Температура воздуха. 
Особенности климата на территории Российской Федерации за 2014 год

Данные. В докладе использованы данные о температуре приземного воздуха месячного разрешения на сети 455 метеостанций России, стран СНГ и Балтии (каталог станций см. на сайте http://climatechange.su), из которых 310 станций расположены на территории РФ.

Приводятся оценки метеорологических величин, показателей аномальности и изменений климата в точках расположения станций и их региональные обобщения для всей территории РФ и регионов, изображенных на рис. 1 и 2. Рассматриваются в первую очередь осредненные оценки для календарных сезонов и года в целом, месячные данные анализируются для детализации. Зимний сезон включает декабрь предыдущего года. Среднегодовые значения относятся к календарному году, т. е. к интервалу времени с января по декабрь рассматриваемого года.

Осреднение по площади выполняется как взвешенное осреднение станционных аномалий климатических переменных с весами, учитывающими плотность сети в окрестности станции. Территория региона покрывается сеткой 2.5 градуса широты на 5 градусов долготы, и в каждой ячейке сетки рассчитывается среднее арифметическое из значений аномалий на попавших в эту ячейку станциях (таким образом, каждая станция получает вес, обратно пропорциональный плотности сети). Затем выполняется взвешенное осреднение полученных средних по ячейкам с весами, пропорциональными площади пересечения ячейки с территорией региона.

Оценки температурного режима 2014 года получены по данным станционных сводок КЛИМАТ и СИНОП, своевременно поступивших по каналам связи в оперативном потоке.

Особенности температурного режима в 2014 г.

2014 год в целом был теплым: осредненная по территории РФ аномалия температуры воздуха (отклонение от среднего за 1961;90гг.) составила +1.28оС — 8-ая положительная величина в ряду с 1936 г. (в дальнейшем мы будем обычно опускать начало ряда — 1936 г.), т. е. более высокая температура наблюдалась, в среднем, лишь немного чаще, чем раз в 10 лет. Экстремально теплой была весна: аномалия +3.12оС — исторический максимум. Ход средних годовых и сезонных аномалий температуры, осредненных по территории РФ, приведен на рис. 1.1. Показан также линейный тренд с 95%-й доверительной полосой и приведены оценки коэффициента линейного тренда и его вклада в суммарную дисперсию.

Географические распределения средних годовых и сезонных аномалий температуры 2014 года представлены на рис. 1.2. Градации аномалии показаны цветной заливкой. Кружками белого и желтого цвета указано местоположение станций, на которых осуществились значения температуры ниже 5-го процентиля (отрицательные экстремумы) и выше 95-го процентиля (положительные экстремумы) (для удобства ниже будем ссылаться на них как на 5%-е и 95%-е экстремумы); значения процентилей были получены для каждой станции по данным соответствующего сезона за 1936;2013 гг.

В дополнение к точечным оценкам (рис. 1.2), в таблицах 1.1 и 1.2 приведены количественные данные об аномалиях температуры, осредненных по площади шести физико-географических регионов, восьми федеральных округов и территории РФ в целом (границы регионов приведены на рис. 1 и 2 Введения). Для каждого региона и сезона в таблице 1.1 приведены значения аномалий и в таблице 1.2 вероятности непревышения, оцененные по выборке 1936;2013 гг. Данные таблиц характеризуют особенности температурных условий в целом для территории региона (федерального округа).

Изменение температурных условий от месяца к месяцу показано на рис. 1.3 (с декабря 2013 г. по ноябрь 2014 г.).

vT — отклонения от средних за 1961;1990 гг.; s— среднее квадратическое отклонение за 1961;1990 гг. (светло-коричневым цветом выделены значения, попавшие в число трех наибольших (ранг 1, 2 или 3), желтым — попавшие в число пяти наибольших (ранг 4 или 5)).

Таблица 1.1 — Средние годовые (январь — декабрь) и сезонные аномалии температуры приземного воздуха для физико-географических регионов России и федеральных округов РФ в 2014 году:

Таблица 1.2 — См. таблицу 1.1., но для вероятностей непревышения, рассчитанных по данным за 1936;2013 гг. и выраженным в %

Рисунок 1.1 — Средние годовые (вверху) и сезонные аномалии температуры приземного воздуха (оС), осредненные по территории РФ, 1936;2014 гг.

Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961;1990 гг. Показаны также 11- летнее скользящее среднее, линейный тренд за 1976;2014 гг. с 95%-й доверительной полосой; b — коэффициент тренда (оС/10 лет), D — вклад тренда в суммарную дисперсию (%).

В целом за год экстремально теплые условия наблюдались на крайнем СевероВостоке (верхний фрагмент рис. 1.2): среднегодовая аномалия +2.09оС в регионе Восточная Сибирь — вторая положительная величина в ряду наблюдений, аномалии на станциях до +3.9оС; а также на северо-западе РФ (аномалии на станциях до +2.4оС). На многих станциях — 95%-е экстремумы.

Зима. Температурный режим зимы 2013/14 года был географически неоднороден: холодно на северо-западе АЧР (аномалии до -4.оС на Северном Урале и в нижнем течении Лены).

Экстремально тепло было на северо-востоке страны: осредненная по территории региона Восточная Сибирь аномалия составила +3.78оС — максимальная величина в ряду, на многих станциях региона температура была выше 95-го; в ЕЧР теплая погода наблюдалась в основном на севере и в центре.

В среднем по РФ зима оказалась умеренно теплой: сезонная аномалия +1.68оС — 16- я в ряду с 1936 г.; стоит отметить, что она была самой теплой за последние 5 лет.

Неоднородно было и распределение аномалий по месяцам: исключительно теплым, в особенности на АЧР, был декабрь 2013 г.: осредненная по территории России аномалия температуры +4.93оС — максимум за период наблюдений, на большей части АЧР наблюдались 95%-е экстремумы; максимальные положительные аномалии среднемесячной температуры воздуха (более +10єС) отмечены в центральных районах Красноярского края и в Магаданской области. В январе 2014 г. на АЧР преобладали значительные отрицательные аномалии температуры: аномалии температуры в нижнем течении Енисея до -12.4оС (Агата). Напротив, южнее — в Байкальском регионе — было тепло (максимальная аномалия зафиксирована на станции Жигалово +5.2оС). В феврале на большей части АЧР также было холодно. С другой стороны, в ЕЧР (особенно на северо-западе) и на северо-востоке РФ было аномально тепло. На северо-западе ЕЧР на всех станциях температура была выше 95-го процентиля (наибольшая средняя месячная аномалия зафиксирована на станции Реболы: +9.1оС). На Чукотке аномалии достигали +11.8оС (Эньмувеем); на некоторых станциях — 95%-е экстремумы.

Рисунок 1.2 -Аномалии средней годовой и сезонных температур приземного воздуха на территории РФ в 2014 г. (отклонения от средних за 1961;1990 гг.) с указанием локализации 95%-х (желтые кружки) экстремумов.

Весна. Осредненная по территории РФ сезонная аномалия +3.12оС — максимальная величина в ряду с 1936 г. (предыдущее максимальное значение +3.11оС зафиксировано в 1990 г.). Осредненные по физико-географическим регионам РФ аномалии температуры все (кроме Восточной Сибири) попали в пять максимальных в соответствующих рядах. Тепло было на всей территории РФ, почти на половине станций температура была выше 95-го процентиля, аномалии достигали +7.3оС на севере Среднесибирского плоскогорья. Все три весенних месяца на территории России преобладали положительные аномалии температуры, достигавшие экстремальных значений на многих станциях в марте и апреле.

Рисунок 1.3 — См. рис. 1.2, но для среднемесячных аномалий (с декабря 2013 г. по ноябрь 2014 г.).

В марте (рис. 1.4) было тепло на всей территории страны: осредненная по территории РФ аномалия температуры +4.25оС — 4-я величина в ряду наблюдений. Осредненные по регионам Европейская часть России, Западная Сибирь, Средняя Сибирь аномалии температуры также попали на четвертое место в соответствующих рядах. На большинстве станций от западных границ до течения Лены, исключая юго-восток ЕЧР и Южный Урал, температура была выше 95-го процентиля, максимальные аномалии Достигали +7 — +9оС на севере Западной и Средней Сибири.

Рисунок 1.4 — Аномалии средней месячной температуры воздуха в марте 2014 г. на территории РФ.

На врезках временные ряды средней месячной температуры воздуха и ход среднесуточной температуры в марте 2014 г. на метеостанциях в очагах максимальных положительных аномалий

На протяжении всего месяца рекордные значения суточной температуры регистрировались как на европейской, так и на азиатской территориях страны. Так, в Новгороде среднесуточная температура воздуха в течение месяца, за исключением пятидневки на границе второй и третьей декад, превышала климатическую норму (см. врезку на рис. 1.4), а максимальная температура 9 раз превышала абсолютные максимумы. В Москве март 2014 г. отметился 7 температурными рекордами.

Апрель в среднем по территории РФ был очень теплым: осредненная по территории РФ аномалия температуры 2014 года: +3.26оС — вторая величина в ряду. Очень тепло в АЧР: на большинстве станций восточнее р. Оби (кроме крайнего Северо-Востока) отмечались температуры выше 95-го процентиля, аномалии до +9.6оС (Саскылах). Осредненные по регионам Прибайкалье и Забайкалье, Приамурье и Приморье аномалии температуры составили +5.61оС и +3.25оС — максимальные величины в соответствующих рядах; по региону Средняя Сибирь — вторая в ряду (+6.41оС). Холоднее нормы было в Поволжье, на Южном Урале, на юге Западной Сибири.

В мае тепло в ЕЧР, особенно в южных районах: осредненные по Приволжскому и Северо-Кавказскому ФО аномалии температуры (+3.38оС, +2.65оС) — вторые, а по Южному ФО (+3.22оС) — третья величины в соответствующих рядах. Аномалии на станциях достигали +4.0оС (Киров, Астрахань). Очень тепло на Таймыре и в западных областях Дальневосточного ФО, где на ряде станций в южной части Якутии зафиксирована температура выше 95-го процентиля. Температуры ниже климатической нормы наблюдались в южных районах Сибирского ФО (аномалии до -2.0оС), а также на северо-востоке Дальневосточного ФО.

Лето. Тепло почти на всей территории РФ, кроме области отрицательных аномалий, охватывающей северо-восток ЕЧР, Северный и Средний Урал, юго-запад и север Западной Сибири (аномалии не ниже -1оС). В ЕЧР наибольшие положительные аномалии наблюдались в южных регионах: в среднем по территории Северо-Кавказского ФО сезонная аномалия составила +1.96оС — 2-я величина в ряду. Очень тепло было в Дальневосточном ФО: осредненная по территории ФО аномалия температуры +1.56оС -3- я величина в ряду. Максимальные аномалии температуры наблюдались на севере Якутии (+2.98, станция Саскылах).

Для России в целом лето 2014 г. было умеренно теплым: осредненная по территории РФ сезонная аномалия +1.01оС — 11-я величина в ряду, в общем близкая к ожидаемой при сохранении тенденции, выраженной линейным трендом.

В июне обширная область положительных аномалий сформировалась в АЧР с максимумами (аномалии +2оС — +5оС) в северных районах от Урала до течения Лены и в южной части Дальневосточного ФО. На ряде станций зафиксированы температуры выше 95-го процентиля. На остальной территории страны июньские температуры в основном были близки к норме с отрицательными аномалиями на большей части ЕЧР (за исключением юга и северо-востока), аномалии преимущественно не ниже -1оС и на крайнем северо-востоке России (-1.2оС на станции Верхне-Пенжино, Камчатский край).

Основная климатическая особенность июля — мощная область холода в восточной части ЕЧР, на Урале, в Западной Сибири. На большинстве станций Среднего и Южного Урала и юга Западной Сибири температура была ниже 5-го процентиля, аномалии до — 4.7оС (Гари Свердловской области). Июль 2014 года в Екатеринбурге стал четвертым самым холодным с 1836 года (см. врезку на рис. 1.5), погода часто напоминала сентябрьскую. В течение всего месяца, за исключением нескольких дней, средняя суточная температура была значительно ниже климатической нормы. Особенно холодной выдалась третья декада, когда минимальная температура воздуха приближалась к абсолютным минимумам.

Очаги тепла с максимальными аномалии до +3.5оС прослеживались на западе ЕЧР, в центре Средней Сибири и в Чукотском АО. Очень тепло было на Камчатке с аномалиями до +2.7оС (Ключи).

Рисунок 1.5 — Аномалии среднемесячной температуры воздуха в июле 2014 г. на территории РФ.

На врезках временные ряды среднемесячной температуры воздуха и ход среднесуточной температуры в июле 2014 г. на метеостанциях в очагах максимальных положительных и отрицательных аномалий

В августе на территории РФ сформировались две области значительных положительных аномалий — в ЕЧР и юге Западной Сибири и в Дальневосточном ФО. Экстремально теплые условия наблюдались в Южном и Северо-Кавказском ФО (в среднем по территории округа аномалия температуры составила +3.42оС — третья положительная величина в ряду), а также в восточных районах Якутии, на Чукотке, в Приамурье (осредненная по региону Восточная Сибирь аномалия температуры составила.

+2.93оС — исторический максимум). Область холода с аномалиями до -2.4оС (Волочанка) охватывала север Сибирского и северо-восток Уральского ФО.

Осредненная по территории РФ аномалия температуры августа +1.82оС — вторая величина в ряду с 1936 г.

Осенью обширная область отрицательных аномалий охватывала юг ЕЧР, Западную Сибирь (аномалии до -2.5оС на станции Ларьяк) и запад Средней Сибири. На остальной территории страны было тепло, особенно крайнем северо-востоке России, где на большинстве станций температуры были выше 95-го процентиля, аномалии до +6.1оС (Илирней). Для России в целом аномалия составила +0.24оС, что очень близко к норме 1961;90 гг. (аномалия почти в 4 раза меньше стандартного отклонения 0.90оС), но значительно меньше, чем наблюдалось в последние годы (12 предыдущих осенних температур были выше, чем в 2014 г.).

Сентябрь был умеренно теплым почти на всей ЕЧР с аномалиями до +2.5оС в северо-западных областях, а также на большей части Дальневосточного ФО с аномалиями до +3.2оС (Среднеколымск); на некоторых станциях востока Якутии, в Магаданской области, на Камчатке температура была выше 95-го процентиля. В то же время очаг холода охватывал западные регионы АЧР с аномалиями до -2.4оС (Бакчар) и восток Приволжского ФО. В октябре на большей части территории России от западных границ до Якутии, а также в Забайкалье и южных районах дальневосточного региона наблюдались отрицательные аномалии до -3.3…-3.6оС в центрах очагов. При этом тепло было на Таймыре и, особенно, на севере Дальневосточного ФО. На большинстве станций крайнего северо-востока России, где аномалии достигали +7.5оС (Илирней), температура была выше 95-го процентиля, на 5-ти станциях зафиксированы рекордные значения среднемесячной температуры за период с 1936 г.

Осредненная по территории РФ аномалия температуры составила -0.36оС.

В ноябре отрицательные аномалии температуры наблюдались второй месяц подряд на юге ЕЧР — в Центральном, Приволжском, в Южном и Северо-Кавказком ФО (до -3.3оС на станциях Элиста и Яшкуль), третий месяц подряд — на большей части Западной Сибири (до -4.2оС на станции Волочанка) и распространились на северо-западную часть Якутии. Температура воздуха значительно превышала норму на крайнем северо-востоке России, на многих станциях Чукотки температура была выше 95-го процентиля, локальные аномалии достигали +10.2оС (Марково).

В декабре (рис. 1.6) очаг положительных аномалий с центром на севере Сибирского ФО (аномалии достигли +9.6оС на станции Туруханск и на ряде станций здесь попали в категорию 5%-ых максимумов) охватил всю ЕЧР, Уральский и Сибирский ФО (за исключением небольших областей отрицательных аномалий на юге). Тепло также было на востоке Чукотского АО (до +6.2оС, станция Эньмувеем). Отрицательные аномалии температуры отмечались на большей части Якутии (-3.3оС, станция Чюльбю), на западе Чукотского АО (-3.5оС, станция Илирней) и в Приморском крае.

Тенденции современных изменений температуры воздуха Региональные оценки трендов, полученные по временным рядам регионально осредненных аномалий температуры, приведены в таблице 1.3 для всех рассматриваемых регионов (территория РФ, физико-географические регионы, ФО РФ), а сами временные ряды приведены на рис. 1.1 (для РФ в целом) и 1.7, 1.8 (для регионов). На всех временных рядах показан линейный тренд за 1976 — 2014 гг. с 95%-й доверительной полосой.

На рис. 1.9 представлено географическое распределение коэффициентов линейных трендов температуры воздуха на территории РФ за 1976;2014 гг. Оценки получены по станционным временным рядам средних годовых и сезонных аномалий температуры методом наименьших квадратов и выражены в градусах за десятилетие (оС/10 лет). Коэффициент тренда является характеристикой средней скорости изменения температуры на рассматриваемом отрезке времени. 1976 год выбран условно в качестве начала современного потепления. В целом за год и во все сезоны (рис. 1.9), кроме зимы, потепление продолжается на всей территории РФ. Скорость роста осредненной по РФ среднегодовой температуры (линейный тренд) составила 0.42оС/10 лет1. (вклад в общую изменчивость 40%). Наиболее быстрый рост наблюдается весной (0.58оС/10 лет), но на фоне межгодовых колебаний тренд больше всего выделяется летом (0.42оС/10 лет: описывает 60% суммарной дисперсии). Среднегодовые температуры растут во всех физико-географических регионах и ФО (таблица 1.3), но рис. 1.7 и 1.8 показывают, что в Средней Сибири и Приамурье и Приморье на потепление накладывается колебание с масштабом нескольких десятилетий. В Прибайкалье и Забайкалье и в Сибирском ФО потепление наблюдается до 1990;х годов; позже роста температуры нет.

Во Втором оценочном докладе Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации приведена оценка +0.43оС/10 лет, относящаяся к периоду 1976;2013 гг.

Рисунок 1.7 — Средние годовые аномалии температуры приземного воздуха (оС) для регионов РФ за 1936;2014 гг. Усл. обозначения см. на рис. 1.1.

Рисунок 1.8 — См. рис. 1.7, но для федеральных округов РФ.

b — коэффициент линейного тренда (оС/10 лет), D — вклад тренда в дисперсию (%).

Таблица 1.3 — Оценки линейного тренда температуры приземного воздуха, осредненной за год и по сезонам и осредненной по территории РФ, ее регионов и ФО за 1976;2014 гг.:

Наибольшая скорость роста среднегодовой температуры отмечается на побережье Северного Ледовитого океана, особенно в АЧР (более +0.8оС/10 лет на Таймыре): здесь максимум потепления наблюдается во все сезоны, кроме лета. Летом самое быстрое потепление происходит на западе ЕЧР южнее 55ос.ш. Весной и осенью имеется еще один максимум потепления — на крайнем северо-востоке России, а зимой — на северо-западе ЕЧР. Скорость роста средней по региону Восточная Сибирь температуры осенью.

+0.76оС/10 лет, и весной +0.77оС/10 лет — максимальные региональные величины потепления. Следует также отметить очень интенсивное потепление летом в Южном и Центральном ФО (+0.75оС/10 лет и +0.73оС/10 лет). Минимум потепления в среднем за год — на юге Западной Сибири.

Для зимы тренд за 1976;2014 гг. продолжает оставаться положительным (0.15оС/10 лет), но он очевидно статистически незначим — описывает лишь 1% общей изменчивости.

Отрицательные аномалии зимней температуры в 3-х из 5 последних лет вызвали резкое уменьшение тренда, который составлял еще для 1976;2009 гг. 0.44оС/10 лет. На юге Западной Сибири наблюдается центр области похолодания, впервые проявившейся в период 1976; 2010 г. и ежегодно расширяющейся: в настоящее время она захватывает центральную часть Западной и юг Средней Сибири, Забайкалье. Скорость похолодания в центре этой области достигает -0.54оС/10 лет. Другая область похолодания зимой — на крайнем северо-востоке (до -0.6оС/10 лет).

Следует отметить, что рост зимней температуры для РФ в целом прекратился в середине 1990;х гг., после чего наблюдалось ее слабое убывание. По-видимому, это следует связать с изменениями в основной циркуляционной системе атлантикоевропейского сектора — Североатлантическом колебании (САК). В период роста положительной фазы САК до середины 1990;х гг. практически вся территория РФ испытывала избыточное потепление (в особенности запад ЕЧР) за счет переноса теплого воздуха Северной Атлантики (рис. 1.10а). Отрицательные тренды наблюдались лишь на крайнем Северо-Востоке. Текущее потепление зим за период 1994;2014 гг., после смены знака тренда САК, наблюдается в основном в арктической зоне РФ, включая Чукотку, и побережье Охотского моря. На остальной территории РФ в период 1994;2014 гг. зимние температуры убывают, слабо в ЕЧР (>-0.2oC/ 10 лет) и значительно в АЧР, до -2.0oC/10 лет на юге Сибири.

Рисунок 1.9- Распределение коэффициентов линейного тренда среднегодовой и средних сезонных значений температуры приземного воздуха на территории РФ за период 1976;2014 гг. (в oC/10 лет).

а) б).

Рисунок 1.10 — Распределение коэффициентов линейного тренда средней температуры приземного воздуха зимнего сезона на территории РФ за периоды (а) 1976;1994 гг. и (б) 1994;2014 гг. (в oC/10 лет).

Летом и осенью потепление наблюдается на всей территории РФ, однако в Сибири (на юге летом и в центре осенью) имеются области, где рост очень слаб. За счет очень теплой весны 2014 г. усилилась тенденция к потеплению в регионе Средняя Сибирь до.

+0.73оС/10 лет (вместо 0.63оС/10 лет в 1976;2013 гг.). Скорость потепления осенних сезонов, напротив, снизилась на ~0.1оС/10 лет (по сравнению с 1976;2013 гг.) в среднем по территории Уральского ФО, а также на северо-востоке Приволжского и в восточной части Южного ФО.

Тенденции изменений температурного режима горных районов Кавказа.

По характеру рельефа территорию Северного Кавказа обычно подразделяют на три зоны: равнинную (степную), предгорную и горную. Степная зона занимает большую часть территории района и простирается от северных его границ на юг, до рек Кубани и Терека. Предгорная зона располагается южнее и тянется небольшой полосой с северо-запада на юго-восток. Равнинами считаются территории с небольшим перепадом высот (до 200 м), они бывают низменные высотой до 200 м, возвышенные от 200 до 500 м и высокие более 500 м, такие равнины называются плоскогорьями. Горные территории это возвышенности высотой над уровнем моря > 1000 м.

Для каждой из этих территорий характерен свой температурный режим и количество осадков. Были исследованы временные ряды климатических переменных трех горных станций: Ахты, Теберда, Терскол (высота > 1000 м над уровнем моря), и для сравнения данные по двум м/станциям, расположенным в предгорном районе — Нальчик (500 м н.у.м) и степном — Прохладная (198 м н.у.м.).

Температурный режим горных станций Ахты и Теберда имеет ряд общих и ряд отличительных черт. На обеих станциях наблюдается одинаковая тенденция роста среднегодовых температур при определенном различии для сезонных температур (таблица 1.4). В Ахты за период 1976;2013 гг. скорость роста составляет 0.38оС/10лет, с вкладом в суммарную дисперсию 28%; максимальная сезонная скорость роста осенью: 0.48оС/10 лет (15%), но летом незначительно меньший по величине тренд существенно более значим: 0.44оС/10 лет (28%). В Теберде с 1976 рост среднегодовых температур 0.36оС/10лет, с вкладом в суммарную дисперсию 27%. Максимальный тренд наблюдается летом: 0.54оС/10 лет (40%).

Наблюдается различие во вкладе абсолютных максимумов и минимумов в увеличение среднегодовой температуры в Ахты и Теберде. В Ахты скорость роста абсолютных годовых и сезонных минимумов (кроме осени) значительно превосходит скорость роста максимумов; летом тренд максимумов отрицателен. В Теберде же в целом за год и зимой скорость роста минимумов в разы меньше скорости роста максимумов, а в остальные сезоны ситуация противоположная.

Значительно отличается от м/станций Ахты и Теберда высокогорная м/станция Терскол. На м/станции Терскол с 1976 года скорость роста среднегодовой температуры мала: 0.07 оС /10лет, с вкладом в суммарную дисперсию 2%. В Терсколе с 1961 по 2013гг. наблюдается годовой температурный режим, отличающийся значительной стабильностью рис. 1.11). Значимый т…

Весна. Сезон в целом по России был умеренно влажным: 110% нормы, что бывает раз в 4 года. Хотя, как и зимой, положительные аномалии наблюдались на большей части территории, но избыток осадков выше 120% отмечен, в основном, лишь на севере и юге ЕЧР (в СКФО — 135% нормы, что случается раз в 25 лет) и в Западной Сибири (129% нормы: частота раз в 25 лет).

Очень мало осадков (местами экстремально — менее 5-го процентиля) выпало в центральных областях ЕЧР (Центральный и Приволжский ФО — 85% нормы). Дефицит осадков наблюдался также в Забайкалье и Приамурье.

Влажными в Западной Сибири были все три весенних месяца, но в марте в основном на юге, а в апреле — мае на севере. В апреле экстремальные осадки выпали на арктическом побережье: на Таймыре (ГМО им. Федорова — 358% нормы) и побережье Восточно-Сибирского моря (Чокурдах — 304%); очень влажно было и в Средней Сибири. В марте в Тюмени выпало 351% нормы осадков. Также все три месяца сохранялся дефицит осадков в центре ЕЧР. Избыточное увлажнение весеннего сезона на севере и юге ЕЧР сформировалось за счет марта и мая. В марте и апреле было исключительно сухо в Забайкалье и Приамурье (на огромных территориях вдоль Амура менее 20% нормы; в апреле на станциях Нерчинский Завод Забайкальского края и Екатерино-Никольское Еврейской АО осадков не выпало совсем), но в мае в этих регионах выпало значительное избыточное количество осадков. В мае экстремальные осадки выпали на Алтае и вызвали сильнейшие паводки в Алтайском крае (см. подробнее Главу 8).

Лет о.

Летом в целом по России режим осадков был близок к норме.

Дефицит осадков (менее 80% нормы) сформировался вдоль арктического побережья и в южной половине России в ЕЧР и на востоке от Саян до слияния Аргуни с Шилкой. Избыток — в полосе между 60−65ос.ш. от верховьев Волги до Верхоянского хребта, а также на побережье Охотского моря.

Наиболее выраженно аномальным летним месяцем был июль, когда сформировалось несколько областей экстремальных аномалий обоих знаков. Практически на всей ЕЧР наблюдался дефицит осадков, южнее 60ос.ш. — менее 40% нормы, в ряде областей на западе ЦФО, юге Приволжского ФО — менее 20%: здесь на большинстве станций осадки были ниже 5-го процентиля (в Балашове Саратовской области месячная сумма осадков оказалась нулевой; в Воронеже выпало 3% нормы). В ЦФО выпало 37% нормы — вторая минимальная величина с 1936 г. Напротив, на Дальнем Востоке сформировалась область избыточного увлажнения с максимумом на западном побережье Охотского моря — более 2 норм осадков (в Магадане — 446%). Дефицит осадков (местами экстремальный) наблюдался вдоль арктического побережья, в Якутии, Прии Забайкалье, на Камчатке. Избыток осадков выпал в Западной и местами Средней Сибири. В июне следует отметить избыток осадков в ЕЧР и также на побережье Охотского моря, дефицит.

— вдоль арктического побережья АЧР, на юге Западной Сибири, юге Якутии и Приамурье. В августе наиболее значительная область избытка осадков сложилась в Средней и Западной Сибири, также на Урале; весь Дальний Восток, а также юг АЧР были охвачены дефицитом осадков. Необходимо упомянуть серьезный дефицит осадков на юге ЕЧР, особенно сильный на побережьях Черного и Каспийского морей (до 20% нормы; в Махачкале и Краснодаре зафиксированы нулевые суммы осадков).

Дефицит осадков в разные месяцы в течение лета в центре и на юге ЕЧР вызвал ряд засух сильной и средней интенсивностей в ряде областей ЦФО, а также Приволжского и Южного ФО и в Ставропольском крае СКФО.

Рисунок 2.3 — См. рис. 2.2, но для среднемесячных аномалий (с декабря 2013 г. по ноябрь 2014 г.).

Осень. В целом по территории России осень была сухой: относительная аномалия осадков 92% нормы, частота такой аномалии около 1 раза в 7−8 лет. Чрезвычайно сухим сезон был в ЕЧР: 68% нормы — самая сухая осень с 1936 г. Экстремальные сезонные аномалии ниже 5-го процентиля отмечены на севере в Архангельской, Ленинградской, Вологодской областях и на юге: в ЮФО, южных областях ЦФО и Приволжского ФО. Сухо, местами экстремально, было в Прии Забайкалье, в нижнем течении Амура. Избыток осадков наблюдался в Западной и местами в Средней Сибири, на юге Якутии и Чукотки.

Экстремально сухие условия в ЕЧР сложились в основном за счет сентября и ноября. Осредненные по ЕЧР осадки сентября составили 62% нормы — минимальная величина в ряду; самые значительные аномалии наблюдались на станциях Приволжского ФО (Оренбург — 6% нормы). В ноябре осредненные по ЕЧР осадки 53% нормы — третья минимальная величина в ряду. Наиболее сильный дефицит осадков наблюдался в Центральном и Приволжском ФО, на многих станциях количество выпавших осадков было меньше 5-го процентиля. Наименьшее количество осадков наблюдалось на станциях Елец, Павелец, Мичуринск, Тамбов — выпало 4% нормы. Эти же два месяца определили сухую осень в Байкальском регионе и нижнем течении Амура.

Влажную осень в Западной Сибири определили условия сентября и октября.

Избыток осадков на Чукотке наблюдался все три осенних месяца.

(темно зеленым выделены значения, попавшие в число трех наибольших (ранг 1, 2 или 3), светло-зеленым — попавшие в число пяти наибольших (ранг 4 или 5), желтым — попавшие в число трех наименьших за период с 1936 г.).

Таблица 2.1 Средние годовые (январь — декабрь) и сезонные осадки (в % от нормы 1961;90 гг.) для физико-географических регионов России и федеральных округов РФ в 2014 году

Декабрь 2014 г. был малоснежным на Дальнем Востоке, в особенности на побережьях Охотского и Восточно-Сибирского морей, в Якутии, Забайкалье (менее 40% месячной нормы осадков). Так же мало осадков выпало на Алтае. Наиболее значительный избыток осадков выпал в низовьях Амура, на ряде станций экстремальный; наибольшее количество осадков зафиксировано на станции им. Полины Осипенко: 333%. В ЕЧР значительный избыток осадков наблюдался на северо-западе и востоке, в Западной Сибири на юге и в низовьях Енисея. Чрезвычайно значительная аномалия осадков в Саянах объясняется очень малыми нормами осадков на некоторых горных станциях.

:вероятности непревышения рассчитаны по данным за 1936;2013 гг. и выражены в % (темно зеленым выделены значения, попавшие в число трех наибольших (ранг 1, 2 или 3), светло-зеленым — попавшие в число пяти наибольших (ранг 4 или 5), желтым — попавшие в число трех наименьших).

Таблица 2.2 Вероятности непревышения средней годовой (январь — декабрь) и средних сезонных осадков для физико-географических регионов России и федеральных округов РФ в 2014 году.

Тенденции современных изменений режима осадков На рис. 2.5 представлено пространственное распределение коэффициентов линейных трендов атмосферных осадков на территории России для 2014 года в целом и для сезонов года. Оценки получены по станционным временным рядам годовых и сезонных аномалий осадков за 1976;2014 гг. в точках расположения станций.

Численные оценки трендов (значения коэффициентов линейного тренда и доля объясненной им дисперсии ряда) для регионально осредненных значений количества выпавших осадков приведены в таблице 2.3 в % нормы / 10 лет (для краткости в этом разделе часто будем писать просто % /10 лет). Временные ряды средних за год и за каждый сезон аномалий месячных сумм осадков (мм/месяц) представлены на рис. 2.1 для России и на рис. 2.6, 2.7 для физико-географических регионов и Федеральных округов России (среднегодовые аномалии). На всех временных рядах показаны 11-летние скользящие средние, линейные тренды за 1976 — 2013 гг. с 95%-й доверительной полосой, оцененные методом наименьших квадратов.

На территории России в целом преобладает тенденция к росту годовых сумм осадков (рис. 2.5). Скорость роста превышает 5%/10 лет лишь в ряде областей Сибири и Дальнего Востока и на юго-востоке Северо-Кавказского ФО. Незначительное убывание годовых осадков (менее 5%/10 лет) наблюдается на большей части ЕЧР и на Южном Урале. Годовые осадки также убывают в полосе вдоль южной границы Дальневосточного ФО и на севере Чукотского АО.

Рисунок 2.5 Пространственные распределения локальных коэффициентов линейного тренда годовых и сезонных сумм атмосферных осадков за 1976;2014 гг. на территории РФ (% от нормы за 10 лет).

Тренд среднегодовых осадков, осредненных по территории РФ, составляет 2.0% нормы/10 лет при вкладе в дисперсию 27%, т. е. тренд значим на уровне 1%. Рис. 2.6 показывает, что выраженный рост годовых осадков наблюдается со второй половины 1980;х гг. Наибольший вклад в общую изменчивость годовых осадков дают тренды для физико-географических регионов: Средняя Сибирь (3.6% /10 лет, вклад в дисперсию 28%), Восточная Сибирь (3.6% /10 лет; 16%), а также Сибирском (2.4% /10 лет, 24%) и Дальневосточном ФО 2.9% /10 лет, 19%). Отрицательный, очень малый и незначимый тренд — лишь в Приволжском ФО. В Средней Сибири положительный значимый на 5%- ном уровне тренд отмечается во все сезоны, кроме зимы.

Очень значительные межгодовые колебания региональных осадков, в особенности для относительно небольших регионов, в ряде случаев могут приводить к существенной нестабильности оценок от года к году даже тренда среднегодовых осадков. Так, в Прибайкалье и Забайкалье для периода 1976;2013 гг. оценки составляли 3.2% /10 лет, 15% объясненной дисперсии. Очень сухой для региона год (85% нормы, второе минимальное значение в ряду) привел к тому, что для периода 1976;2014 гг. оценки значительно изменились: 2.1% нормы/10 лет, 7% объясненной дисперсии.

Следует иметь в виду, что региональные тренды выявляются на фоне изменений с периодом нескольких десятилетий, так что нельзя с уверенностью утверждать именно о наличии тренда, а не определенной фазы таких колебаний, хотя для некоторых регионов после середины 1980;х гг. наблюдается явный рост годовых осадков (рис. 2.6, 2.7): Средняя и Восточная Сибирь, Прибайкалье и Забайкалье (исключая 2014 г.), СевероЗападный, Сибирский и Дальневосточный ФО.

Наиболее значительный рост сезонных сумм осадков в целом по территории РФ наблюдается весной (5.7% нормы / 10 лет, вклад в дисперсию 29%). Рост осадков происходит практически по всей России, особенно значительный в Восточной Сибири (до 15−20% нормы / 10 лет). За счет очень сухой осени 2014 г. (в особенности в ЕЧР и Байкальском регионе) значительно уменьшился тренд осеннего сезона: 1.9% нормы / 10 лет, вклад в дисперсию 8% для 1976;2014 гг. по сравнению с 2.4% / 10 лет, 13% вклад в дисперсию для 1976;2013 гг. Зимой рост осадков происходит в основном на севере и юге страны, а летом — на АЧР.

b, % /10 лет — коэффициент линейного тренда, D% - вклад тренда в дисперсию. Выделены значения тренда, значимые на 1%-м уровне

Таблица 2.3 Оценки линейного тренда осредненных за год (январь — декабрь) и по сезонам регионально осредненных месячных сумм атмосферных осадков для регионов России за 1976;2014 гг.

Зимой и летом осадки уменьшаются в ряде областей: зимой на севере Дальневосточного ФО и в Средней Сибири. Летом убывают осадки в ЕЧР (кроме севера): отрицательные тренды наблюдаются как для ЕЧР в целом, так и для всех ФО, кроме Северо-Западного, а также в районе Обской губы, на Арктическом побережье (Таймыр и восточнее), на Камчатке. В эти два сезона значимый тренд отмечен только для Средней Сибири.

Рисунок 2.6. Осредненные за год и по территории регионов РФ аномалии месячных сумм осадков (мм/месяц) за 1936;2014 гг. Сглаженная кривая соответствует 11-летнему скользящему осреднению. Линейный тренд показан за 1976;2014 гг. с 95%-й доверительной полосой.

Рисунок 2.7. — То же, что на рис. 2.6., но для ФО РФ.

Тенденции изменений режима осадков горных районов Кавказа В разделе анализируются временные ряды климатических переменных, характеризующих режим осадков, для трех горных станций: Ахты, Теберда, Терскол (высота > 1000 м над уровнем моря), и для сравнения данные по двум м/станциям, расположенным в предгорном районе — Нальчик (500 м н.у.м) и степном — Прохладная (198 м н.у.м.). Более подробная географическая характеристика приведена в разделе 1.

Изменение режима осадков не столь очевидно, как изменение температурного режима. На всех станциях наблюдается рост годовых сумм осадков, но статистически незначимый (таблица 2.4). В разные сезоны наблюдаются как увеличение, так и уменьшение сезонных сумм осадков.

Средняя годовая сумма осадков в Ахты (393 мм) меньше суммы осадков в Теберде (797 мм) примерно в 2 раза, и абсолютная величина скорости роста в Теберде также примерно вдвое выше: таким образом, нормированные на среднее величины тренда примерно равны: 3.2% (нормы)/10 лет и 2.7%/10 лет. Однако тенденции изменения сезонных сумм осадков и показателей средних (не менее 5 мм), интенсивных (не менее 20 мм) и экстремальных осадков на обеих станциях имеют, так же, как в случае с температурой, общие черты и некоторые различия (рис. 2.8).

Следует отметить значимый рост осадков средней интенсивности в Теберде (D=20%); интенсивные осадки здесь формально убывают, но отношение сигнал/шум D=0; зимние и летние осадки, в том числе интенсивные, убывают, но статистически незначимо. В Ахты быстрее всего растут годовые максимумы.

R — сумма осадков, Max -максимум суточных осадков, NR5 — число дней с осадками не менее 5 мм, NR20 — то же не менее 20 мм; b — значение коэффициента линейного тренда (мм/10 лет или число дней/10 лет); D (%)-вклад тренда в суммарную дисперсию.

Таблица 2.4 — Характеристики линейного тренда b (D) за 1976;2014 гг. некоторых показателей среднегодового и среднесезонного режима осадков на станциях Кавказского региона.

*серым цветом выделены отрицательные тенденции изменения переменной

Рисунок 2.8 -Ход годовых сумм осадков и линейный тренд 1976;2013 гг. горных станций Ахты, Теберда, высокогорной станции Терскол, предгорной станции Нальчик и степной станции Прохладная, 1961;2013 гг.(b — значение углового коэффициента линейного тренда (мм/10 лет); D (%) — вклад тренда в суммарную дисперсию за 1976;2013 гг.).

Значимый на 1%-м уровне рост сумм осадков и осадков разной интенсивности наблюдается осенью на степной станции Прохладная. Летом же здесь происходит близкое к значимому убывание осадков. Для Нальчика уменьшение сумм осадков наблюдается весной (за счет снижения максимальных осадков) и летом (из-за уменьшения числа дождливых дней). В Прохладной сумма весенних осадков уменьшается за счет числа дней, как со средними, так и ливневыми осадками. Общая тенденция для всех станций — увеличение осенних сумм осадков, особенно выраженное (D=13%) для Нальчика (при очень существенном тренде числа дней со средними осадками: D=32%).

Выводы. В целом по территории РФ среднегодовые осадки были близки к норме 1961;90 гг. — 101%: это значительно меньше ожидавшегося при сохранении наблюдающейся с конца 1980 гг. тенденции роста осадков. За последнее десятилетие лишь две годовые суммы осадков были меньше текущей; остальные — значительно больше. Дефицит осадков во все сезоны наблюдался в европейской части России (ЕЧР); в ЦФО за год выпало 80% нормы — третья минимальная величина с 1936 г. Из сезонов выделяется сухая осень (92% нормы: такая или большая по величине отрицательная аномалия за последние 20 лет наблюдалась еще лишь дважды) — в основном за счет ЕЧР (68% нормы — самая сухая осень с 1936 г.) и влажная зима (113% нормы). В азиатской части России (АЧР) во все сезоны выпало больше или около нормы осадков, в особенности в Западной Сибири: в Уральском ФО за год выпало 117% нормы осадков, больше за период наблюдений выпадало лишь дважды — в 2002 г. 122% и в 2001 г. 118% нормы. Выпавшие в Алтайском крае в мае экстремальные осадки привели к чрезвычайной ситуации: сильнейшему паводку с почти миллиардными убытками. Сухо в целом за год было на юге АЧР от Саян до Тихоокеанского побережья.

Тренд годовых осадков в целом по России за 1936 — 2014 гг. составил 2% нормы за 10 лет и значим на 1%-м уровне (вклад в общую изменчивость — 27%). В основном растут осадки весной: 5.7% нормы / 10 лет, вклад в дисперсию 29%. В остальные сезоны тренд также положителен, но статистически незначим. Зимой и летом на обширных территориях наблюдается убывание осадков, особенно заметное летом в ЕЧР (-2.6% нормы/ 10 лет; в ЦФО -5% и в ПФО -4.6% нормы/ 10 лет).

Годовые осадки растут на всех горных, предгорных и степных станциях Кавказа, однако линейный тренд незначим. Значимый рост осенних осадков наблюдается на степной станции Прохладная (растут осадки всех категорий, включая сезонные максимумы и число дней с интенсивнымивыше 20 мм — осадками). Осенью сезонные суммы осадков растут во всех высотных зонах.