Некоторые результаты исследований изменчивости и экстремальности регионального климата (на примере изучения определенных характеристик увлажнения) для юго-востока Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551:506

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ И ЭКСТРЕМАЛЬНОСТИ РЕГИОНАЛЬНОГО КЛИМАТА (НА ПРИМЕРЕ ИЗУЧЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УВЛАЖНЕНИЯ) ДЛЯ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Лариса Гдальевна Немировская

Сибирский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт, 630099, Россия, г. Новосибирск, ул. Советская, 30, кандидат географических наук, старший научный сотрудник лаборатории прикладной экологии и климата, тел. (383)222-25-30, тел. 8962-840-98-93, e-mail: nemirov@sibnigmi.ru, e-mail: morozova@sibnigmi.ru

Олег Викторович Климов

Сибирский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт, 630099, Россия, г. Новосибирск, ул. Советская, 30, кандидат географических наук, зам. директора института по науке, тел. (383)222-25-30, e-mail: adm@sibnigmi.ru

Дан обзор ряда результатов исследования изменчивости и экстремальности регионального климата на примере юго-востока Западной Сибири, на основе использования нескольких критериев увлажнения: существенно информативного и нечасто используемого показателя - непрерывных периодов отсутствия и наличия осадков и рядя других, рекомендованных МГЭИК. Созданы специализированные банки данных («Каталоги...» изучаемого явления) по указанным критериям имеющие самостоятельное и прикладное значение. Рассчитанные на их основе показатели выявляют территориальные, сезонные и межгодовые тенденции изменчивости их распределения. Результаты иллюстрируют возможность: а) быть индикатором изменчивости климата в региональном аспекте, б) использования для улучшения гидрометобеспечения отраслей экономики.

Ключевые слова: Западная Сибирь, увлажнение, периоды отсутствия, наличия осадков, каталоги, повторяемость (вероятность), экстремальность, карты, графики, зоны, методическое практическое значение.

SOME RESULTS ON REGIONAL CLIMATE VARIABILITY AND EXTREMALITY (THE CASE OF CERTAIN MOISTURE CHARACTERISTICS ) FOR SOUTHEASTERN WEST SIBERIA

Larisa G. Nemirovskaya

Siberian Regional Hydrometeorological Research Institute, 630099, Russia, Novosibirsk, Sovetskaya str. 30, PhD in Geography, Senior Researcher, Laboratory of Applied Ecology and Climate, tel. (383)222-25-30, tel. 8-962-840-98-93, e-mail: nemirov@sibnigmi.ru, e-mail: morozova@sibnigmi. ru

Oleg V. Klimov

Siberian Regional Hydrometeorological Research Institute, 630099, Russia, Novosibirsk, Sovetskaya str. 30, PhD in Geograpy, Deputy Director for Science, tel. (383)222-25-30, e-mail: adm@sibnigmi.ru

A review of some results on regional climate variability and extremality is presented for the south-east of Western Siberia. The research was performed using several criteria of moistening including essentially informative and rarely used index of continuous periods of absence and presence of precipitation, and other IPCC recommended indexes. Specialized

databanks on these criteria (Catalogs of the phenomenon under study) having self-contained and practical importance were created. Calculated indexes reveal territorial, seasonal, and interannual trends in variability of their distribution and prove to be an indicator of climate variability in the regional aspect and to improve hydrometeorological support for industry.

Key words: Western Siberia, moistening, periods of precipitation presence and absence, catalogs, frequency (probability), extremality, maps, graphs, zones, methodical practical importance.

В ряде исследований [1, 2 ] указано на неоднородность проявлений глобального потепления климата в междуполушарном масштабе, в широтных и долготных зонах и регионах Северного полушария указано в ряде исследований (....и др.). Поэтому целесообразно и актуально изучение, мониторинг указанных проявлений на примере конкретных регионов, ввиду того, что территория России отличается разнообразием природных и климатических условий.

Исследования изменчивости регионального климата по юго-востоку Западной Сибири являются логическим продолжением цикла таких работ по Уральскому региону в 2007-2010 гг. [ 1, 2 ] и выполняются с 2011 г. [ 1 ] при сохранении основных концептуальных положений методологии, базирующейся на том, что: а) условия увлажнения - важнейший показатель как глобального так и регионального климата и индикатор для изучения его изменчивости, б) на необходимости получения дополнительных сведений об обеспеченности влагоресурсами. При этом одна из важнейших сторон разработанной методологии - выбор параметра исследования - непрерывных периодов как отсутствия так и наличия осадков - как исключительно информативного в связи с предпосылкой возникновения неблагоприятных гидрометеорологических условий, (особенно актуально в свете метеорологических аномалий последних лет), в) на получении дополнительных сведений об обеспеченности влагоресурсами. Для исследования по юго-востоку Западной Сибири, учитывая значительные размеры территории, разнообразие физико-географических зон, привлечено значительно большее (в сравнении с Уралом) число станций 4-х областей ЗСУГМС (Западно-Сибирское Управление Гидрометслужбы), исследованны не только периоды бездождий, но и «дождливые». Применено несколько критериев изучаемого явления: наряду с критерием, близким к стандартам «Климсправочника», - нижний предел осадков 0,1 мм в сутки, названный в работе «обобщенном», ряд других - для изучения «сухих» периодов и значительных осадков, рекомендованных МГЭИК (Международная группа экспертов по изменению климата).

Исходными материалами послужили данные архива ЗСРВЦ ТМ-Сутки. Осуществлён необходимый и важный этап - создание специализированных банков данных, то есть каталогизация изучаемых периодов (для всех используемых показателей и критериев явления) нескольких пороговых значений их длительности, в т.ч. «экстремальных» (по авторской методологии, алгоритмам и др.) с учетом сопутствующих метеоусловий.

2

Полученные банки данных имеют самостоятельное значение для получения сведений (в том числе и справочного характера) о режиме увлажнения в конкретные годы, а также могут быть использованы при подборе аналогов в долгосрочном прогнозировании. Они имеют научно-методическое значение на следующих этапах исследования и для других научных целей. Полученные в данной работе «Каталоги...» не имеют аналогов для Западной Сибири, получены впервые для данного региона.

Рис. 1. Распределение (%) непрерывных периодов (числа дней) без осадков (по «обобщенному» критерию) по градациям различной продолжительности за весь период наблюдений (сентябрь). Продолжительность в сутках 5-6

Основные аспекты и результаты исследования (по всем используемым критериям) содержат два направления: а) вероятностно-статистическую оценку возможного наличия изучаемых периодов для уточнения обеспечения региона влагоресурсами, б) изучение региональных особенностей проявлений изменчивости климата. В рамках первого направления, по созданным специализированным банкам данных, полученным на основе «обобщённого» критерия, отражающего максимально возможные варианты отсутствия и наличия осадков, рассчитаны основные статистические параметры и показатели пространственно-временной изменчивости характеристик изучаемых периодов в различных масштабах осреднения для всех зон региона (рис. 1). На основе результатов расчетов, с помощью использования для анализа методов картографической и графической интерпретации, (актуальных для данного региона), созданы «Атласы карт

повторяемости... и графиков изменчивости по месяцам характеристик периодов». Их анализ показал, что, согласуясь принципиально с общими закономерностями режима увлажнения по территории и сезонам, полученные и вошедшие в «Атласы.». карты и графики иллюстрируют дополнительно, детализированно (по всем природным зонам), уточненно (по величине повторяемости) территориальные и сезонные (по месяцам) особенности их изменчивости для периодов как отсутствия, так и наличия осадков, - то есть, содержат информацию о вероятностно-климатологической оценке возможного наличия периодов, имеющую существенное практическое значение для гидрометобеспечения.

В рамках второго направления рассчитаны тенденции межгодовой изменчивости характеристик периодов на основе нескольких индикаторных параметров, суммарных за каждый год - иллюстрирующие тенденции изменчивости не только по станциям, но и осреднённо по разным частям территории ЗСУГМС. Так, полученоз что межгодовая изменчивость суммарного за каждый год числа дней в году в периодах отсутствия осадков, осреднённого как по всей территории ЗСУГМС, так и по её административным частям, иллюстрирует положительный тренд. Для «дождливых» периодов отрицательный тренд для указанных выше частей территории. Учитывая продолжение исследования банка данных с учетом последних, исключена некоторая корректировка указанных выше результатов.

Также в качестве показателя экстремальности рассчитаны площадные характеристики одновременного охвата территории изучаемыми периодами (в том числе и экстремальными), их повторяемость (вероятность) и межгодовая изменчивость в соответствии с процентом охвата территории и длительностью периодов. На данном этапе исследования (работа продолжается) можно говорить о положительном тренде межгодовой изменчивости суммарного числа дней в периодах бездождий, охватывающих одновременно значительную территорию.

Разработана методика для обоснования пороговых значений экстремальности ряда характеристик периодов, на основе расчета обеспеченности и её определения соответствия 95-процентному уровню значимости и др.

Наряду с «обобщённым» критерием, использованы индексы, рекомендованные в числе показателей экстремальности МГЭИК (Международная группа экспертов по изменению климата): индекс CDD -максимальная за год продолжительность «сухих» периодов (нижний предел осадков - 1 мм), то есть некоторый учет степени промачиваемости почвы и индекс интенсивности осадков R10 (число дней в каждом году с осадками не менее 10 мм). Созданы их банки данных. В рамках двух подходов (направлений) анализа, указанных выше, рассчитаны показатели пространственно-временной изменчивости разного масштаба осреднения, повторяемость (вероятность) по месяцам и по величине указанных индексов (особенно актуальная для индекса CDD, значения которого могут

4

приходиться на разные месяцы), что выявляет сезонные особенности его изменчивости и др. Применение метода картирования, при принципиальном согласовании с закономерностями распределения общего увлажнения по территории, выявляет дифференцированно очаги локализации экстремально избыточного и недостаточного увлажнения по природным зонам региона.

Рассчитаны тенденции межгодовой изменчивости индексов и её территориальные особенности. Так, анализ межгодовой изменчивости индекс CDD иллюстрирует отрицательный тренд лишь на юго-востоке региона (рис. 2).

Рис. 2. Межгодовая изменчивость осреднённого по территории суммарного числа дней в году в периодах отсутствия осадков (определённых по "обобщённому" критерию) по территории Западно-Сибирского УГМС)

Полученные результаты, с одной стороны, выявляют региональные особенности проявлений изменений климата юго-востока Западной Сибири (на примере изучения характеристик увлажнения), возможность их быть индикатором изменчивости регионального климата, с другой - уточняют обеспеченность влагоресурсами, дают возможность вероятностно-климатологической оценки возможного наличия изучаемых периодов, а следовательно, опасных для ряда отраслей гидрометусловий - для улучшения гидрометобеспечения экономики.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Л. Г. Немировская. Исследования проявлений изменчивости и экстремальности климата в региональном аспекте (на примере изучения некоторых характеристик увлажнения для Урала и юго - востока Западной Сибири). Тезисы докладов Международной научной конференции по региональным проблемам гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды. Казань, 2012 г. с. 176-177.

2. Л. Г. Немировская. «Некоторые аспекты изучения особенностей, изменчивости и экстремальности климата в региональном аспекте (на примере исследования определённых характеристик увлажнения для региона Урала)» // Украинский Гидрометеорологический

журнал, № 12, г. Одесса, Одесский государственный экологический университет, 2013 г. с. 62-76.

© Л. Г. Немировская, О. В. Климов, 2014