CC BY
19
УДК 631.445.4:551.5(075)
ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В КАМЕННОЙ СТЕПИ1 Ю.И. Чевердин, Ю.Н. Зборищук
(1-ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН; кафедра общего почвоведения МГУ)
Одной из основных отличительных особенностей Каменной степи во время начала работ экспедиции проф. В.В. Докучаева были частое повторение летних засух и связанные с этим низкие урожаи зерновых культур. Все это и послужило основной причиной организации проведения в степных условиях крупномасштабных исследований по коренному преобразованию территории с целью улучшения обводненности степи и влагообеспеченности культурных растений. В связи с этим представляет определенный научный интерес анализ изменения климатических условий за период с момента основания Каменностепной опытной станции до настоящего времени. Метеонаблюдения в Каменной степи ведутся с момента начала научно-исследовательских работ — с 1892 г.
Несмотря на то что за более чем столетний период были годы как с большим количеством атмосферных осадков и низким температурным фоном, так и, наоборот, с жаркими и сухими условиями в течение длительного времени, проявляются следующие общая закономерность и тенденции:
а) существенное увеличение количества атмосферных осадков, особенно в зимний период;
б) повышение на этом фоне среднемноголетних температур воздуха более чем на 1° и также в основном в холодное время года.
Среднегодовое количество атмосферных осадков с 1894 по 2005 г. сильно изменилось (рис. 1). Если за начало отсчета взять первые годы работы станции, то их величина составляла за 1894—1900 гг. в среднем 370 мм, за 1901—1905 гг. — 402 мм, за 1906—1910 гг. — 374 мм, т.е. находилась в пределах, близких к 400 мм. Совсем другие условия увлажнения складываются в последнее время. С 1990 по 1995 и с 1996 по 2000 г. выпало в среднем 505 мм осадков.
Особенно существенные изменения произошли за 2001-2005 гг. — 538 мм. Таким образом, общее увеличение выпадающих осадков превышает 150 мм в год. Вместе с тем в 2000, 2001, 2004 гг. значения были близки к 600 мм, а в 2005-2006 гг. превысили эту величину и составили соответственно 683 и 612 мм. Такое количество атмосферных осадков за весь период наблюдений раньше не отмечалось, за исключением 1925 г. — 826 мм.
Интересна цитата из письма А.И. Мальцева Н.И. Вавилову, датируемого 8 сентября 1925 г.: «Лето здесь — какой-то потоп. Льют небывалые ливни, вода у нас вышла из берегов даже в балках, на дворе у нас озеро стоит все время, и предприимчивые обитатели нашей коммуны начали разводить даже уток. Одним словом, черт знает что такое. Вся засухоустойчивость сгнила в стогах, сгнило все сено, гниет на корню бахча, большие сомнения, что многое, наиболее интересное (как, например, та же суданка) вызреет. По причине дождей к посеву озимых еще не приступали. Не приступали еще и к переносу построек опытной станции, т.к. средства здесь еще не получены. Это очень скверно, т.к. в дальнейшем может быть под осень такая же погода».
При этом произошло межсезонное перераспределение, и в холодный период года (с ноября по март) количество осадков увеличилось с 73,7-107,4 до 162,5-194,3 мм, т.е. более чем в два раза. Их доля в годовом балансе увеличилась с 19,9-25,9 до 31,8-33,9%. В теплый период существенных изменений не выявлено — 260,8-304,4 мм в 1894-1910 и 319,2-372,7 мм в 1990-2005 гг.
Среднегодовая температура воздуха, как и количество осадков, имела четкую однонаправленную тенденцию к повышению абсолютных значений. С 1894 по 1900 и с 1901 по 1910 г. температурный
1914 1924 1934 1944 1954 1964 1975 1984
Рис. 1. Среднегодовое количество осадков за период наблюдений
1 При написании этой статьи использованы материалы www.karelia.ru и фондовые материалы НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева.
2 д 111 111 I 11 I 11 I 11 11 I 11 I 11 I 11 I 111 111 111 1111111 111 111 11 I I I I I I I I I 11 I 111 111 111 1111 111 111 111 111 I 11 I 11 I 11 11 I 11 I 11 I 11 111
'1893 1903 1913 1923 1933 1943 1953 1963 1973 1983 1993 2003
Рис. 2. Среднегодовая температура за период наблюдений
режим в среднемноголетнем цикле находился в пределах 4,8—5,4°, т.е. близких к 5° (рис. 2). В связи с общими глобальными изменениями климата в течение XX столетия температурный фон в Каменной степи повысился за 1990—2000 гг. до 6,5° и до 7,3° за
2000—2005 гг. Таким образом, можно констатировать существенное, более чем на 1°, повышение температуры воздуха, которое может оказывать важное влияние на общую экологическую ситуацию, а также на изменение течения почвообразовательных процессов.
Рассматривая сезонную динамику изменения температурного фона, необходимо отметить следующее. Среднегодовое повышение произошло в основном в холодный период года (с ноября по март), а в теплое время хотя и отмечается некоторое повышение температур, но в значительно меньших размерах. Так, если в начальный период наблюдений (1894—1910) температура воздуха в осенне-зимний сезон составляла —6,25...—7,35°, то в последние 15 лет повысилась до —3,08...—4,63°. Причем значение —3,08° относится к
2001—2005 гг. В летний период динамика изменения температурного режима составляла соответственно следующий ряд: 13,48—13,73 и 14,54—14,66°. Можно констатировать, что в зимний период изменение превысило отметку в 3°, а в теплое время года — всего лишь около 1°.
Для оценки и более детальной характеристики основных закономерностей изменений гидротермических условий в Каменной степи мы условно разбили весь период наблюдений на несколько более мелких: 1894-1957, 1958-1980 и 1981-2005 гг.
Средние величины атмосферных осадков и температуры воздуха по периодам существенно отличались. За первый период наблюдений (1894-1957) количество атмосферных осадков за год в среднем составило 436,4 мм, наибольшее число лет с осадками в интервале 342-530 мм, на долю которых приходится 82,8% от общего их числа (табл. 1), в холодный период года (с сентября по апрель) — 216 мм, а в летние месяцы (с мая по август) — 221 мм. Температура воздуха в среднем за год 5,2° с наибольшей частотой 4,14-6,26°, что составляет 59,37% от общего числа лет (табл. 2); в холодное время (сентябрь-апрель) — -1,08°, в теплое — +17,75°.
Во второй период (1958-1980) сумма осадков за год составила 505,5 мм с наибольшим числом лет в интервале 437-574 мм, или 65,21% (табл. 3): в холодные месяцы — 304 мм, в летние в целом не более чем в предыдущие годы — 201,5 мм. Высокой оказалась и среднегодовая температура воздуха: в среднем за год 5,79° с наибольшей частотой в интервале 4,85-6,71°, или 82,3% (табл. 4); в холодное время -0,28°. Несколько выше была температура и в летний период — +17,93°.
Совсем другой характер распределения осадков характерен для третьего периода (1980-2005). Он отмечен преобладанием более влажных лет с превышением отметки 500 мм в год. Анализ частоты распределения выпадения осадков показал, что наибольшее число
Таблица 1
Частота распределения осадков за год (1894-1957), мм
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
200,0<х<300,0 1 1 1,56 1,56
300,0<х<400,0 22 23 34,38 35,94
400,0<х<500,0 31 54 48,44 84,38
500,0<х<600,0 7 61 10,94 95,31
600,0<х<700,0 2 63 3,13 98,44
700,0<х<800,0 0 63 0,00 98,44
800,0<х<900,0 1 64 1,56 100,00
Таблица 2
Частота распределения среднегодовой температуры воздуха (1894-1957), градус
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
2,0<х<3,0 1 1 1,56 1,56
3,0<х<4,0 9 10 14,06 15,62
4,0<х<5,0 17 27 26,56 42,18
5,0<х<6,0 21 48 32,81 75,00
6,0<х<7,0 14 62 21,87 96,87
7,0<х<8,0 2 64 3,12 100,0
13 ВМУ, почвоведение, № 1
Таблица 3
Частота распределения осадков за год (1958—1980), мм
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
350,0<x<400,0 0 0 0,0 0,0
400,0<x<450,0 5 5 21,73 21,7
450,0<x<500,0 7 12 30,43 52,17
500,0<x<550,0 4 16 17,39 69,56
550,0<x<600,0 4 20 17,39 86,95
600,0<x<650,0 3 23 13,04 100,0
Таблица 4
Частота распределения среднегодовой температуры воздуха (1958-1980), градус
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
3,0<x<3,5 0 0 0,0 0,0
3,5<x<4,0 1 1 4,3 4,3
4,0<x<4,50 1 2 4,3 8,6
4,50<x<5,0 2 4 8,69 17,3
5,0<x<5,50 6 10 26,0 43,4
5,50<x<6,0 4 14 17,3 60,8
6,0<x<6,5 4 18 17,3 78,2
6,5<x<7,0 3 21 13,0 91,3
7,0<x<7,50 1 22 4,3 95,6
7,5<x<8,0 1 23 4,3 100,0
Таблица 5
Частота распределения осадков за год (1980-2005), мм
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
250,0<x<300,0 0 0 0,0 0,0
300,0<x<350,0 2 2 7,69 7,69
350,0<x<400,0 1 3 3,84 11,53
400,0<x<450,0 2 5 7,69 19,23
450,0<x<500,0 6 11 23,07 42,30
500,0<x<550,0 3 14 11,5 53,84
550,0<x<600,0 7 21 26,92 80,76
600,0<x<650,0 4 25 15,38 96,15
650,0<x<700,0 1 26 3,84 100,0
Таблица 6
Частота распределения среднегодовой температуры воздуха (1980-2005), градус
Интервал Частота Накопление % Накопление, %
3,0<x<4,0 1 1 3,84 3,84
4,0<x<5,0 1 2 3,84 7,69
5,0<x<6,0 6 8 23,07 30,76
6,0<x<7,0 7 15 26,92 57,69
7,0<x<8,0 9 24 34,61 92,30
8,0<x<9,0 2 26 7,69 100,0
лет приходилось на годы с количеством осадков в среднем 518,2 мм и наибольшей частотой в интервале 426-610,4 мм, что составляет более 70% лет (табл. 5). При этом лет с количеством осадков до 420 мм всего около 11,5%. Температура воздуха равнялась в среднем за год 6,61°, причем доля лет со среднегодовой температурой, превышающей +6,0°, составляет 69,23%. В теплый период температура воздуха составляла + 18,25°, в холодный +0,78° (табл. 6).
Как уже отмечалось выше, наиболее влажными и теплыми были годы, начиная с 90-х. Число лет с осадками более 500 мм составило 60% (1990-2005), или 9 лет из 16. Среднегодовая температура воздуха за это же время — 6,8°.
Подводя итоги анализа изменения климатических условий в Каменной степи за более чем столетний период, надо признать, что изменившиеся температурный режим и условия увлажнения не могли пройти бесследно для всего агрокомплекса, наложили свой
отпечаток на особенности процесса почвообразования и структуру почвенного покрова.
В последние годы стали появляться такие негативные явления, как увеличение площадей сезонно-пере-увлажненных почв, застой талых и ливневых вод в микропонижениях и западинах. Происходит формирование не свойственных для степных условий естественных и агроландшафтов и трансформация почв автоморфного ряда в почвы с признаками гидроморфности.
Судя по представленным выше фактическим данным, за период наблюдений прошло несколько циклов изменения количества осадков и величины среднегодовой температуры. И почти все они возвращались через некоторое время к «исходной» позиции — на начало цикла.
Глобальные изменения климата, по нашему мнению, приводят к тому, что генеральная тенденция трансформации изученных важнейших климатических показателей Каменной степи имеет положительный тренд.
Поступила в редакцию 24.03.08
CLIMATE CHANGE TENDENCIES IN KAMENNAYA STEPPE Yu.I. Cheverdin, Yu.N. Zborischuk
Main trends of local climate change within the Kamennaya steppe are described based on extensive data, which were statistically generalized for the tendencies' finding. Global climate change evoked the general increasing mean annual temperatures and annual precipitation sums, especially during last 15—20 years.
