Основные тенденции изменения климата и речного стока в конце XX в

Наблюдаемые изменения климата можно представить как совокупность колебаний климатических характеристик разных масштабов. Во-первых, это изменения от года к году (межгодовые колебания). Во-вторых, флуктуации с ритмичностью порядка десятка (или нескольких десятков) лет. Их характерным примером служит потепление 1940;х годов и похолодание 1960;х (рис. 4.2). В-третьих, имеются теплые и холодные эпохи.

Однако главная климатическая особенность — это изменение температуры в современную эпоху и значительное потепление, прогнозируемое на ближайшие десятилетия. За последние 100 лет температура воздуха выросла примерно на 0,5°. Наибольший рост температуры зафиксирован в северном полушарии в зимние месяцы. Потепление в XX в. отмечено в основном в течение двух периодов — с 1910 по 1946 гг. и с 1976 по 2000 гг. (рис. 4.3). В Северном полушарии в конце 1970;х — начале 1980;х гг. наблюдался слабый рост температуры поверхности Земли, а в конце 1980;х гг. — уже ее более интенсивное увеличение. Для территории России средняя.

Рис. 4.2. Изменения среднегодовой глобальной температуры воздуха у поверхности Земли (относительно температуры в 1990 г.). Крап — 95% доверительный интервал. Прогноз изменения температуры воздуха до 2100 г. показан для различных сценариев роста содержания С0₂ в атмосфере. На врезке: реконструированные аномалии температуры воздуха в центральной части Русской равнины [16].

Рис. 4.3. Аномалии средней годовой температуры воздуха относительно средней за 1961;1990 гг.: а — на Земле в целом; б — в Москве (жирные кривые — сглаженная температура по десятилетиям) [11].

интенсивность потепления составила 0,90°С за 1901;2000 гг. [11]. Для Москвы, например, устойчивый переход к аномалиям выше 0 °C произошел около 1980 г. При этом рост температуры в городе в период наблюдений с 1975 по 2000 гг. составил по сглаженным десятилетиям около 0,25°С/10 лет против 0,13°С/10 лет для всего земного шара. Такие различия в интенсивности роста температуры, как правило, объясняются воздействием мегаполиса.

Эти изменения сами по себе выглядят очень незначительными и поэтому кажутся безобидными. Однако оказывается, что уже даже такие, казалось бы, слабые сигналы способны иметь серьезные последствия. Важнейшим является рост уровня Мирового океана, происходящий вследствие увеличения его объема при таянии горных ледников (роль Гренландии и Антарктиды в этом процессе спорна) и термического расширения нагревающейся воды.

Именно рост температуры воздуха у земной поверхности, особенно ярко выраженный в конце XX в., является главной особенностью современных климатических изменений. Этот феномен получил название «глобальное потепление». В разных регионах глобальное потепление проявляется по-разному. Наибольшие изменения климата отмечены над континентами между 40 и 70° с. ш. в умеренном поясе. Над океанами потепление выражено слабее. На территории России данные метеорологических наблюдений демонстрируют практически повсеместный положительный тренд средних годовых значений температуры: на ее Европейской территории, Дальнем Востоке и Чукотке это 0,3−0,4°С/10 лет и 0,5−0,7°С/10 лет в Сибири. Такое изменение обусловлено ростом температур холодного сезона. Самое большое повышение зимней температуры поверхности Земли произошло в азиатской части страны и особенно в центральных и южных районах Сибири. В холодное время года наряду с ростом средних температур увеличивается и повторяемость их экстремально теплых значений. Аналогично (и также, главным образом, в холодный сезон) увеличиваются температуры в Центральной и Южной Европе. Летом изменения температуры незаметны.

Отметим, что в нижней стратосфере наблюдается статистически значимое, т. е. укладывающееся в пределы средней квадратической ошибки, снижение температуры в последние два десятилетия (-0,34°С/10 лет).

Анализ временных изменений других показателей состояния климата и природной среды должен дать ответ на вопрос: заметны ли какие-либо особенности в этих изменениях в интервале времени, соответствующем глобальному потеплению, и скоррелированы они с ним или нет. Для осадков имеем следующую картину: за.

100-летний период над континентами во внетропических широтах отмечен их положительный тренд (-10% от годовой суммы). Снижение осадков зафиксировано в тропиках Северной Африки (10−25%) и в Юго-Восточной Азии (10%). На территории России картина неоднозначна. Летом на Европейской территории, в Восточной Сибири и Забайкалье отмечен рост осадков (2−15% за 10 лет). В Западной Сибири количество осадков уменьшилось (до 20% за 10 лет в ее северной части). В зимний период осадки возросли в Западной Сибири (отношение к норме сумм атмосферных осадков увеличилось от 1 до 13% за 10 лет) и уменьшилось на всем арктическом побережье (на Чукотке до 30−35% за 10 лет) (рис. 4.4,4.5).

Рис. 4.4. Темпы изменений температуры воздуха зимой (°С/10 лет) на территории России за последние 50 лет: 1−0; 2−0,5; 3−1; 4 -1,5.

Говоря об изменении климата за последние десятилетия, нельзя не сказать о том, что целый ряд климатологов высказывает сомнение в наличии факта потепления, объясняя свою точку зрения недостаточностью и неоднородностью данных метеорологических наблюдений. Большинство же специалистов признает факт глобального потепления; главным его показателем считается рост глобально осреднённой приповерхностной температуры воздуха.

Климатические изменения, в первую очередь, температуры и осадков, отражаются в изменении режима компонентов водного.

Рис. 4.5. Темпы изменений месячных сумм осадков летом (% за 10 лет) на территории России за последние 50 лет: 1 _ -Ю; 2 — -5; 3−0; 4 -5; 5 — 10 [11].

баланса территорий и гидрологического цикла, таких как снежный покров, транспирация, грунтовые воды, речной сток. Эти изменения могут играть важную роль при использовании водных ресурсов. Изменения осадков отразились в колебаниях речного стока, режиме подземных вод и запасах почвогрунтовой влаги. Так, для Русской равнины и Западной Сибири имеются сведения о том, что повсеместной особенностью стало увеличение запасов воды в почвогрунтах, повышение уровня водоносных горизонтов, увеличение запасов грунтовых вод [11].

Выполненные в ряде научных учреждений исследования показали, что на большей части территории страны наблюдается фаза повышенной водности рек. Увеличение стока рек было вызвано, в свою очередь, ростом увлажненности бассейнов в последние десятилетия. Наиболее значительное увеличение водности наблюдается в бассейне Волги, в северной и северо-восточной частях которого средний годовой сток за период 1978;2001 гг. на 20−30% превысил норму. Заметно увеличились годовой сток крупнейших сибирских рек и приток вод в Северный Ледовитый океан с Евроазиатской части его бассейна. В результате климатических изменений с конца 1970;х — начала 1980;х годов на преобладающей части территории страны существенно увеличилась водность рек в меженные месяцы (летне-осенние и зимние). В бассейнах Волги, Дона, Днепра, Урала и Иртыша увеличение меженного стока составило в среднем 20−40%. Наиболее существенно вырос сток в холодный период года. Так, в ряде районов зимний сток увеличился на 60−90%. Рост меженного стока большинства рек страны в значительной мере обусловил увеличение их водных ресурсов в последние 20−25 лет по сравнению с нормой. Анализ данных наблюдений за последние сто лет позволил прийти к выводу о том, что такая ситуация является необычной, так как ранее все значительные маловодные и многоводные фазы определялись, прежде всего, величиной стока весеннего половодья [33].

Кроме климатических изменений, на изменении речного стока сказалось и уменьшение водозабора и безвозвратного изъятия воды в 1990;е годы, соизмеримое в ряде речных бассейнов с воздействием климатических факторов, особенно на юге России.