Экология ЭКОЛОГИЯ УДК 551.56/58+551.58 М.Ф. Андрейчик, Л.Д.-Н. Монгуш ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ И ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА НА ФОНЕ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА В ХЕМЧИКСКОЙ КОТЛОВИНЕ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА В результате изучения динамики аномалий атмосферных осадков в Хемчикской котловине Республики Тывы выявлено, что потепление климата обусловило уменьшение атмосферных осадков на 13%, а гидротермического коэффициента – на 18,3%. Ключевые слова: Республика Тыва, Хемчикская котловина, потепление климата, осадки, гидротермический коэффициент. M.F. Andreychik, L.D.-N. Mongush THE CHANGING OF ATMOSPHERIC PRECIPITATION AND HYDROTHERMAL COEFFICIENT ON THE BACKGROUND OF CLIMATE WARMING IN KHEMCHIKSKAYA HOLLOW OF THE TYVA REPUBLIC As a result of study of the atmospheric precipitation rainfall anomaly dynamics in Khemchikskaya hollow of the Tyva Republic it was revealed that climate warming caused the precipitation decrease by 13% and hydrothermal coefficient by 18.3%. Key words: the Tyva Republic, Khemchikskaya hollow, climate warming, precipitation, hydrothermal coefficient. Введение. Хемчикская котловина расположена в долине р. Хемчик на расстоянии около 2400 км от Северного Ледовитого, 2800 км – от Тихого и 3200 км – от Индийского океанов (рис. 1). Рис. 1. Орографическая схема Республики Тыва. Котловины: 1) – Центрально-Тувинская (1а – Хемчикская, 1б – Улуг-Хемская); 2) – Тоджинская; 3) – Убсунурская; 4) – Турано-Уюкская 76 Вестник КрасГАУ. 20 13. №6 Удалѐнность от океанов и барьерная роль горных хребтов с северо-западной стороны обеспечивают в котловине резкую континентальность климата и малое количество атмосферных осадков. Большая часть их выпадает на наветренных склонах Саян и Алтая. В зимний период котловина находится в зоне обширного и устойчивого антициклона, центр которого расположен над Монголией. Актуальность. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), количество осадков на материках северных широт к 2001 г. увеличилось на 10–50%. Полученные результаты показывают, что приращение осадков по Республике Тыва варьирует в широких пределах: от плюс 31,7 мм в Тоджинской до минус 26,9 мм в Хемчикской котловинах. Цель исследования. Изучить динамику аномалий атмосферных осадков в Хемчикской котловине на фоне потепления климата за период 1977–2008 гг. Методика обработки статистических данных. Для оценки изменения климата Всемирная метеорологическая организация рекомендует в качестве исходной характеристики использовать тридцатилетний период – 1961–1990 гг. Именно от этих средних значений метеорологических параметров данного периода и принято отсчитывать степень изменения климата. Нами выделены два периода: 1961–1990 и 1977–2010 гг. Методика обработки изложена в нашей работе [1]. Увлажненность территории определяется соотношением приходной и расходной составляющих деятельного слоя почвы – осадками и испарением. Для характеристики увлажненности используются такие показатели, как индекс сухости Будыко, гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова [4], коэффициент увлажнения Чиркова [5]. По нашему мнению, наиболее удобно использовать ГТК Селянинова. Разумное научное обоснование и простота его вычисления послужили причинами включения данного показателя в стандартный перечень индексов аридности любого региона планеты [6]. ГТК=∑r/(0,1∑t), где ∑r – сумма осадков за рассматриваемый период календарного года (месяц, вегетационный период) со среднесуточными температурами выше 10˚С, мм; ∑t – сумма активных температур (выше 10˚С) за тот же период календарного года. Изменение атмосферных осадков. Климатические изменения осадков в масштабах планеты изучены значительно хуже, чем приземная температура воздуха. Это объясняется не только большой изменчивостью данного фактора, но и отсутствием единой методики наблюдений. Так, в России она многократно корректировалась с 1936 по 2000 г. [2, 3]. Анализ представленных данных показывает неравномерность выпадения осадков во времени. Общей закономерностью в динамике осадков является преобладающая их доля в теплый период года (табл. 1). Таблица 1 Распределение осадков по различным временным периодам в абсолютных и относительных единицах. Метеостанция Тээли Период, гг. Зима 1961–1990 1977–2008 22,2 19,6 1961–1990 1977–2008 10,8 10,9 Весна Лето Осень Распределение осадков, мм 16,0 142,6 25,6 15,4 126,8 17,7 Распределение осадков, % 7,7 69,1 12,4 8,6 70,6 9,9 Теплый период (IV-X) Холодный (I-III, XI-XII) 184,2 159,9 22,2 19,6 89,2 89,1 10,8 10,9 Из таблицы следует, что закономерность распределения осадков по сезонам года в процентном отношении за базовый (1961–1990) и сравниваемый (1977–2008) периоды практически одинакова. Максимум атмосферных осадков приходится на самый теплый месяц – июль. В Хемчикской котловине количество осадков уменьшилось на 26,9 мм , а на соседней метеостанции (Кызыл) – на 6,3 мм. Это подчеркивает многообразие особенностей климата в горных условиях Республики Тыва. 77 Экология Достоверность уменьшения осадков в Хемчикской котловине за 1977–2008 гг. была проведена классическим методом, рекомендованным Всемирной метеорологической организацией (рис. 2). 100,0 80,0 -100,0 -120,0 2007 2004 2001 1998 1995 1992 1989 1986 1983 -40,0 -60,0 -80,0 Сглажен. 1980 0,0 -20,0 Аномалия 1977 Аномалия, град. С 60,0 40,0 20,0 Линейный (Сглажен.) y = -1,0594x - 4,4686 R2 = 0,5473 Год Рис. 2. Динамика аномалий атмосферных осадков и сглаженных их значений по 11-летним циклам за 1977–2008 гг. (Метеостанция Тээли) Гидротермический коэффициент, единица Коэффициент усредненного линейного тренда показывает, что среднегодовое уменьшение атмосферных осадков составило 1,1 мм, а за 32- летний период – 26,9 мм. Изменение гидротермического коэффициента. По нашим данным, темпы среднего повышения температуры воздуха в Хемчикской котловине за 1977–2008 гг. составили 2,3 С. Наибольшее повышение температуры воздуха наблюдается в холодный период года – 57,8%, наименьшее – в теплый – 19,8%, промежуточное положение занимает переходный период (апрель и октябрь) – 22,4%. Динамика значений гидротермического коэффициента в разрезе вегетационного периода за 1961– 1990 и 1977–2008 гг. в Хемчикской котловине представлена на рисунке 3. 1,60 1,40 1,20 1,00 1961-90 гг. 0,80 1977-08 гг. 0,60 0,40 0,20 0,00 V VI VII Месяц VIII IX Рис. 3. Динамика средних значений гидротермических коэффициентов за 1961–1990 и 1977–2008 гг. (Метеостанция Тээли) 78 Вестник КрасГАУ. 20 13. №6 На рисунке прослеживается уменьшение гидротермических коэффициентов в 1977–2008 гг. Вычисленные параметры статистической обработки ГТК в Хемчикской котловине указывают на неоднозначную закономерность их динамики в анализируемые периоды. Анализ результатов статистической обработки показывает, что значения гидротермического коэффициента в 1977–2008 гг. по сравнению с базовым периодом (1961–1990 гг.) уменьшились в среднем на 18,3 %. Влагообеспеченность условий выращивания сельскохозяйственных культур оценивается по таблице 2. Таблица 2 Шкала для классификации уровней влагообеспеченности по значению ГТК (Хомякова Г.В., Зоидзе Е.К., 2002) ГТК <0,20 0,21-0,39 0,40-0,60 0.61-0.75 Характеристика степени влагообеспеченности Очень сильная засуха Сильная засуха Средняя засуха Слабая засуха ГТК 0,76-1,00 1,10-1,40 1,41-1,50 >1,5 Характеристика степени влагообеспеченности Недостаточная Оптимальная Повышенная Избыточная Таблица 2 позволяет оценить тенденцию ухудшения степени влагообеспеченности района. Так, по данным рисунка 3, влагообеспеченность августа 1961–1990 гг. перешла из категории «недостаточной» в «слабую засуху» (1977–2008 гг.), а в сентябре соответственно – из «повышенной» в «недостаточную». Выводы 1. Закономерность динамики годового хода осадков выражается полиномом шестой степени с максимумом в июле месяце. Наибольшее количество осадков выпадает в теплый период (IV–X) – 89,1%, в холодный период (I–III, XI–XII) – 10,9%, на весну (IV–V) и осень (IX–X) приходится соответственно 8,6 и 9,9%. 2. Уменьшение атмосферных осадков (на 26,9 мм) за 1977–2008 гг. на фоне повышения температуры воздуха (2,3 ºС) обусловило уменьшение гидротермического коэффициента на 18,3%, что ухудшило влагообеспеченность сельскохозяйственных культур. Литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. Андрейчик М.Ф., Чульдум А.Ф. Изменение климата в Улуг-Хемской котловине Тувинской горной области // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – С. 1–6. Голубев В.С. Изучение точности учета атмосферных осадков // Тр. ГГИ. – Вып. 176. – С. 45–50. Богданова Э.Г., Ильин Б.М., Драгомилова И.В. Опыт применения усовершенствованной методики корректировки суточных сумм осадков в различных климатических условиях // Тр. ГГО, 2003 – Вып. 551. – С. 23-50. Лосев А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. – М.: Колос, 2001. – 301 с. Чирков Ю.И. Агрометеорология, – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 296 с. Stadler S.J. Aridity indexes. The Encyclopedia of Climatology // Ed. by J.E.Oliver, R.W.Fairbridge; Van Nostrand Reinhold Company. – New York, 1987. – P. 102–106. 79