CC BY
27
УДК 504.63(23.470.67.03)
СОВРЕМЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ КЛИМАТА НИЗМЕННО-РАВНИННЫХ АККУМУЛЯТИВНЫХ ЛАНДШАФТОВ С БОГАТО-РАЗНОТРАВНО-ЗЛАКОВЫМИ СТЕПЯМИ
ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
© 2008 Ткаченко Ю.Ю., Джандубаева Т.З., Гаджибеков М.И.* Ставропольский государственный университет ^Дагестанский филиал Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена
Анализируется изменение гидротермических условий в пределах низменно-равнинных аккумулятивных ландшафтов с богато-разнотравно-злаковыми степями Западного Предкавказья на основе данных метеостанции «Краснодар» за 1945-2000 гг. Выявлены тенденции изменения температур, осадков, а также гидротермического коэффициента и коэффициента увлажнения. Тенденции изменения свидетельствуют о том, что климатические условия последнего времени способствуют более широкому развитию лесостепной растительности, а не степной, которая была характерна для данного ландшафта в предшествующий период.
Change of hydro-thermal conditions within low-lying flat accumulative landscapes with rich motley grass-cereal steppes in West of Fore-Caucasus based on the data of "Krasnodar" meteorological station during 1945-2000 have been analized. The trends of temperature, precipitation changes, as well as the hydro-thermal coefficient and the moistening coefficient have been revealed. The trends of change are indicative of the fact that climate conditions of the present time promote broader development of forest-steppe vegetation, rather than steepe, which was typical for the given landscape at preceding period.
Ключевые слова: низменно-равнинные аккумулятивные ландшафты, колебания климата, гидротермический коэффициент, коэффициент увлажнения, богато-разнотравно-злаковые степи.
Keywords: low-lying flat accumulative landscapes, climate fluctuations, hydro-thermic factor, factor of moistening, rich motley grass-cereal steppes.
Климатические условия являются одним из основных ландшафтообразующих факторов. Изменения климатических условий приводят к перестройке ландшафтной структуры территории.
Под климатическими изменениями обычно понимаются изменения климатических условий на Земле в целом или в отдельных регионах. К ним относятся колебания климата на протяжении геологического времени (связанные, как правило, с покровными оледенениями); исторические (охватывающие периоды времени в
несколько тысячелетий), а также современные (в десятки и сотни лет). Климатические изменения обусловлены космическими, астрономическими, геологическими и другими факторами, а также деятельностью человека [3].
Низменно-равнинные аккумулятивные ландшафты с богато-разнотравнозлаковыми степями получили распространение преимущественно в Западном Предкавказье [1]. В настоящее время они сохранились фрагментарно, а сам район их распространения является одним из
крупнейших в России производителей зерна.
В качестве индикаторов изменения климата применялись следующие показатели: min - средняя минимальная температура месяца и года, max - средняя максимальная температура месяца и года; avg - средняя величина температуры месяца и года, std - стандартное отклонение температуры от средней температуры за период 1945-2005 гг.; справочник -средняя температура соответствующего
месяца или года в соответствии с данными «Справочника по климату СССР»; разница - разница между данными за рассматриваемый период и данными «Справочника...» [2].
Для анализа климатических изменений в пределах данного ландшафта использовались данные метеостанции «Краснодар» (29 м) за 1945-2005 гг. Изменения температуры воздуха иллюстрируют табл. 1 и рис. 1.
Таблица 1
Изменения температуры воздуха за 1945-2005 гг.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Min -10,8 -12,8 -2,1 8,1 14,6 19,2 20,8 19,4 14,5 6,2 0,1 -4,8 9,2
Max 5,1 6,8 8,8 15,7 20,5 23,9 27,5 25,9 22,9 16,3 9,5 7,1 13,4
Avg -0,5 0,3 4,5 11,9 17,1 21,0 23,6 22,9 17,8 11,3 6,1 1,7 11,5
Std 3,4 3,9 2,5 1,9 1,4 1,3 1,2 1,4 1,6 2,2 2,0 2,6 0,9
-1,8 -0,9 4,2 10,9 16,8 20,4 23,2 22,7 17,4 11,6 5,1 0,4 10,8
1,3 1,2 0,3 1,0 0,3 0,6 0,4 0,2 0,4 -0,3 1,0 1,3 0,6
Рис. 1. Ход температур за 1945-2005 гг.
Минимальная годовая температура воздуха за этот период составила 9,2°С в 1945 г., максимальная - 13,4°С в 1966 г. В целом рост температуры составил 0,6°С по сравнению с предыдущим периодом. При этом наиболее существенный и стабильный рост температуры воздуха зафиксирован в календарные зимние месяцы - 1,2-1,3°С. Собственно зимний сезон, то есть период с температурами ниже 0°, отмечается только в ян-
варе, тогда как в остальные календарные зимние месяцы температура превышает 0°. Температура летнего сезона возросла в меньшей степени и ее рост менее однороден, чем в холодное время года. Так, в мае он составил 0,3°С, в июне -0,6°С, в июле и августе - 0,2°С, а в сентябре - 0,4°С. Что касается переходных сезонов, то весной отмечается стабильный рост температуры: 0,3°С в марте и 1,0°С в апреле. При этом февраль можно
отнести как к зимнему, так и весеннему месяцу. В начале осени отмечается падение температуры - на 0,3°С, тогда как в ноябре, наоборот, рост на 1,0°С, декабрь также следует относить к осеннему сезону, так как температура составляет 1,6°С.
Показателем, характеризующим нестабильность условий, является стандартное отклонение. Его величина максимальна в зимние календарные месяцы и минимальна в летние. Наибольшее разнообразие термических условий отмечается в феврале, когда амплитуда температур составляет около 20°С, то есть в отдельные годы в феврале наблюдаются типичные зимние условия, а в другие - весенние. Эта тенденция характерна для всего периода, когда возможны отрицательные температуры. В теплое время года столь ярко выраженных колебаний температур не зафиксировано.
Изменения температур воздуха по 5летним периодам иллюстрирует табл. 2. Наиболее низкие годовые температуры отмечались в начале рассматриваемого
периода, но они росли от 1946-1950 к 1961-1965 гг. Во второй половине 1960-х фиксируется первый максимум температуры воздуха, затем она несколько снижается, в 1980-е и начале 1990-х гг. наблюдаются ее значения, близкие к средним данным по анализируемому ряду. Во второй половине 1990-х годов заметен второй максимум в ХХ в., но далее опять продолжается рост, который перекрывает ее повышения за анализируемый период - он составляет 1,1 °С.
Гораздо более существенные изменения температуры воздуха отмечаются в отдельные месяцы и сезоны года. При этом вклад разных месяцев неодинаков. Так, существенное увеличение температуры последнего рассматриваемого отрезка связано с ростом, в первую очередь, температуры зимних месяцев (почти на 2,5 °С) и в меньшей степени - летних (на 1,3-1,5°С). В целом колебания зимних температур гораздо более существенны, чем колебания летних практически во все изучаемые пентады.
Таблица 2
Изменения годовой и месячной температуры воздуха по пятилетиям
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1946-50 -4,5 -0,6 4,3 11,5 17,2 21,5 23,0 22,5 17,6 9,3 5,6 0,9 10,7
-4,0 -0,9 -0,2 -0,4 0,1 0,6 -0,6 -0,5 -0,2 -2,0 -0,5 -0,9 -0,8
1951-55 -0,7 -0,4 3,2 10,7 16,7 20,8 23,6 23,4 17,9 11,8 5,3 0,6 11,1
-0,1 -0,8 -1,3 -1,2 -0,4 -0,2 0,0 0,4 0,1 0,5 -0,8 -1,2 -0,4
1956-60 1,9 -0,4 2,0 11,6 16,8 21,1 23,4 23,1 16,1 10,6 4,8 1,9 11,1
2,5 -0,8 -2,5 -0,3 -0,3 0,2 -0,2 0,2 -1,7 -0,7 -1,4 0,1 -0,4
1961-65 -2,3 -0,4 4,3 11,1 16,9 21,9 23,7 22,6 18,1 10,6 7,2 3,1 11,4
-1,8 -0,7 -0,2 -0,7 -0,2 0,9 0,1 -0,3 0,4 -0,6 1,1 1,4 -0,1
1966-70 0,4 1,1 5,0 12,8 17,9 20,3 23,5 22,8 17,8 11,6 8,0 2,1 12,0
1,0 0,7 0,5 1,0 0,8 -0,7 -0,1 -0,1 0,0 0,4 1,9 0,4 0,5
1971-75 -3,5 0,4 5,0 12,6 17,4 21,6 23,6 22,6 17,9 12,3 6,3 1,9 11,5
-3,0 0,0 0,4 0,8 0,3 0,6 0,1 -0,3 0,1 1,1 0,1 0,2 0,0
1976-80 -2,4 0,9 5,4 11,9 17,0 20,5 22,9 22,3 17,3 9,5 6,9 2,4 11,2
-1,9 0,5 0,8 0,0 -0,1 -0,5 -0,7 -0,6 -0,5 -1,7 0,7 0,7 -0,3
1981-85 1,2 -0,5 3,2 11,8 18,0 20,6 22,8 22,3 18,4 11,8 5,8 2,0 11,4
1,7 -0,9 -1,3 -0,1 0,9 -0,3 -0,8 -0,6 0,6 0,6 -0,3 0,2 0,0
1986-90 0,5 0,6 5,3 12,6 16,0 20,6 23,6 22,9 17,6 10,8 5,8 2,1 11,5
1,1 0,3 0,8 0,7 -1,1 -0,4 0,0 0,0 -0,2 -0,5 -0,3 0,4 0,1
1991-95 0,8 -0,3 5,9 11,8 16,3 20,9 23,1 22,9 18,3 12,6 5,8 0,1 11,5
1,3 -0,6 1,3 -0,1 -0,8 -0,1 -0,4 0,0 0,5 1,3 -0,3 -1,6 0,0
1996-2000 -0,1 2,0 5,3 13,0 17,5 21,7 25,0 23,6 17,3 12,2 5,7 3,3 12,2
0,5 1,7 0,8 1,2 0,4 0,7 1,4 0,7 -0,5 0,9 -0,5 1,6 0,7
2001-05 2,2 2,6 6,1 11,7 17,9 20,6 24,9 24,2 19,3 12,5 7,2 1,3 12,5
2,7 2,3 1,6 -0,2 0,8 -0,4 1,3 1,3 1,5 1,2 1,0 -0,4 1,1
Довольно хорошо просматривается вклад месячных температур в изменение годовых: так, в 1946-1960 гг. температура была ниже среднемноголетней за счет падения температуры почти во все месяцы, но наиболее существенно - в холодную половину года. Рост температуры в 19661970 гг. в большей степени сопровождался ее увеличением опять же зимой и в меньшей степени - летом. В годы, когда она была близка к среднемноголетней (19861995 гг.), опять же значительное повышение отмечалось зимой, тогда как в переходные сезоны было заметно понижение. Наконец, рост температуры в последний временной отрезок сопровождался ее увеличением в холодное время года и падением в отдельные месяцы теплого периода. Заметно также, что температура теплого периода варьирует в гораздо меньшей степени по сравнению с холодным.
Изменения количества осадков за данный период иллюстрируют табл. 3. и рис. 2. Среднее годовое их количество составило 662 мм, минимальное - 467 мм в 1976 г. (величина, характерная для степных ландшафтов), а максимальное - 1029 мм в 1988 г. (для лесных ландшафтов). В целом рост годового количества осадков составил 52 мм (около 8%), а их прирост наиболее значителен в январе (12 мм) и июне (22 мм), тогда как в остальные месяцы изменения менее существенны, причем они имеют разные знаки. Наибольшие колебания величины осадков отмечаются в летние месяцы, особенно в июне, хотя и в остальные месяцы величина отклонения приближается к среднему их количеству.
Колебания годового и месячного количества осадков по пятилетиям иллюстрирует табл. 4.
Изменение величины годовых осадков за 1945-2005 гг.
Таблица 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Min 7 0 1 9 0 4 0 1 1 1 4 8 467
Max 153 132 108 182 158 307 171 178 104 193 167 179 1029
Avg 62 50 50 52 62 79 53 51 39 52 64 72 685
Std 34 33 25 30 36 52 40 40 26 33 38 37 127
50 50 48 48 57 57 60 48 38 52 59 66 633
12 0 2 4 5 22 -7 3 1 0 5 6 52
Рис. 2. Годовой ход осадков за 1945-2005 гг.
Таблица 4
Изменения годового и месячного количества осадков по пятилетиям
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1946-1950 67 58 44 34 36 65 53 34 20 73 44 40 570
6 8 -6 -17 -25 -14 -1 -16 -19 21 -20 -32 -117
1951-1955 70 61 62 38 66 86 52 51 19 33 69 65 672
9 10 12 -14 4 7 -2 0 -20 -19 6 -7 -15
1956-1960 55 68 48 46 66 59 52 40 38 36 36 61 604
-6 18 -2 -6 4 -20 -2 -12 -1 -16 -27 -11 -81
1961-1965 72 61 53 81 50 79 44 60 33 30 73 81 716
10 11 3 29 -12 1 -9 9 -6 -22 9 8 31
1966-1970 66 28 60 47 70 85 35 72 26 43 63 92 688
4 -21 10 -5 8 6 -18 21 -13 -9 0 20 3
1971-1975 34 29 33 55 53 66 60 71 44 58 71 77 651
-28 -21 -17 3 -9 -13 7 20 5 6 8 5 -34
1976-1980 54 30 44 55 53 50 69 32 58 55 48 57 605
-8 -20 -7 3 -9 -29 16 -19 19 3 -15 -15 -80
1981-1985 68 50 43 54 45 55 55 50 31 32 53 81 618
6 0 -7 3 -17 -24 2 -1 -8 -20 -11 9 -67
1986-1990 75 41 33 44 106 127 46 31 46 52 83 81 767
14 -8 -18 -7 44 48 -8 -20 7 0 20 9 82
1991-1995 74 31 50 60 77 72 65 32 55 52 65 52 684
12 -18 0 8 15 -6 12 -19 16 0 2 -21 -1
1996-2000 49 70 55 61 80 101 60 82 50 97 88 96 888
-9 20 5 9 18 22 7 31 11 45 24 24 203
2001-2005 66 66 72 42 52 99 55 60 53 59 66 72 761
-10 16 22 -9 -10 20 2 9 14 7 2 0 76
За данный период отмечались довольно существенные изменения величины осадков по пентадам: наиболее сухими были 1946-1950, 1956-1960 и 1976-1985 гг.; менее сухими - 1971-1975 и 19811985 гг. Близкими к среднемноголетним были 1951-1955, 1966-1970 и 1991-1995
гг. Начиная с 1995 г. происходит устойчивый рост количества осадков, который достиг максимума в 1996-2000 гг. - около 30%, и это несмотря на то, что абсолютный годовой максимум отмечался в 1987 г. В последний отрезок времени наблюда-
ется некоторое замедление роста величины осадков.
Изменения осадков по сезонам и месяцам года носят более сложный характер. Так, в зимний период осадки были существенно ниже в декабре 1946-1950 и 1991-1995 гг., январе и феврале 19711975 гг. Более влажные - декабрь 19661970 гг., январь 1986-1990 гг., февраль 1951-1960 и 1996-2000 гг. Осадки весеннего периода значительно ниже в марте 1971-1975 и апреле 1946-1950 гг. Существенно выше многолетней нормы осадков - в марте 2001-2005 гг. и апреле 1961-1965 гг. Колебания летних осадков весьма широки. Так, например, 19461950 гг. были более сухими потому, что во все летние месяцы отмечался дефицит осадков. Аналогичная ситуация в 19761980 гг., хотя июль и сентябрь были несколько более влажными. Противопо-
ложная ситуация была в 1996-2000 гг.: максимум осадков - летом и осенью, поэтому период более влажный. Что касается отдельных месяцев, то наиболее сухими стали май 1946-1950 и 1981-1985 гг., июнь 1976-1985 гг., июль 1966-1970 гг., август 1956-1960 и 1991-1995 гг., сентябрь 1946-1956 и 1966-1970 гг. Больше, чем в среднем, осадков выпадало в мае и июне 1986-1990, 1996-2000 гг., июле 1976-1980 и 1991-1995 гг., августе 1996-2000 гг., сентябре 1976-1980 и 1991-1995 гг. Что касается осенних месяцев, то чаще отмечается ситуация с превышением осадков, чем с их недостатком. Наиболее сухими были сентябрь 1951-1965 и 1981-1985 гг. и ноябрь 19461950, 1956-1960 гг. Существенный рост осенних осадков отмечался в 1991-2000 гг.
Рис. 3. Изменение величины ГТК за период 1945-2005 гг.
Рис. 4. Изменение величины Ку за период 1945-2005 гг.
Самые заметные изменения величины осадков отмечались в 1946-1950 гг. -в подавляющем большинстве месяцев, и за год в целом их количество было ниже нормы, особенно в теплое время года. Наиболее влажными были 1996-2000 г., когда, за исключением января, осадков было больше, чем в среднем. Близкими к среднемноголетним были 1976-1980 и 1991-1995 гг. Наиболее заметен вклад лета в годовую величину осадков.
Изменения гидротермического коэффициента (ГТК) и коэффициента увлажнения (Ку) иллюстрируют рис. 3-4. Средняя величина ГТК за исследуемый период составляет 0,95 при отклонении 0,27. При этом в отдельные годы ГТК снижается до 0,43, тогда как в другие достигает 1,70. Несмотря на то, что линейный тренд показывает рост, по сравнению с предыдущим периодом изменение величины ГТК составляет лишь 0,02, что указывает на относительно стабильные условия тепло- и влагообеспечения периода активной вегетации. Ку составляет 0,65, изменяясь от 0,46 в 1946 г. до
0,96 в 1997 г.
Таким образом, в пределах данного ландшафта отмечается рост температур воздуха и величины выпадающих осадков. Однако наиболее существенно изменились ГТК и Ку - их величина устойчиво растет, хотя и разными темпами, с 1986 г. и до настоящего момента.
Тенденции изменения свидетельствуют о том, что климатические условия последнего времени способствуют более широкому развитию лесостепной растительности, а не степной, которая была характерна для данного ландшафта в предшествующий период.
Примечания
1. Ландшафтная карта Кавказа. Масштаб 1:1000000 / Сост. Н.Л. Беручашвили, С.Р. Арутюнов, А.Г. Тедиа-швили. - Тбилиси, 1979. 2. Справочник по климату СССР. Вып.13-16. Ч.1-4. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 1970. 3. Щукин И.С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии / Под ред. А.И. Спиридонова. М.: Советская энциклопедия, 1980. - 703 с.
