Влияние климатических изменений на сток в низкогорных бассейнах Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв

УДК 556.51.001.57

Галахов В. П. Galakhov V. P.

Дмитриев В. О. Dmitriev V. O.

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА СТОК В НИЗКОГОРНЫХ

БАССЕЙНАХ

INFLUENCE OF CLIMATE CHANGES ON THE WATER FLOW IN LOW MOUNTAIN

BASINS

Используя имитационную модель расчета составляющих водного баланса рассмотрено влияние климатических изменений на сток низкогорного бассейна реки Ини (Салаир). Результаты численных экспериментов показали, что подавляющее влияние на поверхностный сток оказывают максимальные снегозапасы. Причем, они определяют не только сток весеннего половодья, но и сток в летний период.

Исследования в горно-ледниковом бассейне Актру показали, что в ближайшем прошлом наблюдались значительные колебания климата.

Например, за последнюю тысячу лет средние летние температуры изменялись от + 0,8° до 0,2° С. Однако эти колебания определялись по ледниковым отложениям (моренам) и изменению границы леса, формирование которых происходит в течение нескольких сотен лет. Исследование статистических характеристик июльских температур по наиболее длиннорядной станции - Барнаулу (более 150 лет)

Таблица 1

Изменение расчетного стока за балансовый год при изменении снежности

Снежность Г одовые осадки, мм Изменение суммы годовых осадков, % Г одовой сток, мм Изменение годового стока, %

0,50 454 - 10,6 60,2 - 42,4

0,75 481 - 5,3 80,0 - 23,4

1,00 508 0,0 104,5 0,0

1,25 535 + 5,3 128,6 + 23,0

1,50 562 + 10,7 149,2 + 42,8

2,00 616 + 21,3 193,2 + 84,9

Таблица 2

Изменение расчетного стока за балансовый год при изменении термического режима

теплого периода

Изменение температур Испарение, мм Изменение испарения, % Потери на транспирацию, мм Изменение потерь, % Г одовой сток мм %

- 2 236,5 - 14,6 142,7 + 23,5 107,9 + 3,2

- 1 256,8 - 7,3 129,2 + 11,8 106,0 + 1,4

0 277,1 0,0 115,5 0,0 104,5 0,0

+ 1 296,5 + 7,0 102,2 - 11,5 103,5 - 1,0

+ 2 315,3 + 13,8 89,4 - 22,6 102,7 - 1,7

+ 5 367,9 + 32,8 57,1 - 50,5 100,7 - 3,6

+ 10 440,2 + 58,9 15,9 - 86,2 100,2 - 4,1

Труды Заповедника “Тигирекский” Вып. 1. 2005

показало их среднее квадратическое отклонение равное 1,4° С. Таким образом, изменения амплитуды более короткопериодичных колебаний летних температур могли достигать 4° С.

Очевидно, что за последнюю тысячу лет значительно могли изменяться и осадки. Материалы наблюдений по метеорологической станции Барнаул показывают, что с 1842 по 1880 сумма годовых осадков составляла примерно 60 % от их современного количества. Косвенные материалы по селевым отложениям в бассейне Актру указывают, что в начале похолодания Фернау (1550-1800 годы) наблюдалось значительное увеличение, по крайней мере, твердых осадков в виде снега. Таким образом, можно констатировать, что климатические характеристики, если мы рассматриваем значительные временные промежутки, не остаются неизменными. Поэтому весьма интересно рассмотреть каким образом изменение климатических характеристик влияет на поверхностный сток.

Для решения этого вопроса мы использовали имитационную модель расчета составляющих водного баланса малого горного водосбора, алгоритм которой можно найти в статье В.П.Галахова и О.В.Беловой (2002). В качестве модельного использовался водосбор бассейна реки Ини в створе Ленинск-Кузнецкий, площадью 5460 км2.

На составляющие водного баланса, так же как и на результирующую его - поверхностный сток, оказывают влияние осадки (твердые, которые рассчитывались как сумма зимних осадков, и жидкие, выпадающие в теплый период) и теплоприход (в качестве индикатора которого можно использовать температуры теплого периода), влияющий на испарение. Используя разработанную модель, попытаемся рассмотреть влияние отдельных климатических характеристик на составляющие водного баланса.

В качестве первой величины рассмотрим изменение суммы зимних осадков при неизменном термическом режиме и увлажнении теплого периода. Изменение суммы зимних осадков будем учитывать с помощью коэффициента снежности, отношения моделируемой величины к средней многолетней (табл. 1). Второй величиной, влияющей на составляющие водного баланса, является испарение, которое напрямую зависит от термического режима теплого периода. Также рассмотрим изменение испарения и потерь на транспирацию и поверхностного стока при изменении термического режима теплого периода (табл.2).

Некоторое влияние на сток оказывает изменение осадков теплого периода (V-X месяцы). Однако это изменение существенно меньше (примерно в 5 раз) влияния снежности. При изменении осадков за балансовый год от 300 до 900 мм, сток (за счет изменения осадков теплого периода) изменяется от - 14 до + 48 %. В тоже время при изменении осадков за балансовый год от 450 до 600 мм, сток (за счет изменения осадков холодного периода) изменяется от - 42 до +85 %.

Полученные результаты моделирования показывают, что подавляющее влияние на поверхностный сток низкогорных рек оказывает изменение осадков холодного периода. Изменение осадков теплого периода влияет существенно меньше, а изменение термического режима практически не влияет на сток.

ЛИТЕРАТУРА

Галахов В.П., Белова О.В. Влияние метеорологических условий на сток в бассейне Локтевки (Алтай). В сб.: География и природопользование Сибири. - Барнаул, Изд-во Алтайского госуниверситета, 2002. Вып. 5. С.144-157.

SUMMARY

Using the simulation model of estimation of water balance components the influence of climate changes on the flow of the Inya low mountain basin (Salair) has been considered. The results of numerical experiments have shown that maximum snow storage has the most pronounced effect on the surface flow. It determines not only the spring flood flow but the summer one as well.

УДК 58+59+91+631.4+502.7

ББК 20.1 (253.7) я431 + 28.088 л64 я431 Г 699

Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана и рациональное природопользование. Материалы I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника. Труды ГПЗ “Тигирекский”. Вып. 1. Барнаул: изд-во “Алтайские страницы”, 2005. 380 с.

Сборник содержит материалы представленные на I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника “Горные экосистемы Южной Сибири: Изучение, охрана и рациональное природопользование”. Обобщены данные современных исследований природных комплексов ГПЗ “Тигирекский”. Анализируется стратегия развития и функционирование системы особо охраняемых природных территорий Алтае-Саянского экорегиона. Рассматривается актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв горных территорий, изучения и охраны растительного и животного мира гор Южной Сибири, проблемы устойчивого развития регионов.

Сборник рассчитан на широкий круг специалистов, работающих в области биологии, экологии и охраны природы, а также всех, кому небезразличны проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов.

Редакционная коллегия:

П. В. Голяков, Е. А. Давыдов, Н. Л. Ирисова, О. С. Тарасова, А. И. Шмаков

Рецензенты: д. б. н. Г. Г. Соколова, д. б. н. Т. А. Терёхина

Издание подготовлено при поддержке Всемирного фонда дикой природы (WWF) - Россия

ISBN 5-9900427-1-X

©ФГУ Государственный природный заповедник “Тигирекский”