Исследование климатических особенностей заповедника "Столбы"

Заповедник «Столбы» – одно из красивейших мест Красноярского края. Он является единственным заповедником в стране, имеющим туристский экскурсионный район. Уникальные природные условия открывают возможности для рекреации – от альпинизма и туризма до простого отдыха горожан. Но прежде всего – это эталон природы, по которому можно контролировать величайший эксперимент, каким оказалась хозяйственная деятельность человека.

Близость миллионного города, а также создание Красноярского водохранилища, конечно, оказывают влияние на природные условия заповедника. В перспективе его развития вытекает необходимость дальнейшего исследования и учета климатических ресурсов для наиболее рационального и эффективного использования. При этом важна степень изученности климатических показателей. Обычно их рассматривают в течение коротких промежутков времени (год, 5, 10, 15 лет и т. д.). В наших исследованиях рассматриваются данные метеонаблюдений заповедника «Столбы», включающие средние, максимальные и минимальные температуры, количество осадков, высоту снежного покрова и их изменение за 75 лет.

Систематические метеорологические наблюдения в заповеднике «Столбы» ведутся с 1927 г., причем до 1934 г. они были трехсрочными (7,13,21 ч), а первого и пятнадцатого числа каждого месяца – ежечасными.

С 1935 г. стали фиксироваться данные четырех сроков наблюдения.

В настоящей работе рассматривается изменение ряда метеоэлементов за период, предшествующий созданию Красноярского водохранилища и после его заполнения. Красноярская ГЭС была построена в 40 км выше Красноярска. Наполнение ложа будущего водохранилища началось в феврале 1967 г., закончилось в августе 1970 г. Протяженность его 331 км, объем – 73,3 км, площадь – 2100 км. Несомненно, грандиозные размеры водохранилища оказывают влияние на климатические условия заповедника «Столбы» и г. Красноярска. Об этом свидетельствует сравнительный анализ изменения термического режима по данным метеостанций первых трех лет после создания водохранилища. Рассматривался ход среднемесячных, среднемесячных максимальных и среднемесячных минимальных температур воздуха до и после создания водохранилища.

Так, среднемесячная температура воздуха заметно понизилась с января по март как в Красноярске, так и в заповеднике примерно на 2,8 –5,4°С. Несколько ниже стали температуры воздуха и с августа по октябрь (рис. 1, 2).

Рис . 1. Среднемесячная температура воздуха заповедника « Столбы » до и после создания водохранилища ( по данным заповедника « Столбы »)

—♦— Красноярск (до создания водохранилища)   —■— Красноярск (после создания водохранилища)

Рис . 2. Среднемесячная температура воздуха Красноярска до и после создания водохранилища ( по данным Красноярской метеостанции )

Причем наиболее четко выражены данные изменения в Красноярске. В теплый период особых изменений термического режима в первые годы после создания водохранилища не обнаружено. Сравнивая климатические параметры заповедника «Столбы» и г. Красноярска, необходимо учитывать, что 91,9 % территории заповедника приходится на среднегорную часть и соответствует абсолютным отметкам 500–800 м. Климат среднегорной таежной части значительно отличается от климата соседней Красноярской котловины. Суровость климата характеризуется отрицательной средней температурой года для среднегорного пояса –12°С, для низкогорий –0,8°С в отличие от лесостепной зоны 0,3°С и степной (0,8°С). В то же время из-за зимней инверсии температур в среднегорном поясе зима гораздо теплее, это подтверждает годовая амплитуда 33,8°С, которая в климатических условиях низкогорья составляет 34,8°С, а в красноярской лесостепи – 37,3°С.

В последние десятилетия в масштабах всей планеты отмечается существенное изменение глобального климата с повышением приземной температуры воздуха. Многие авторы отмечают, что среднегодовая температура возросла на 0,6–0,7°С за период инструментальных наблюдений с 1850 по 2000 гг. Аналогичны результаты расчетов на глобальных климатических моделях, участвующих в программе сравнения сценариев глобального климатического потепления, осуществляемой межправительственной группой экспертов по изменению климата (IPCC) и в международной программе сравнения результатов модельных реконструкций палеоклимата. Анализ среднегодовой и среднемноголетней температуры воздуха, по данным метеостанции заповедника «Столбы», представленный на рис. 3 и 4, отчетливо показывает тенденцию роста температуры, что свидетельствует о потеплении климата.

Минимальные значения среднегодовой температуры воздуха, по данным метеостанции «Столбы» за 75 лет, наблюдались в 1937 г. и соответствовали –2,7°С, а максимальные – в 1997 г. – до +2,8°С. Самое большое потепление за данный период зафиксировано в последнее десятилетие с 1993 по 2003 гг., когда среднегодовая температура изменилась от 0,3 до 0,9°С.

Рис . 3. Тренд среднегодовых температур

Рис . 4. Тренд средней многолетней температуры

Годовая амплитуда средних температур самого холодного (январь) и самого жаркого месяца (июль) в среднем составляет 32,9°С и колеблется от 23,8°С до 39,6°С. Разница между самой низкой средней температурой января за весь ряд наблюдений и самой высокой (июля) равна 69,9°С. Максимальная температура (40,0°С) отмечена 19.06.1970, самое минимальное значение (–45,0°С) термометр показал 05.01.2001. Суточные амплитуды температуры воздуха имели размах 31,4°С: от 31,6°С (09.12.1972) до 0,2°С (17.01.1939) при среднем значении 8,3°С. Среднемесячные температуры колеблются в среднем в течение года от –18,5°С до +16,9°С. При анализе хода среднемесячных температур выяснилось, что наибольшая амплитуда присуща зимним месяцам: в январе она составила 17,7°С, в феврале –17,6°С, в ноябре – 16,2°С, в декабре – 14,6°С. Для летних и осенних месяцев характерна меньшая вариабельность: 7,31°С – в июле, 6,86°С – в августе, 8,46°С – в сентябре, 8,47°С – в октябре. Это говорит о том, что изменение среднемноголетней температуры в меньшей степени происходит за счет летних месяцев и начала осени.

Рис . 5. Число безморозных дней по годам

Безморозный период составляет в среднем 145 дней и колеблется от 114 в 1970 г. до 183 – в 1990 г. Наблюдается тенденция увеличения числа безморозных дней (рис. 5).

Ряд наблюдений за осадками начинается с 1947 г., так как данные раннего периода могут быть недостоверными в силу разницы методик сбора информации. Количество осадков по годам колеблется в пределах 545,9 мм, составляя в cсреднем 679,5 мм. Более всего осадков выпало в 1972 г. – 903,9 мм, самым сухим был 1989 г. – всего 358 мм. За указанный ряд лет какая-либо тенденция изменения годового количества осадков четко не просматривается. Тренд распределения осадков по годам представлен на рис. 6.

Рис . 6. Тренд количества годовых осадков

Рис . 7. Распределение осадков по месяцам за 1927–2004 гг .

В течение года осадки распределяются неравномерно. Летом выпадает более трети годового количества. Большинство выпадает в июле и августе (в среднем 27 %). Картину распределения осадков в течение года в среднем за весь ряд наблюдений можно увидеть на рис. 7. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова в среднем составляет 200 дней. Меньше всего (165 дней) постоянный снежный покров держался в 2002 г., а дольше всего – в 1941 г. (227 дней). Максимальная высота снега – 140 см – была отмечена 12.04.1966, самая малоснежная зима – в 1932–1933 гг., когда эта величина не превышала 54 см. Преобладают зимы со снежным покровом высотой 85–105 см.

Таким образом, многолетний ряд наблюдений характеризует климат заповедника как менее континентальный по сравнению с Красноярском, о чем свидетельствуют меньшая амплитуда годовых температур, более высокая средняя температура января и более низкая – июля (табл.).

Таблица

Сравнительная характеристика некоторых климатических показателей заповедника « Столбы » и г . Красноярска

Показатели	Заповедник «Столбы»	г. Красноярск
Годовая амплитуда средних температур	32,9°С	38°С
Средняя годовая температура воздуха	–0,34 °С	0,5°С
Средняя температура января	–16,2	–18,3
Средняя температура июля	16,8	19,4
Годовая сумма осадков	679,5 мм	316 мм

Выводы

• 1.    Анализ среднегодовой и среднемноголетней температуры воздуха за 75 лет (с 1928 по 2003 гг.) показал рост температуры, что свидетельствует о потеплении климата. Максимальный рост наблюдался в последнее десятилетие, когда температура воздуха повысилась с 0,3°С до 0,9°С. Минимальное значение среднегодовой температуры воздуха наблюдалось в 1937г. (–2,7°С), а максимальная – в 1997 году (2,8°С).

• 2.    Наблюдается увеличение числа безморозных дней с особо выраженной тенденцией в последнее десятилетие: среднее количество –145, максимальная в 1990 году – 183 дня в году.

• 3.    За указанный период не выявлено четкой тенденции изменения годового количества осадков. Среднее количество их составляет 679,5 мм и колеблется от максимальной величины 903,9 мм (1972 г.) до минимальной 358 мм (1989 г.).

• 4.    Создание водохранилища и работа Красноярской ГЭС изменили режим реки Енисей, что сказалось на микроклимате заповедника «Столбы» и города Красноярска, главным образом на климате города из-за большей его континентальности:

• 1)    среднегодовая температура в городе повысилась на 0,2–0,9°С, в центре – на 1,5–1,7°С;

• 2)    в холодный период года среднемесячная температура повысилась на 2–3,8°С, а в центре – на 2,3–2,6°С. В теплый период наблюдается охлаждающее влияние реки – среднемесячная температура воздуха – на 0,2–1,5°С;

• 3)    переход среднесуточной температуры воздуха через 0°С наблюдается весной на 8–9 дней раньше, чем до создания водохранилища;

• 4)    число дней с туманом увеличилось в 2–3 раза.