Изменение климата на севере европейской части россии и западной сибири



страница1/6
Дата08.05.2016
Размер0.79 Mb.
  1   2   3   4   5   6

В предыдущих тематических разделах были рассмотрены глобальные изменения климата за последние миллионы, сотни и десятки лет, ситуация в Арктике, взаимодействие лесного покрова и климатической системы Земли. Однако для каждого из нас еще больший интерес вызывают местные изменения климата, их прогноз и возможные социально-экономические и экологические последствия, действия, которые можно предпринять для адаптации к региональным явлениям. Этому посвящен данный тематический раздел, где сначала дается общее описание изменений климата на севере европейской части России и Западной Сибири, а затем идут отдельные подразделы для каждого из рассматриваемых регионов. Общее описание географических особенностей, природных зон и климата различных частей страны имеется в курсе географии и здесь не дублируется.

Причины изменения климата глобальны по своей природе: движение континентов, изменения орбиты Земли и активности Солнца, извержения вулканов, когда пепел разносится по всей планете, вариации океанских течений на огромных территориях. Глобально и добавившееся к ним влияние человека: рост концентрации СО2 и других парниковых газов, аэрозольных частиц охватывает всю атмосферу. Региональные эффекты тоже есть: например, загрязнение воздуха сажей, которая, выпадая на белый снег, резко увеличивает поглощение солнечной радиации. Однако они гораздо слабее глобальных воздействий1.

Поэтому причины региональных изменений здесь не обсуждаются, им посвящен первый тематический раздел. Здесь рассматриваются региональные проявления глобальных изменений, которые могут сильно отличаться от средних по планете2. Их социально-экономические и экологические последствия тоже индивидуальны для каждого региона3.



ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА НА СЕВЕРЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Температура. В целом на севере европейской части России и Западной Сибири среднегодовая температура увеличивается (рис. 4.1). По правилам, принятым во Всемирной метеорологической организации, во всем мире изменения температуры отсчитываются как отклонения от так называемого «базового» периода — 1961–1990 годов. Например, температура 1 января 2011 года сравнивается со средней температурой 1 января за указанные 30 лет. Эту разницу называют отклонением, или аномалией температуры 1 января 2011 года. Затем то же делают для каждого дня месяца, сезона или года в целом и суммируют полученные отклонения. В результате получается отклонение температуры за тот или иной месяц, сезон или год. Среднюю температуру определенного дня, месяца или сезона за данные 30 лет часто называют «нормой». Среднегодовые значения отклонений от «нормы» для европейской части России и для Западной Сибири приведены на рис. 4.1 (ниже аналогично вычисленные отклонения приводятся для метеостанций каждого отдельного региона)

При наличии больших отклонений (аномалий) метеорологи говорят о «холоде» или «жаре» в тот или иной день, месяц или год в целом. Такая терминология несколько отличается от обычного понимания холода и тепла. Например, если средняя за 1961–1990 годы температура января («норма») в вашем городе была –15 °С, а в этом году –8 °С, то месяц считается жарким, хотя –8 °С — это довольно холодная погода. Аналогичным образом июль с температурой +12 °С будет назван очень холодным, поскольку в среднем за 1961– 1990 годы было +20 °С. По принятым правилам день считается жарким, если температура выше «нормы» более чем на 7 °С, а теплым — если она выше на 3–7 °С. Аналогичным образом выделяют очень холодные и просто холодные дни. Для месяца, сезона и года тоже есть свои пороговые значения4. Также имеются четкие определения «волн» жары или холода, используемые медиками5.

Чтобы лучше видеть долгосрочные изменения (отделить их от межгодовых колебаний температуры), принято делать 11-летнее скользящее осреднение: расчет средней температуры за 5 лет назад и 5 лет вперед. Например, 11-летнее среднее для 2005 года является средним значением за 2000–2010 годы (голубая кривая на рис. 4.1).

Затем делается расчет линейного «тренда» — прямой линии, которой можно описать изменение того или иного параметра (в нашем случае температуры) за определенный период (красная прямая на рис. 4.1). За начало отсчета берется середина базового периода — 1976 год, то есть рассчитывается, какой прямой линией можно описать изменение температуры за 1976–2011 годы (когда готовилась эта книга, в распоряжении авторов еще не было данных за 2012 год).

На европейской части России с 1976 года рост температуры составил 2 °С, что намного больше, чем в среднем для всего мира — 0,6 °С (см. рис. 1.14) и для России в целом — 1,5 °С (см. рис. 1.15). В Западной Сибири рост температуры меньше — 1 °С.



Рис. 4.1 Изменение температуры, °С (отклонения от средней за 1961-1990 гг.) Сглаженная кривая соответствует 11-летнему скользящему осреднению. Линейный тренд показан за 1976-2011 гг.
Источник: доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации а 2011 год. М.: Росгидромет, 2012. www.meteorf.ru, см. также http://climatechange.igce.ru

Линейные тренды изменения температуры рассчитаны для всей территории России, и составлены соответствующие карты (рис. 4.2). По ним можно проследить, как средний по европейской части России тренд, показанный на рис. 4.1, выражен в вашем регионе, причем с разбиением на сезоны — можно видеть, насколько потеплели зима, лето или осень. Тренд принято выражать в °С за 10 лет (°C/10 лет), поэтому, чтобы получить суммарное измене­ние температуры за 35 лет (с 1976 по 2011 год), нужно показанные на картах значения умножить на 3,5.

Значительное повышение среднегодовой температуры отмечается почти по всей России, исключение составляет юг и центр Западной Сибири. На севере европейской части страны выделяются повсеместный рост осенних температур и более теплые зимы в Мурманской области.

Осадки. Изменения среднегодового количества осадков на европейской части России и в Западной Сибири показаны на рис. 4.3. Можно заметить некоторую тенденцию к увеличению, но она гораздо менее выражена, чем рост температуры. Сходная ситуация наблюдается по всей России, по этой причине здесь не приводится карта изменений количества осадков за 1976–2011 годы аналогичная приведенной на рис. 4.2, так как изменения среднего количества осадков отсутствуют или очень невелики6.



Рис. 4.2 Изменение температуры за 1976-2011 гг., линейный тренд в °С/10 лет
Источник: Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2011 год. М.: Росгидромет, 2012, стр.16. www.meteorf.ru



Рис.4.3 Осредненные среднегодовые аномалии осадков (отклонения от значений за 1961-1990 гг.), мм/месяц. Сглаженная кривая соответствует 11-летнему скользящему осреднению. Линейный тренд показан за 1976-2011 гг.
Источник: Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за за 2011 год. М.: Росгидромет, 2012, стр.16. www.meteorf.ru

Гораздо более наглядно выглядит рост высоты максимального за зиму снежного покрова на севере европейской части России и Западной Сибири7(рис. 4.4). В 2000-е годы к концу зимы снега было примерно на 10 см больше, чем в 1961–1990 годах, для средних значений по столь большой территории это очень существенно и чревато сильными весенними паводками (более подробно этот вопрос обсуждается ниже для каждого из регионов).





Рис. 4.4 Изменения максимальной за зимний период высоты снежного покрова, осредненной по территории севера европейской части России и Западной Сибири (за ноль приняты средние значения за 1961– 1990 гг.)
Источник: Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2011 год. М.: Росгидромет, 2012. www.meteorf.ru

Показанное на рис. 4.4 увеличение максимального по толщине снежного покрова не означает столь же сильного роста среднего за зиму снежного покрова, его изменения могут быть гораздо меньше. Подобная ситуация — одно из следствий более неравномерного режима выпадения осадков в сочетании с колебаниями температуры и таянием части снежного покрова.

При подготовке данной книги был проведен анализ произошедших изменений годового количества осадков для отдельных метеостанций, см. ниже рис. 4.8, 4.13, 4.19, и 4,228. Можно видеть, что средние изменения за 1976–2010 годы, как правило, намного меньше, чем межгодовые вариации количества осадков. От года к году количество осадков колеблется намного сильнее, чем их средний рост за 35 лет.

Опасные метеорологические явления. Наибольший ущерб и не удобства приносят опасные метеорологические явления: сильные осадки и штормовые ветра, аномально жаркая или особо холодная погода, заморозки, метели и т.п. Тенденция к увеличению числа подобных опасных явлений проявляется по всему миру. В России в 2007–2012 годах их было примерно в 2 раза больше, чем в 1998–2003 годах (более подробно см. первый тематический раздел, стр. 45). В Северо-Западном федеральном округе в 2010 году их было 54, в 2011-м — 37, а в 2012-м — 409.

Примерно вдвое увеличилось за последние 15 лет и число различных гидрометеорологических явлений (метеорологических, гидрологических, агрометеорологических), которые нанесли значительный ущерб (см. рис. 1.17). В 2012 году был поставлен рекорд — 469 явлений. В Северо-Западном федеральном округе больше всего было сильных ветров и метелей, очень холодной погоды, заморозков и сильных осадков. В рассматриваемых регионах, как и по всему миру, отмечается тенденция к более «экстремальному» выпадению осадков. Имеется в виду, что примерно то же количество осадков за год выпадает в виде более редких, но сильных дождей и снегопадов, вместо более равномерного выпадения более частых умеренных осадков, как это было в прошлом. Подробнее опасные метеорологические явления последних лет рассматриваются ниже для каждого из регионов.



Прогноз изменения температуры. Так как изменения климата — процесс, имеющий глобальные причины, то для региональных прогнозов среднегодовых и среднесезонных температур на ближайшие десятилетия и на XXI век используются глобальные модели, описывающие естественные и антропогенные процессы в атмосфере и океане Земли в целом. Ученые не полагаются на одну модель, а совместно используют расчеты по моделям, работающим в разных странах, в том числе и в России. В нашей стране ведущим учреждением по прогнозу изменения климата является Главная геофизическая обсерватория им А.И. Воейкова (ГГО). Там построены прогностические карты, где приведены средние значения, полученные по 16 глобальным моделям (то есть каждая из приводимых цифр — это средняя из 16).

Прогноз дается для трех временных периодов: 2011–2031, 2041–2060 и 2080–2099 годы. Точности расчетов не хватает, чтобы давать прогноз на какой-либо конкретный год или несколько лет. Поэтому прогнозы даются для отклонения (превышения) средней температуры за 20 лет, например, за 2041–2060 годы от средней температуры за последние 20 лет XX века — 1980–1999 годы. Рассчитываются среднегодовые и средне-сезонные температуры, тогда как прогноз на отдельные месяцы не дается.

На большей части России, в том числе во всех регионах Севера и Дальнего Востока, наибольшие изменения ожидаются зимой. Поэтому на рис. 4.5 приводится карта для зимнего сезона (карты для всех сезонов и для среднегодовых значений можно посмотреть на сайте ГГО)10.



Рис. 4.5 Прогноз отклонения средне-зимней температуры в 2041–2060гг. (в среднем за 20лет) от средне-зимней температуры в 1980–1999гг., С 
Источник: ГГО http://www.voeikovmgo.ru, раздел «Изменение климата России в XXI веке»

По всем моделям расчеты проводились по 3 сценариям антропогенного воздействия на климатическую систему Земли, включающим разные темпы роста в атмосфере концентраций парниковых газов и аэрозольных частиц. Как отмечалось в первом тематическом разделе (стр. 49), климатическая система инерционна и на ближайшие десятилетия изменения практически не зависят от выбора сценария. Для средних значений за 2041–2060 годы отличия между сценариями невелики, а для 2080–2099 годов очень существенны. На рис. 4.5 показан прогноз по среднему из трех сценарию, дающему на 2041–2060 годы средние значения между максимальным и минимальным сценариями.

Через 30–50 лет средние зимние температуры могут существенно потеплеть: на побережье Северного Ледовитого океана примерно на 5 °С, а южнее — на 3–4 °С.

Ниже на базе карт ГГО для каждого из регионов составлены таблицы (табл. 4.1, 4.4, 4.7 и 4.10), где указаны диапазоны изменения температур для каждого из сезонов и за год в целом. Они представляют собой диапазоны между максимальными и минимальными значениями роста температур по разным сценариям и в разных частях данного региона.

Там же для каждого из регионов обсуждается, насколько велики прогнозируемые изменения температуры для различных сезонов года в ближайшие 20 лет и через 30–50 лет.

При подготовке данной книги был проведен анализ произошедших изменений температуры для отдельных метеостанций (рис. 4.7, 4.12, 4.18, 4.21). Затем для этих станций был сделан ориентировочный прогноз изменения средних, минимальных и максимальных за год температур на период до 2035 года, рис. 4.10, 4.17, 4.20 и 4.2411. Прогностические расчеты имеют невысокую точность, на рисунках показаны большие диапазоны между максимальными и минимальными прогностическими значениями. Поэтому расчеты были проведены только для 5 станций севера европейской части России и Западной Сибири, равномерно распределенных по данной территории. Делать расчеты для большего числа станций и пытаться рассматривать различия между ними при таких диапазонах неопределенности было бы нецелесообразно.



Прогноз изменения количества осадков был составлен в ГГО аналогично описанному выше прогнозу температуры. Были рассчитаны изменения годовых и сезонных значений (в процентах) для тех же трех 20-летних периодов XXI века в сравнении с 1980–1999 годами. Дополнительно на сайте ГГО имеется карта разницы между годовым количеством осадков и испарением влаги в атмосферу.

В большинстве регионов России наибольшие изменения осадков ожидаются зимой. Поэтому на рис. 4.6 приводится карта для зимнего сезона (карты для всех сезонов и для годовых значений можно посмотреть на сайте ГГО)12. Как и для температуры, на карте показаны расчеты для среднего из 3 сценариев антропогенного воздействия на климатическую систему.





Рис. 4.6 Прогноз изменения количества зимних осадков: на сколько процентов их среднее значение в 2041–2060 гг. (в среднем за20 лет) будет больше, чем в
1980–1999 гг., %
Источник: ГГО http://www.voeikovmgo.ru , раздел «Изменение климата России в XXI веке»

Через 30–50 лет в рассматриваемых нами регионах зимних осадков ожидается несколько больше, чем в конце XX века. Однако данный рост (10–25%) не очень велик и меньше, чем межгодовая изменчивость выпадения зимних осадков.

Ниже на базе карт ГГО для каждого из регионов составлены таблицы (табл. 4.2, 4.5, 4.8 и 4.11), где указаны диапазоны изменения количества осадков для каждого из сезонов и за год в целом. Они представляют собой диапазоны между максимальными и минимальными значениями по разным сценариям и в разных частях данного региона. Как и для температуры, дается информация о том, насколько велики прогнозируемые изменения количества осадков в те или иные сезоны в ближайшие 20 лет и через 30–50 лет.

Прогноз числа и силы опасных метеорологических явлений — очень непростая задача с массой неопределенностей. Скорее всего, экстремально высокие температуры и случаи особо сильного выпадения осадков к середине XXI века будут наблюдаться гораздо чаще, возможно, даже в 2–3 раза, чем сейчас (см. тематический раздел 1, стр. 46–48).

Ущерб растет, однако, как отмечалось в первом тематическом разделе, он в большой степени связан с элементарной бесхозяйственностью и бездумным строительством, с неготовностью руководства, различных организаций и населения во всеоружии встретить чрезвычайные ситуации и негативные последствия изменений климата. Пока нельзя определенно сказать, сколько опасных явлений в виде штормовых ветров и сильных осадков будет наблюдаться на Северо-Западе России, например, через 30 лет: 10, 20 или 40 в год, если сейчас за год их примерно 10–15. Однако более разумно будет готовиться к худшему развитию событий.



Прогнозы социально-экономических и экологических последствий изменений климата для каждого из регионов рассматриваются отдельно. В следующих ниже региональных подразделах даются не только тренды и прогнозы температур и осадков, но и обсуждаются погодные аномалии и изменения последних лет. Там же приводится информация о региональных явлениях — местных последствиях изменений климата, которые уже наносят или в ближайшем будущем могут нанести социально-экономический или экологический ущерб. Указываются возможные меры по снижению ущерба. Кроме того, рассматриваются и положительные эффекты, и возможные пути их практической реализации. Основным источником информации послужил доклад, недавно подготовленный институтами Росгидромета и РАН13, а также данные, которые были специально получены из заповедников, заказников и национальных парков в процессе подготовки данной книги.

Исследования показали, что в настоящее время не просматривается одного или нескольких явлений, которые можно назвать главными региональными последствиями изменений климата и на которых надо сконцентрировать основное внимание. Имеется довольно длинный список проблем, подверженных влиянию изменений климата. Чтобы облегчить восприятие этой достаточно «пестрой» и разнородной информации, для каждого из регионов она приведена в виде сводной таблицы (табл. 4.3, 4.6, 4.9, 4.12).

В таблицах собрана информация о вероятных последствиях изменений климата на ближайшие 10–30 лет, а не до конца XXI века или на более долгий срок. Поэтому там не отражены вероятные долгосрочные процессы, например, значительное изменение границ природных зон – зарастание тундры лесом и т.п. Таким образом, удается выделить последствия, требующие принятия мер в самом ближайшем будущем.

МУРМАНСКАЯ ОБЛАСТЬ

Температура. С 1976 года увеличение среднегодовой температуры в области составило примерно 1,8 °С, что несколько больше, чем для России в целом, и в 3 раза больше, чем в среднем для всего мира. Особенно значителен был рост зимних температур на западе области, достигающий 2,5 °С (см. рис. 4.2).



Рис. 4.7 Отклонение среднегодовой температуры на ст. Мурманск от средней за 1961–1990 гг.
Источник: Г.В. Груза, Э.Я. Ранькова, Институт глобального климата и экологии

По наблюдениям на метеостанции Мурманск (рис. 4.7) можно видеть, что рост среднегодовой температуры очень существенен, но почти в 2 раза меньше амплитуды межгодовых колебаний. Средняя за 1961–1990 годы температура равнялась –0,03 °С, а в 2000-е годы она в среднем была более +1 °С. Линейный тренд за 1976–2010 годы составляет 0,52 °С/10 лет.

Осадки показывают тенденцию к росту, но от года к году их количество варьирует намного сильнее, чем линейный тренд. В 1961–1990 годах среднее количество осадков составляло 40 мм/месяц. Линейный тренд за 1976–2010 годы составляет 2,0 мм/месяц за 10 лет (рис. 4.8).



Рис. 4.8 Отклонение годового количества осадков от нормы — среднего за 1961–1990 г.
Источник: Г.В. Груза, Э.Я. Ранькова, Институт глобального климата и экологии.

Наиболее заметен рост весенних осадков, за 35 лет он составил примерно 20%. В северо-западной части области значительно увеличилось число дней со снежным покровом, рост составил до 30 дней, прежде всего за счет более раннего выпадения снега. На западе области увеличилась и высота максимального за зимний период снежного покрова, а на востоке она наоборот уменьшилась, как и число дней со снежным покровом14.

Температура морских вод является очень важным индикатором климата, ведь именно в океане сосредоточено более 90% всей кинетической и тепловой энергии климатической системы Земли. Уже более 100 лет ведутся наблюдения на уникальном океанографическом разрезе в Баренцевом море — «Кольском меридиане». Эти работы выполняет Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО), на сайте которого вы можете увидеть данные о температуре и солености Мурманского течения в слое до глубины 200 м за последние 60 лет15. С этим течением в южную и восточную части Баренцева моря поступают атлантические воды системы Гольфстрим (см. также рис. 1.13 — повышение температуры вод в проливе Фрам, между Шпицбергеном и Гренландией).

Данные показывают, что в течение последних двух десятилетий воды в море действительно теплеют. Однако ввиду глобальности процессов преждевременно делать вывод о продолжении роста в ближайшей перспективе. Скорее всего, это будет какое-то сочетание периодов потепления и похолодания с общим небольшим трендом на повышение температуры в целом, как это ожидается в нынешнем веке для планеты в целом.

Повышение температуры воды в целом позитивно влияет на морских обитателей. В последние годы наблюдается рост запасов большинства баренцевоморских промысловых рыб. Вместе с тем причины этого еще не очень ясны, нужен мониторинг ситуации и детальные исследования. При этом необходим прогноз целого комплекса параметров (численности и биомассы видов, их пространственного распределения, вероятности вселения новых гидробионтов и т.п.), причем как при увеличении, так и при понижении температуры16.



Рис. 4.9 Основные потоки атлантических вод в Баренцевом море и положение разреза «Кольский меридиан» (черные точки на левом рисунке); данные о температуре вод в слое 0–200 м на данном разрезе по десятилетиям (правый рисунок). За «норму» принято среднее за период наблюдений
Источник: Vladimir D. Boitsov, Alexey L. Karsakov and Alexander G. Trofimov Atlantic water temperature and climate in the Barents Sea, 2000–2009 ICES J. Mar. Sci. (2012)69(5):833-840 http://icesjms.oxfordjournals.org/content/69/5/833.full.pdf+html

Изменения флоры и фауны. Отмечается продвижение на север бурого медведя, что, возможно, связано с климатическим изменением границ лесной зоны. Вероятно, у медведя в настоящее время наблюдается восстановление древнего ареала, так же как и у лося17. В заповеднике Пасвик появились птицы, которых там ранее не было18. Конечно, нельзя говорить о том, что все дело в изменениях климата: вероятно, одновременно действует немало различных факторов, но климат — один из них. На первый взгляд, здесь нет проблемы, но в принципе появление новых соседей может и вредить коренным обителям Арктики. Поэтому все происходящее надо тщательно изучать, чтобы заранее выявить возможные негативные эффекты и свести их к минимуму.

Не всегда ясно, виноваты ли в появлении «пришельцев» изменения климата. Но бороться со многими из них приходится в любом случае. Пример тому — распространение борщевика19, на борьбу с которым уже тратятся немалые силы20. Что будет, если не сдерживать борщевик, можно увидеть на севере Норвегии: там заросли этого ядовитого растения, которое даже называют «пальмой из Тромсё», уже достигают 2–3 м.



Опасные метеорологические явления. По опасным метеорологическим явлениям на европейской части России и в стране в целом особо выделялся 2010 год с очень холодной зимой, рекордно жарким летом и очень теплой осенью. В Мурманской области эти эффекты практически не проявились. В 2010 году там был только особо холодный февраль и очень теплый май, но это не значит, что так будет всегда и область будет в стороне от климатических аномалий.

Зимой 2010/2011 года аномально долгий для Мурманска период со снежным покровом держался на месяц дольше «нормы» (средних значений за 1961–1990 годы). Это было связано с необычно ранним выпадением снега.

В 2011 году наблюдались сильные колебания «холода» и «тепла» (под этими терминами климатологи понимают температуру, сильно отличающуюся от средней за 1961–1990 годы, см. выше пояснения к рис. 4.1, стр. 98). Был холодный февраль, теплая весна и июнь, теплый сентябрь, в эти месяцы в Мурманске температуры были близки к рекордным за весь период метеорологических наблюдений. Наибольшие отклонения от средних значений за 1961–1990 годы наблюдались в ноябре — на 5–6 °С выше нормы, и особенно в декабре 2011 года. Тогда по всему северу ев­ропейской части России и Западной Сибири температура воздуха превышала норму на 6–10 °С, а в ряде мест — на 12–14 °С (более подробно см. ниже подраздел по Архангельской области).

Прогноз изменения температуры, полученный с помощью моделей глобального изменения климата (см. выше рис. 4.5 и его описание), говорит, что в Мурманской области можно ожидать сильного роста зимних температур (табл. 4.1). К середине XXI века зимы могут стать на 5 °С теплее, чем в конце XX века. Заметим, что это в среднем. Скорее всего, будет чередование обычных (или более холодных зим) и зим на 10 °С (или даже на 15 °С) более теплых, а это уже совершенно иные погодные условия.




В среднем в 2011–2031 гг. от среднего уровня 1980–1999 гг., °С

В среднем в 2041–2060 гг. от среднего уровня 1980–1999 гг., °С

Зима

+2,0 - +2,3

+4 - +6

Весна

+1,2 - +1,5

+2,5 – 3,0

Лето

+1,0- +1,2

+2,0 - +2,5

Осень

+1,2 - +1,5

+2,5 - +3,0

Год

+1,2 - +1,5

+3,0 - +3,5

  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница