О ВЛИЯНИИ СОВРЕМЕННОГО ПОТЕПЛЕНИЯ НА УВЛАЖНЕНИЕ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Б01: 10.24412/с1-34446-2023 -4-164-167

0 ВЛИЯНИИ СОВРЕМЕННОГО ПОТЕПЛЕНИЯ НА УВЛАЖНЕНИЕ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА

П. Г. Ковадло1, А. Ю. Шиховцев1, С. А. Язев1'2

1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск 2Иркутский государственный университет, г. Иркутск

kovadlo2006@rambler.ru

При современном потеплении температура воздуха в атмосфере заметно повышается до высоты, соответствующей давлению 300-400 гПа, растет и ее потенциал влагосодержания. Наибольший рост температуры проявляется в нижней и средней тропосфере, где выше всего плотность воздуха. В верхней тропосфере средняя многолетняя температура, наоборот, заметно снижается. Удельное влагосодержание с высотой уменьшается, но по отношению к плотности по мере роста температуры влагосодержание увеличивается.

На рис. 1, а показана динамика роста температуры приземного слоя воздуха от года к году начиная с 1948 г. в Байкальском регионе. Выделяются три периода изменений: с 1948 по 1970 г. понижение больше чем на 1°, с 1970 по 2005 г. - рост почти на 2° и очень слабый рост после 2005 г. В среднем с 1948 г. потеплело на ~1,5°. Из оценки темпа роста температуры следует, что средняя годовая температура вырастет в ближайшие 10 лет незначительно (на 0,3-0,4°). Анализ средних сезонных изменений температуры показал, что в зимний период потепление в регионе составило ~1,5°, в летний период ~1,4°. Начиная с 2000 г. среднее многолетнее значение температуры летом не менялось и оставалось около 14,7 °С. Средняя зимняя температура -18,5°С практически не изменялась с 1980 г. до настоящего времени. Аномально теплое лето отмечено в 2015 г. (средняя месячная температура поднималась до 16,1 °С), аномально низкая средняя месячная температура (-26,7 °С) наблюдалась в 1969 г.

Интерес представляют изменения температуры с высотой и темп этих изменений в связи с вариациями влагоемкости и влагонасыщения атмосферы. Физика явления такова, что с повышением температуры воздуха при прочих равных условиях растет потенциал влагонасыщения воздуха. Чем выше потенциал, тем большее количество влаги может депонировать атмосферный воздух и при определенных условиях давать более обильные осадки. На рис. 1, б показаны средние годовые изменения на трех уровнях - 925, 850 и 700 гПа. Начиная с 1948 г., изменения температуры положительны, следовательно, растет и потенциал влагонасыщения. Анализ показывает,

Ковадло П. Г. и др. О влиянии современного потепления ...

что на высотных уровнях до 400 гПа в Байкальском регионе температура за исследуемый период также повышалась, но темп повышения с высотой ослабевал. Так, в слое 400-500 гПа температура осталась практически постоянной при значении около -26°С. Выше слоя 400 гПа температура тропосферы понижалась, и темп снижения возрастает с высотой.

Изменение средней многолетней температуры воздуха в приземном слое атмосферы в Байкальском регионе

2,5 2 О 1,5 1 & 0,5 ¡С 0 !з -0,5 & -1 1= 1 § -1,5 н -2 -2,5 -3 -3,5 19

1 II.

45 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 Годы наблюдений

Годовые изменения температуры воздуха на разных высотах в Байкальском регионе

5 3 1 -1 -3 -5 -7 -9 -11 -13 -15

Высота 92 ■— Высота 85 Высота 70 А а Ллл 5 гПа _ 0 гПа _ 0 гПа

1945 1965 1985 2005 2025 Годы наблюдений

б

Рис. 1. а - Изменения средней многолетней температуры воздуха в приземном слое атмосферы в Байкальском регионе, черной линией показана тенденция роста температуры в линейном приближении, красной линией показаны тенденции изменений за короткие промежутки наблюдений; б - изменения средней многолетней температуры воздуха на уровнях 925, 850, 700 гПа, тонкими черными линиями показана тенденция изменений температуры в линейном приближении

Из наблюдений известно, что основное количество влаги содержится в слоях атмосферы, лежащих ниже 300 гПа. Поэтому ограничимся исследованиями влагосодер-жания именно на этих высотах. На рис. 2, а и б показаны средние многолетние изменения абсолютного содержания влаги в атмосфере Байкальского региона на разных высотах. Видно, что абсолютное содержание влаги уменьшается с высотой почти на порядок. В приземном слое на рис. 2, а в линейном приближении тренд указывает на снижение содержания влаги, однако изменчивость влагосодержания в отдельные периоды достигает 1,5 г/кг, причем вариации прослеживаются до высоты, соответствующей 500 гПа (рис. 2, б, где как было указано выше, температура с годами меняется незначительно. Максимальные значения влагосодержания в годовом распределении влаги приходятся на июль на всех высотах, в том числе на высоте 925 гПа содержание влаги в июле может достигать 1 2 г/кг.

Корреляционный анализ изменчивости средней многолетней температуры и влагосодержания в нижнем слое дает связь на уровне 0,6; на больших высотах связь снижается до 0,3 и 0,2. Это указывает на то, что влагосодержание в атмосфере определяется не только ее потенциалом, но зависит от других факторов, - например, от

характера подстилающей поверхности, параметров циркуляции, таких как повторяемость циклонов и временной устойчивости антициклонов, а также от стабильности западно-восточного переноса, влагой которого питается и Байкальский регион.

Изменение среднего многолетнего абсолютного содержания влаги в приземном слое атмосферы в Байкальском регионе

5,6 5,4 5,2 5 4,8 4,6

1

1 1

* .1 А А

л М| а А

1 г 1

к и V

1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 Годы наблюдений

Многолетняя динамика абсолютного содержания влаги в атмосфере в Байкальском регионе

6

5,5 5 4,5

I 4

¡3,5 1 3 I2,5

3 2

1,5 1

0,5

: Л.

: У

Л _ ■ _ Л1

ЯщЧГ Г""Ч^ ^—Высота 300 гПа ^—Высота 500 гПа ^—Высота 700 гПа

Высота 925 гПа

1980 2000

Годы наблюдений

Рис. 2. Среднее многолетние изменения абсолютного содержания влаги в атмосфере Байкальского региона. Черные прямые линии показывают тенденцию изменения абсолютных значений влаги, красными тонкими линиями обозначены средние изменения влагосодержания

за короткие интервалы наблюдений

Наиболее практически значимым фактором для многих отраслей народного хозяйства является увлажненность территории осадками, в том числе и накоплением твердых осадков за зимний период. Анализ синхронных изменений абсолютной влажности и плотности осадков позволяет отметить, что многолетний рост (снижение) плотности осадков аналогичен тенденции роста (снижения) абсолютного влагосодер-жания воздуха над океаном, от поверхностной температуры которого зависит этот процесс. Средняя годовая динамика осадков в Байкальском регионе показана на рис. 3.

Тенденция снижения осадков на фоне глобального потепления, вероятнее всего определяется снижением абсолютного содержания влаги в атмосфере. Коэффициент корреляции между этими параметрами составляет 0,91. Над сушей в Байкальском регионе на фазе снижения средних многолетних значений абсолютной влажности воздуха количество осадков снижается. За последние 30 лет по сравнению с предыдущими 30 годами приток в регион воды в виде атмосферных осадков снизился почти на 12 % , что составляет 36 кг/м2 в год. Отметим, что за последние 20 лет осадки снизились на 36 %, что составляет 72 кг/м2 в год. Самыми важными для практических целей являются знания о том, насколько устойчивым окажется во времени процесс повышения температуры. Рост температуры воздуха предполагает и рост дефицита влажности. В холодный период года абсолютная влажность воздуха снижается из-за

4,4

0

1940

1960

2020

2040

б

а

Ковадло П. Г. и др. О влиянии современного потепления

повышения температуры точки росы. Косвенно это проявляется в повышении вероятности повторяемости ясной погоды в зимний и весенний сезон на территории Сибири и Дальнего Востока. Удаленность территории Восточной Сибири от Атлантического и Тихого и Индийского океанов, - основных поставщиков влаги, - накладывает на процесс увлажнения этих территорий ряд условий (ограничений), проявляющихся в блокировании проникновения влажных и теплых течений на выхоложенную территорию с ясной погодой.

Среднее количество выпавшей влаги в Байкальском регионе в кг/квдратный метр за период наблюдений 1948 - 2023 г.

11 10,5

5

6 10 " 9,5

Е 9 со

8,5 8

ц

р

1 р

4

1945 19501955 19601965 19701975 19801985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 Годы наблюдений

Рис. 3. Средняя годовая динамика осадков в Байкальском регионе. Красной линией показана тенденция изменений количества воды на единицу площади, синей линией - временные вариации поступления осадков

Заключение

1. Снижение осадков в Байкальском регионе можно считать региональным откликом на повышение температуры воздуха в масштабе всей тропосферы Северного полушария.

2. На основании анализа температурных трендов и динамики влагосодержания в атмосфере ожидать увеличения увлажнения Байкальского региона в ближайшие десятилетия не приходится.

Результаты получены при финансовой поддержке Минобрнауки России.