CC BY
143КЛИМАТОЛОГИЯ
УДК581.526.533(571.56-17)
М.А. Волкова1, Л.А. Огурцов2
1 Томский государственный университет, доцент
634050 Россия, Томск, пр. Ленина, 36
2 Томский государственный университет, студент
634050 Россия, Томск, пр. Ленина, 36
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ГОДОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ НА СЕВЕРЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Аннотация: В настоящее время один из важнейших вопросов в проблеме изменения климата - оценка изменчивости экстремальных климатических параметров на фоне изменения их средних значений. Статья посвящена изучению пространственно-временной структуры экстремальной температуры воздуха и атмосферных осадков на севере Западной Сибири.
Материалами для исследования послужили суточные данные по температуре воздуха и количеству атмосферных осадков для 11 станций на территории севера Западной Сибири (63 - 74° с.ш., 60 - 90° в.д.) за период с 1951 по 2010 г.
В ходе работы были рассчитаны следующие характеристики:
- Среднее значение и тренд средней максимальной и средней минимальной температуры воздуха 10% самых теплых и 10% холодных дней в году.
- Число дней с осадками > 15 мм и число дней с осадками > 5 мм при отрицательной температуре воздуха; их повторяемость по месяцам и за год, а также тенденции изменения рассматриваемых критериев.
Исследование показало, что на всей исследуемой территории за период с 1951 по 2010 гг. происходит повышение экстремальных значений температуры воздуха, особенно средней минимальной температуры. При этом отмечается тенденция уменьшения числа дней с сильными летними осадками и увеличение осадков, наблюдаемых в холодный период.
Ключевые слова: изменение климата, Северная часть Западной Сибири, экстремальная температура воздуха, экстремальные осадки, число дней, повторяемость.
M.A. Volkova1, L.A. Ogurtsov2
1 Tomsk State University, associate professor
634050 Russia, Tomsk, Lenin Av, 36
2 Tomsk State University, student
634050 Russia, Tomsk, Lenin Av., 36
SPATIO-TEMPORAL STRUCTURE OF EXTREME ANNUAL VALUES OF AIR TEMPERATURE AND PRECIPITATION IN THE NORTHERN PART OF WESTERN SIBERIA
Abstract: At the present time, estimates of the variability of extreme climatic parameters on the background of changes in their average values - it is one of the important issues in the climate change issue. The estimation of spatio-temporal structure of extreme temperature and precipitation in the north of West Siberia is given in this paper.
The data of diurnal air temperatures and precipitation was collected at 11 stations located in the North of Western Siberia (63-74 ° N, 60-90 ° E) for the 1951-2010 period.
The following characteristics are used in this research:
- the average value and the trend of the maximum and minimum air temperature of the warmest 10% and 10% cold days of the year
- number of days with precipitation > 15 mm;
- number of days with precipitation > 5 mm at the negative daily mean temperature.
The frequency of days with precipitation for a month and a year and trends were calculated.
Thus, for the period from 1951 to 2010 in the study area an increase of extreme values of air temperature was observed, especially mean minimum temperature. At the same time, the trend of decreasing the number days with intense summer precipitation and increased winter precipitation was observed.
Keywords: climate change, the Northern part of West Siberia, extreme temperature, extreme precipitation, the number of days, the frequency.
В современных исследованиях изменчивости и предсказуемости глобальной климатической системы Арктика занимает все более заметное место. Интерес к ней в последнее время повысился благодаря происходящим в этом регионе быстрым изменениям климата, а также прогнозам, указывающим на так называемое «полярное усиление» глобального потепления [1] на протяжении всего XXI века. Арктика - один из четырёх регионов мира, отнесенных Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) к наиболее уязвимым к изменениям климата [2]. Происходящие и, особенно, ожидаемые воздействия этих изменений на природную среду Арктики велики и, в отличие от многих других регионов планеты, способны оказывать значительные обратные воздействия на глобальный климат, что означает глобальную значимость климатических изменений в Арктическом регионе. Один из важнейших вопросов в проблеме изменения климата - оценка изменчивости экс-
тремальных климатических параметров на фоне изменения их средних значений. Исследования последних лет указывают на то, что на фоне глобального потепления последних десятилетий происходит увеличение повторяемости экстремальных проявлений климатического режима, в том числе и в тепло-влажностном режиме большинства территорий. Так, экстремальные значения температуры воздуха влияют непосредственно на состояние здоровья людей, показатели загрязнения воздуха, влияют на устойчивость и прочность строительных конструкций, рабочие характеристики техники, во многом определяют экологическую ситуацию территории (по-жароопасность, уровень загрязнения), состояние инфраструктуры жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), других отраслей экономики. Экстремально интенсивные осадки приводят к затоплениям городских и сельскохозяйственных территорий, размывам дорожного полотна, оползням, а также трудно прогнозируемым дождевым паводкам на реках. Интенсивные или продолжительные осадки в виде снега ограничивают или блокируют движение различных видов транспорта, передвижение пешеходов, затрудняют деятельность большинства предприятий.
Целью настоящего исследования является изучение пространственно-временной структуры экстремальных годовых значений температуры воздуха и атмосферных осадков на севере Западной Сибири.
Информационной базой послужили данные о приземной температуре воздуха и количестве атмосферных осадках суточного разрешения из ВНИИГМИ-МЦД (http:// meteo.ru) за период 1951 - 2010 гг. для 11 станций, расположенных на территории севера Западной Сибири (63 - 74° с.ш., 60 - 90° в.д.).
В ходе работы были рассчитаны следующие характеристики:
• Среднее значение и тренд средней максимальной (Tmax) и средней минимальной температуры (Tmin) воздуха 10% самых теплых и 10% холодных дней в году соответственно.
• Повторяемость, среднее значение, тренд числа дней с осадками > 15 мм (P15), что соответствует числу сильных дождей;
• Повторяемость, среднее значение, тренд числа дней с осадками > 5 мм при отрицательной температуре воздуха (P5), что соответствует числу сильных снегопадов;
Результаты расчетов среднего значения и скорости изменения за 10 лет средней максимальной (Tmax) 10% самых теплых дней и средней минимальной температуры (Tmin) воздуха 10% самых холодных дней в году показали, что среднее значение Tmax имеет зональное пространственное распределение с минимальным значением 11°С на севере (Диксон) и максимальными значениями на юге рассматриваемой территории составляющими около 24 °С. За рассмотренный период отмечается тенденция увеличения Tmax со скоростью роста до 0,4°С / 10 лет (на юге территории).
В распределении среднего значения Tmin самая низкая температура наблюдается на востоке территории (до -42,2°С на станции Игарка), что объясняется влиянием в зимние месяцы Сибирского максимума. При этом скорости увеличения минимальной температуры в среднем выше, чем в поле максимальной температуры и достигает 0,6°С /10 лет (ст. Тарко-Сале).
Таблица 1
Среднее значение и скорость изменения (тренд) за 10 лет средней максимальной (Tmax) и средней минимальной температуры (^ш) воздуха для 10% самых теплых и 10% самых холодных дней соответственно
Станции Tmax, Tmin, °С
Среднее, °С Тренд, °С/10 лет Среднее, °С Тренд, °С/10 лет
Диксон 11,0 0,1 -35,9 0,5
Марресаля 15,4 0,0 -34,4 0,3
Дудинка 21,5 0,1 -41,5 0,2
Мыс Каменный 15,4 0,0 -37,1 0,1
Новый Порт 18,2 0,1 -37,0 0,3
Игарка 23,3 0,3 -42,2 0,3
Салехард 21,7 0,1 -36,5 0,0
Ныда 21,0 0,1 -37,2 0,2
Туруханск 24,0 0,4 -40,2 0,0
Саранпауль 24,8 0,1 -37,4 0,1
Тарко-Сале 24,1 0,1 -39,2 0,6
Анализ пространственного распределения повторяемости экстремальных осадков P15 (рис. 1а) показал, что увеличение повторяемости происходит в юго-западном направлении, где на станции Саранпауль достигается максимум равный более 1,2% случаев в год. Минимальная повторяемость наблюдается в северных районах и составляет не более 0,3-0,4% в год.
а б
Рис. 1. Распределение повторяемости (в процентах за год) числа дней с осадками P15 (а) и P5 (б) за 1951-2010 гг.
Такое распределение можно объяснить меньшим количеством летних осадков в районах Крайнего Севера, поскольку именно они вносят наибольший вклад в формирование показателя Р15. Распределение экстремальных осадков Р5 (рис. 1б) характеризуется минимальными значениями менее 1,2% в год в районе Обской губы и п-ов Ямал. Увеличение повторяемости отмечается в юго-западном (Саранпауль, более 2,4% в год) и северо-восточном (Дудинка, более 3% в год) направлениях.
Рисунок (2а) показывает тенденцию уменьшения числа дней с осадками Р15 почти на всей территории, с наибольшей скоростью на станции Диксон (-0,4 дня /10 лет). В осадках холодного периода (рис. 2б) отмечается, наоборот, практически повсеместное увеличение количества дней, достигая в южных районах скорости 1 день/ 10 лет. Исключение составляют Диксон и Мыс Каменный, где тенденции изменения отсутствуют.
а б
Рис. 2. Распределение скорости изменения (за 10 лет) числа дней с осадками P15 (а) и P5 (б) за 1951-2010 гг.
Таким образом, на основе проделанной работы можно сделать вывод: практически на всей исследуемой территории за период с 1951 по 2010 гг. происходит повышение экстремальных значений температуры воздуха, особенно средней минимальной температуры. При этом отмечается тенденция уменьшения числа дней с сильными летними осадками (P15) и увеличение осадков, наблюдаемых в холодный период года (P5).
Литература:
1. Bekryaev R.V., Polyakov I.V., Alexeev V.A. Role of Polar Amplification in Long-Term Surface Air Temperature Variations and Modern Arctic Warming. // Int. J. Climate. Vol. 23. P. 3888-3906.
2. Изменение климата, 2007 г.: Обобщающий доклад. Вклад рабочих групп I, II, и III в Четвертый доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / под ред. Пачаури Р.К., Райзингер А.И. - Женева: МГЭИК, 2007. 104 с.
References:
1. Bekryaev R.V., Polyakov I.V., Alexeev V.A. Role of Polar Amplification in Long-Term Surface Air Temperature Variations and Modern Arctic Warming. // Int. J. Climate. Vol. 23. P. 3888-3906.
2. IPCC, 2007: Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Pachauri, R.K and Reisinger, A. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 104 p.
