CC BY
50
Естественные и точные науки
• ••
79
УДК 911.2
СОВРЕМЕННАЯ КЛИМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
ПРЕДГОРНЫХ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО КАВКАЗА
MODERN CLIMATE VARIABILITY OF FOOTHILL LANDSCAPES OF THE NORTH-EASTERN CAUCASUS
© 2015 Братков В. В.*, Атаев З. В.
^Московский государственный университет геодезии и картографии Дагестанский государственный педагогический университет Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН
© 2015 Bratkov V. V.*, Ataev Z. V.
*Moscow State University of Geodesy of Cartography Dagestan State Pedagogical University Caspian Insitute of Biological Resources, Dagestan Scientific Centre, Russian Science Academy
Резюме. В статье анализируется изменчивость климатических параметров предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа: годовой температуры воздуха и количества осадков, а также коэффициента увлажнения за последние 60 лет. Для данных ландшафтов характерна большая временная неоднородность этих параметров не только за весь рассматриваемый период, но и в не меньшей степени - на протяжении коротких периодов (3-5 лет). В этой связи делается вывод о том, что короткопериодические изменения могут нивелировать последствия для ландшафтной структуры современных климатических изменений.
Abstract. The article analyzes the variability of climatic parameters of foothill landscapes of the North-East Caucasus: annual air temperature and precipitation and also the coefficient of moisture in last 60 years. Large temporal heterogeneity of these parameters for landscapes are characterized for the whole period, but no less - for short periods (3-5 years). In this regard, it is concluded that the short changes can reverse the effects for the landscape structure of modern climate changes.
Rezjume. V stat'e analiziruetsya izmenchivost' klimaticheskikh parametrov predgornykh land-shaftov Severo-Vostochnogo Kavkaza: godovoj temperatury vozdukha i kolichestva osadkov, a takzhe koehffitsienta uvlazhne-niya za poslednie 60 let. Dlya dannykh landshaftov kharakterna bol'shaya vremennaya neodnorodnost' ehtikh parametrov ne tol'ko za ves' rassmatrivaemyj period, no i v ne men'shej stepeni - naprotyazhenii korotkikh periodov (3-5 let). Vehtoj svyazi delaetsya vyvod o tom, chto korotkoperiodicheskie izmeneniya mogut nivelirovat' posledstviya dlya landshaftnoj struktury sovremennykh klimaticheskikh izmenenij.
Ключевые слова: предгорные ландшафты, Северо-Восточный Кавказ, климатические изменения, временная неоднородность климатических условий.
Key words: foothill landscapes, the North-Eastern Caucasus, climatic changes, temporal locality of climatic conditions.
Klyuchevye slova: predgornye landshafty, Severo-Vostochnyj Kavkaz, klimaticheskie izmeneniya, vremennaya neodnorodnost' klimaticheskikh uslovij.
Естественные и точные науки •••
Климат, после рельефа, выступает вторым по значимости фактором при формировании ландшафтов, особенно их высоких классификационных единиц. Однако климату, в отличие от рельефа, характерна довольно значительная временная изменчивость, то есть в одних и тех же ландшафтах в разные месяцы, сезоны и годы могут отмечаться несколько отличные условия. В этой связи нами для обоснования выделения низкогорно-предгорных ландшафтов были проанализированы не только статистические характеристики климата, такие, как средние многолетние величины температуры воздуха, количества осадков и величины увлажнения, но также и их изменения на протяжении рядов лет [1].
Средняя годовая температура воздуха в пределах предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа изменяется от +11,0° на наиболее низких гипсометрических уровнях до +8,0° при переходе собственно к горным ландшафтам. Она также отличается в разных частях предгорий: так, в восточном секторе, в Дагестане, где предгорья соседствуют с Каспийским морем, и они относительно открыты, температуры несколько выше по сравнению с западным сектором [2-4]. Заметно также снижение температуры при приближении к горному сооружению Большого Кавказа. Хорошо заметен также эффект котловинно-сти: температура в Грозном, расположенном на высоте 124 м лишь на 0,5° выше, чем температура в Буйнакске, который располагается на высоте 475 м, хотя с учетом влажноадиабатического градиента она должна быть меньше на 1,2-1,4°[5].
Количество годовых осадков предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа изменяется в довольно широких пределах: от 430 мм на наиболее низких гипсометрических уровнях до 600-800 на наиболее высоких. В случае сопоставимых высот меньше осадков получает восточный (дагестанский) сектор. Данный характер пространственного распределения осадков связан также с общекавказскими тенденциями: они уменьшаются с запада на восток. Однако, как и в случае распределения температур, довольно хорошо выражено влияние положения: более близкие к хребтам места являются относительно более влажными, чем удаленных от них.
Что касается условий увлажнения, то основная часть метеостанций иллюстрирует степные условия, и лишь при увеличении
80
высоты они сменяются лесостепными (Назрань, Михайловское и Владикавказ) [8]. Однако растительный покров в пределах предгорных ландшафтов показывает, что реальное распределение условий увлажнения, особенно локальное, гораздо более разнообразнее. Индикатором этого является разнообразие типов растительного покрова: здесь на сравнительно компактной территории отмечается сочетание древесных (на относительно крутых склонах) и кустарниковых (подножья) формаций с травяными (разные варианты степей) в пределах относительно ровных участков.
Климатические параметры, как отмечалось выше, обычно осредняются за несколько десятков лет. В последнее время, когда стала дискутироваться проблема изменения климата, минимальным временным отрезком, за который проявляются наиболее типичные черты климата того или иного региона, принимается 30 лет. При этом колебания климатических условий внутри этих временных промежутков рассматриваются чаще всего в качестве ландшафтообразующих процессов. Амплитуда этих изменений весьма существенна и изменяется в разных ландшафтах по-разному [6; 7; 9-11]. В этой связи временная неоднородность климатических условий, накладывающаяся на разнообразие литогенной основы и местоположений, может рассматриваться в качестве фактора не только динамики ландшафтов, но и ландшафтообразующего фактора. Минимальный временной ряд, за который следует рассматривать климатические условия, должен быть или 30 или 60 и более лет.
Изменение условий теплообеспечения предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа, выраженное через среднюю годовую температуру воздуха за 1950-2010 гг., иллюстрирует рис. 1.
Средняя температура воздуха в западном секторе составила за этот временной отрезок 8,7°, изменяясь от 7,1° в 1959 и 1969 гг. до 10° и более в 1966, 1999, 2007 и 2010 гг. Осреднения по десятилетиям дает следующие результаты: 1951-1960 гг. -8,3°, 1961-1979 гг. - 8,5°, 1971-1980 гг. -8,3°, 1981-1990 гг. - 8,6°, 1991-2000 гг. -8,9° и 2001-2010 гг. - 9,8°.
В центральном секторе средняя температура составила 10,3°, изменяясь от менее, чем 9,0° в 1956, 1959 и 1976 гг. до более 11° в 1962, 1966, 1995, 1998-2001 и во все ос-
Естественные и точные науки
• ••
81
тальные годы, начиная с 2004. Средняя температура по десятилетиям изменялась следующим образом: 1951-1960 гг. - 9,9°, 1961-1979 гг. - 10,1°, 1971-1980 гг. - 9,8°,
1981-1990 гг. - 10,1°, 1991-2000 гг. - 10,4° и 2001-2010 гг. - 11,3°.
Рис. 1. Изменение годовой температуры воздуха предгорных ландшафтов западного (верхний рисунок, м/с «Владикавказ») и центрального (нижний рисунок, м/с «Буйнакск»)
секторов Северо-Восточного Кавказа
Помимо того, что в обоих случаях отмечается постепенный рост температуры воздуха, начиная с 1990-х годов ХХ века, причем наиболее существенный в последнее рассматриваемое десятилетие, хорошо видно, что отмечается существенная изменчивость температуры воздуха на протяжении 2-3 лет. То есть, изменения температуры воздуха на протяжении коротких промежутков времени зачастую больше, чем за весь рассматриваемый промежуток. Например, в 1965 г. температура воздуха в западном секторе составила 8,0°, а в 1966 г. - 10,3°; в центральном секторе отмечалась аналогичная ситуация - 9,5 и 11,7° соответственно. Что касается амплитуды колебания температуры воздуха, то примерно до
1970-х годов отмечается значительная контрастность в термическом режиме ландшафтов; с 1970-х до начала 1990-х годов амплитуда сокращается, а затем вновь повышается.
Изменение количества годовых осадков за 1950-2010 гг. предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа иллюстрирует рис. 2.
Средняя годовая величина осадков в западном секторе составляет 873 мм, изменяясь от менее, чем 600 мм в 1954 и 1985 гг., и более, чем 1200 мм в 1963, 1967, 1992 гг. По десятилетиям картина изменения осадков следующая: 1951-1960 гг. - 750 мм, 1961-1979 гг. - 922 мм, 1971-1980 гг. - 827
82
• ••
Известия ДГПУ, №1, 2015
мм, 1981-1990 гг. - 858 мм, 1991-2000 гг. -927 мм и 2001-2010 гг. - 1004 мм.
Средняя годовая величина осадков в центральном секторе составила в 1950-2010 гг. 461 мм; менее 300 мм осадков в год отмечалось в 1952, 1954, 1957 и 1986 гг.; более 600 мм осадков выпало в 1963, 1967,
1981, 1983, 1999 и 2005 гг. По десятилетиям годовое количество осадков изменялось следующим образом: 1951-1960 гг. - 406 мм, 1961-1979 гг. - 453 мм, 1971-1980 гг. -452 мм, 1981-1990 гг. - 481 мм, 1991-2000 гг. - 472 мм и 2001-2010 гг. - 486 мм.
Рис. 2. Изменение годового количества осадков предгорных ландшафтов западного (верхний рисунок, м/с «Владикавказ») и центрального (нижний рисунок, м/с «Буйнакск»)
секторов Северо-Восточного Кавказа
Как и в случае изменения температуры воздуха, отмечается гораздо более существенная временная неоднородность выпадения осадков на протяжении 2-3 лет, чем за почти весь рассматриваемый промежуток. Так, наиболее контрастным количество осадков отличалось в начале 1980-х годов, когда их величина изменялась от 644 мм в
1981 г. до 221 мм в 1986 г. (почти 300%!) в центральном секторе Северо-Восточного Кавказа и от 555 мм в 1985 г. до 1042 мм в
1982 г. (почти 200%). Увеличение количества выпадающих осадков в последнее десятилетие можно объяснить общим увеличением температуры воздуха, исходя из то-
го физического положения, что величина водяного пара, или общее влагосодержание, есть функция от температуры воздуха. Так, максимальное влагосодержание отмечается на экваторе, а минимальное - в приполярных широтах.
Интегральным показателем условий тепло- и влагообеспечения является коэффициент увлажнения, который представляет собой отношение величины осадков к испаряемости, чаще всего за тот же период. Этот коэффициент, рассчитанный за многолетний период, позволяет оценить соответствие климатических условий, точнее -условий тепло- и влагообеспечения вегета-
Естественные и точные науки •••
ционного периода, характеру растительности. Однако его же можно применять для оценки этих условий для конкретных лет.
Изменение коэффициента увлажнения предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа за 1950-2010 гг. иллюстрирует рис. 3.
В западном секторе Северо-Восточного Кавказа величина коэффициента увлажнения Н.Н. Иванова за 1950-2010 гг. составила 0,99, изменяясь от менее 0,60 (степные условия) в 1954 г. до более 1,40
83
(влажные леса). В 1951-1960 гг. величина коэффициента увлажнения составляла 0,86, в 1961-1979 гг. - 1,08, в 1971-1980 гг. -0,92, в 1981-1990 гг. - 1,00, в 1991-2000 гг. - 1,04 и 2001-2010 гг. - 1,08, то есть условия вегетационного периода в целом «сдвигаются» в сторону лесной зоны, но при этом через 2-3 года устанавливаются лесостепные условия, которые к тому же могут отмечаться не один, а несколько лет подряд (например, в 2006-2008 гг.).
Рис. 3. Изменение коэффициента увлажнения предгорных ландшафтов западного (верхний рисунок, м/с «Владикавказ») и центрального (нижний рисунок, м/с «Буйнакск»)
секторов Северо-Восточного Кавказа
В центральном секторе СевероВосточного Кавказа средняя величина коэффициента увлажнения за 1950-2010 гг. составила 0,48, изменяясь от менее 0,30 (полупустынные условия) в 1952, 1954, 1957, 1986 гг. до более 0,60 (лесостепь) в 1963, 1967-1968, 1973, 1981, 1983, 1999 гг. По десятилетиям величина коэффициента
увлажнения изменялась следующим образом: 1951-1960 гг. - 0,43, 1961-1979 гг. -0,49, 1971-1980 гг. - 0,48, 1981-1990 гг. -0,50, 1991-2000 гг. - 0,48 и 2001-2010 гг. -0,48. Как и в западном секторе отмечается гораздо более существенная изменчивость на протяжении коротких отрезков времени,
84
• ••
Известия ДГПУ, №1, 2015
а не только за весь рассматриваемый период.
Таким образом, как видно из представленных данных, предгорные ландшафты Северо-Восточного Кавказа характеризуются большой временной неоднородностью климатических условий. Она проявляется в том, что для таких важнейших климатических параметров, как температура, осадки и условия увлажнения, характерна большая амплитуда колебаний, при этом изменчивость от года к году бывает сопоставима с изменчивостью за гораздо более длительный временной отрезок. Для годовой температуры воздуха амплитуда колебания составляет около 4° и, несмотря на существующие современные тенденции к увеличению (так называемое «глобальное потепление»), ее неоднородность в пределах малых временных отрезков осталась такой же, как и для больших, то есть 2-3-летние вариации могут «гасить» нарастающие тенденции.
Еще большая изменчивость и неоднородность характерна для величины осадков и в большей степени производной от них коэффициента увлажнения. Годовая величина осадков изменяется в обоих случаях
более чем на 300%, тогда как в зональных ландшафтах на равнинах и высотнозональных в горах эта изменчивость существенно меньше. Так, климат переходных ландшафтов характеризуется отношением максимального количества осадков к минимальному величиной всегда 300%, а климат предгорных - больше 300%. Поэтому данный показатель, а именно, величина изменчивости осадков может быть надежным индикатором для выделения переходных ландшафтов, в нашем случае низко-горно-предгорных. Как и температуры, величина осадков и коэффициент увлажнения характеризуются существенной временной неоднородностью в короткие промежутки времени, которая перекрывает низкочастотную составляющую, находящую выражение в современных климатических изменениях. Поэтому последние находят свое выражение в том, что при однонаправленных тенденциях изменения климата (выраженное на протяжении нескольких лет подряд похолодание/потепление или гумиди-зация/аридизация) создаются предпосылки для изменения площадей соответствующих типов растительности.
Работа выполнена при финансировании по Тематическому плану Министерства образования и науки Российской Федерации (Номер темы 2374)
Литература
1. Атаев З. В. Ландшафтный анализ низкогорно-предгорной полосы Северо-Восточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки.
2008. № 1. С. 59-67. 2. Атаев З. В. Климатическая дифференциация низкогорно-предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. № 5. С. 287-291. 3. Атаев З. В., Братков В. В., Гаджимурадова З. М. Роль климатического фактора в
формировании низкогорно-предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Молодой ученый. 2012. № 10. С. 105-108. 4. Атаев З. В., Братков В. В., Гаджимурадова З. М., Заурбеков Ш. Ш. Климатические особенности и временная структура предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2011. № 1. С. 92-96. 5. Братков В. В., Атаев З. В., Байрамкулова Б. О. Географические особенности горных умеренных семиаридных и семигумидных ландшафтов северного макросклона Большого Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2009. № 1. С. 92-96. 6. Братков В. В., Атаев З. В., Байсиева Л. К. Временная неоднород-
ность климатических условий предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Юг России: экология, развитие. 2013. № 1. С. 6-11. 7. Братков В. В., Атаев З. В., Байсиева Л. К., Гаджимурадова З. М. Влияние длительновременных климатических изменений на структуру предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2013. № 1 (22). С. 76-80. 8. Заурбеков Ш. Ш. Современные климатические изменения и их влияние на ландшафтную структуру региона (на примере Северного Кавказа): Автореф. дисс. ... д-ра геогр. наук. Краснодар, 2012. 48 с. 9. Корецкий А. В., Заурбеков Ш. Ш., Атаев З. В. Сравнительный анализ временной структуры лесостепных ландшафтов Центрального и Восточного Предкавказья // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2010. № 4. С. 105-108. 10. Ataev Z. V., Bratkov V. V. The climatic features and the tem-
Естественные и точные науки
• ••
85
poral structure of the foothill landscapes in the Northeastern Caucasus // European researcher = Европейский исследователь. 2011. № 10. С. 1439-1444. 11. Bratkov V. V., Ataev Z. V. Temporal inho-
mogeneity of North-East Caucasus piedmont landscapes weather conditions // European researcher = Европейский исследователь. 2013. T. 46. № 4-2. С. 957-964.
References
I. Ataev Z. V. Landscape analysis of the low mountain-foothill strip of North-Eastern Caucasus // Proceed-
ings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences. 2008. # 1. P. 59-67. 2. Ataev Z. V. Climatic differentiation of the low mountain-foothill landscapes of the North-Eastern Caucasus // Acute problems of humanities and natural sciences. 2012. # 5. P. 287-291. 3. Ataev Z. V., Bratkov V. V., Gadzhimuradov Z. M. The role of climatic factors in the formation of the low mountain-foothill landscapes of the North-Eastern Caucasus // Young scientist. 2012. # 10. P. 105-108. 4. Ataev Z. V., Bratkov V. V.,
Gadzhimuradov Z. M., Zaurbekov Sh. Sh. Climatic features and temporal structure of foothill landscapes of the North-Eastern Caucasus // Proceedings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences. 2011. # 1. P. 92-96. 5. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Bayramkulova B. O. Geographical features of mountain temperate semiarid and semi-humid landscapes of the Northern macroslope of the Greater Caucasus // Proceedings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences. 2009. # 1. P. 92-96. 6. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Baysieva L. K. Temporal heterogeneity of climatic conditions of the foothill landscapes of the North-Eastern Caucasus // The South of Russia: ecology, development. 2013. # 1. P. 6-11. 7. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Baysieva L. K., Gadzhimuradov Z. M. The effect of the long-term climatic changes on the structure of foothill landscapes of the North-Eastern Caucasus // Proceedings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences. 2013. # 1 (22). P. 76-80.
8. Zaurbekov Sh. Sh. Current climate changes and their impact on the landscape structure of the region (on the example of the North Caucasus): Abstr. Diss. ... Dr. Geogr., 2012. 48 p. 9. Koretsky A. V., Zaurbekov
S. S. Ataev Z. V. Comparative analysis of temporal patterns of forest-steppe landscapes of the Central and Eastern Caucasus // Proceedings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences. 2010. # 4. P. 105-108. 10. Ataev Z. V., Bratkov V. V. The climatic features and the temporal structure of
the foothill landscapes in the Northeastern Caucasus // European researcher. 2011. # 10. P. 1439-1444.
II. Bratkov V. V., Ataev Z. V. Temporal inhomogeneity of the North-East Caucasus piedmont landscapes weather conditions // European researcher. 2013. Vol. 46. # 4-2. P. 957-964.
Literatura
1. Ataev Z. V. Landshaftnyj analiz nizkogorno-predgornoj polosy Severo-Vostochnogo Kavkaza // Izvestija Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki. 2008. № 1. S. 59-67. 2. Ataev Z. V. Klimaticheskaja differenciacija nizkogorno-predgornyh landshaftov Severo-
Vostochnogo Kavkaza // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk. 2012. № 5. S. 287-291.
3. Ataev Z. V., Bratkov V. V., Gadzhimuradova Z. M. Rol' klimaticheskogo faktora v formirovanii nizkogorno-predgornyh landshaftov Severo-Vostochnogo Kavkaza // Molodoj uchenyj. 2012. № 10. S. 105-108.
4. Ataev Z. V., Bratkov V. V., Gadzhimuradova Z. M., Zaurbekov Sh. Sh. Klimaticheskie osobennosti i vre-mennaja struktura predgornyh landshaftov Severo-Vostochnogo Kavkaza // Izvestija Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki. 2011. № 1. S. 92-96.
5. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Bajramkulova B. O. Geograficheskie osobennosti gornyh umerennyh semiarid-nyh i semigumidnyh landshaftov severnogo makrosklona Bol'shogo Kavkaza // Izvestija Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki. 2009. № 1. S. 92-96.
6. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Bajsieva L. K. Vremennaja neodnorodnost' klimaticheskih uslovij predgornyh
landshaftov Severo-Vostochnogo Kavkaza // Jug Rossii: jekologija, razvitie. 2013. № 1. S. 6-11. 7. Bratkov V. V., Ataev Z. V., Bajsieva L. K., Gadzhimuradova Z. M. Vlijanie dlitel'novremennyh klimaticheskih izmenenij na strukturu predgornyh landshaftov Severo-Vostochnogo Kavkaza // Izvestija Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki. 2013. № 1 (22). S. 76-80. 8. Zaurbekov Sh. Sh. Sovremennye klimaticheskie izmenenija i ih vlijanie na landshaftnuju strukturu regio-na (na primere Severnogo Kavkaza): Avtoref. diss. ... d-ra geogr. nauk. Krasnodar, 2012. 48 s. 9. Koreckij A. V., Zaurbekov Sh. Sh., Ataev Z. V. Sravnitel'nyj analiz vremennoj struktury lesostepnyh landshaftov Cen-tral'nogo i Vostochnogo Predkavkaz'ja // Izvestija Dagestanskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki. 2010. № 4. S. 105-108. 10. Ataev Z. V., Bratkov V. V. The cli-
matic features and the temporal structure of the foothill landscapes in the Northeastern Caucasus // European researcher = Evropejskij issledovatel'. 2011. № 10. S. 1439-1444. 11. Bratkov V. V., Ataev Z. V.
Temporal inhomogeneity of North-East Caucasus piedmont landscapes weather conditions // European researcher = Evropejskij issledovatel'. 2013. T. 46. № 4-2. S. 957-964.
Статья поступила в редакцию 12.02.2015 г.
86
• ••
Известия ДГПУ, №1, 2015
