес болды. Жылы мезгiлде атмосфералыц жауын-шашын-ныц жылдыц сомасыныц 60...75%, жылдыц суыц мезгiлiнде 15% тYседi. Жауын -шашыннын, айлыц Yлестiрiмiнде максималды мэнi маусым жэне шшде айларында, ал минимумы цацтар айында байцалады. Марцакел цорыгы (1372 м), Катонцарагай (1081 м) жэне Лениногорск (809 м) бшк таулы метеостанцияларындагы жауын-шашынныц жылдыц мелшерi 1991...2020 жылдар кезецiнде 441...634 мм ц^райды, ал царасты-рылып отырган аумацтыц аласа таулы белтнде орналасцан метеостанцияларда Кур-шим (433 м) жэне Yлкен Нарын (402 м) 256 мм-ден 395 мм-ге дешн езгередi. Тэулш-тiк мэлiметтер цатары бойынша есептелген, желдщ айлыц орташа жылдамдыгынын керсетшштер^ шыгыс багыттагы желдiц цауталанушылыгы жогары екенiн керсеттi. Кепжылдыц белiмде желдщ ец теменп жылдамдыгы Марцакел цорыгы станциясында 0,6 м/с (цацтар), ал ец жогары 4,2 м/с (сэуiр) Катон-Кдрагай станциясында байцалады.
ТYЙiн сездер: ауаныц орташа тэуткпк температурасы, жауын-шашын, жылдамдыц, жел багыты. Б^цтырма су цоймасы
CLIMATIC PROFILE OF THE CATCHMENT BASIN OF RIGHT-BANK TRIBUTARIES RIVERS OF THE BUKHTARMA RESERVOIR
N.N. Abayev1, Т.А. Tillakarim1, D.B. Rakishev1,2*
1 Research Center of RSE «Kazhydromet», Astana, Kazakhstan
2 L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan E-mail: [email protected]
In this article, the analysis of the climatic profile of the catchment area of the right tributaries of the Buktyrma reservoir was carried out. The climatic data of air temperature, precipitation for the modern period from 1990 to 2021, and wind speed and direction for the period 1966...2000 were taken as a basis. The results of the work showed that, in the territory under consideration, the average annual air temperature ranges from -1.8 to +3.8 0C. Precipitation in most of the territories is unevenly distributed over time. In the warm season, 60...75% of the annual precipitation falls, in the cold season up to 15%. In monthly precipitation distributions, the maximum is observed in June and July, and the minimum in January. The annual precipitation at the high-altitude weather stations Markakol Reserve (1372 m), Katon-Karagai (1081 m) and Leninogorsk (809 m) for the period 1991...2020 is 441...634 mm, and at the weather stations located in the low-mountain part of the considered territory Kurshim (433 m) and Ulken-Naryn (402 m) varies from 256 mm to 395 mm. The values of the average monthly wind speed, calculated from the daily data series, in the annual context showed a high repeatability of the winds of the eastern direction. In the long-term section, the minimum wind speed is observed at the Markakol Reserve station 0.6 m/s (January), and the maximum 4.2 m/s (April) at the Katon-Karagai station.
Keywords: average daily air temperature, precipitation, wind speed, wind direction, Bukhtarma reservoir
