Режим увлажнения в бассейне Колымы в условиях климатических изменений

Общество. Среда. Развитие № 2’2023

Процесс современного потепления климата [13] затронул и северо-восток России [3; 8; 9; 11; 12]. Так, в Магаданской области продолжительность зимнего, а также отопительного периода уменьшилась на 5–8 суток, вегетационный период увеличился на 5–6 дней, значения январского индекса жесткости погоды Сайпла Пассе-ла заметно понизились. К 2010 г. на Чукотке нормы температур воздуха за вегетационный период повысились на 0,2–0,5 °C, а за зимний сезон температуры выросли весьма ощутимо, на 0,7–1,6 °C. Соответственно, увеличилась и длительность вегетационного периода на 6–8 суток, а зимний сезон сократился на 6–10 дней.

Важной гидроклиматической характеристикой того или иного региона является режим увлажнения, который непосредственно влияет на деятельность предприятий сельского хозяйства, энергетики, рекреационные условия и режим формирования речного стока.

В работе ставится цель получить представление о климатических изменениях в режиме увлажнения бассейна Колымы (северо-восток России).

В исследуемом регионе климат резко континентальный с очень холодной зимой и сравнительно теплым коротким летом [7]. Вся территория относится к зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты [1].

Материалы и методы

В работе использовались данные метеорологических наблюдений на четырех метеостанциях: Сусуман, Среднекан, Сей-мчан, Коркодон. Многолетние показатели температуры воздуха, атмосферных осадков и абсолютной влажности воздуха получены на сайте Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации – Мирового центра данных (ВНИИГМИ – МЦД) [2]. Данные о годовом стоке р. Колымы у г. Среднеколымска взяты из Гидрологических ежегодников и справочников Государственного водного кадастра.

Погодичные значения испарения с поверхности суши вычислялись по гидролого-климатическому методу В.С. Мезенцева [5].

Годовое суммарное испарение Е определяется по формуле:

, (1)

Таблица 1

Номы гидроклиматических характеристик в бассейне Верхней Колымы

Период	Сусуман	Среднекан	Сеймчан	Коркодон
Среднегодовая температура воздуха, °С
1961–1990 гг.	–12,8	–11,0	–11,3	–11,7
1991–2020 гг.	–11,5	–9,5	–9,9	–10,2
Годовая сумма осадков, мм
1966–1990 гг.	366	435	313	261
1991–2020 гг.	375*	494	321*	273*
Влажность воздуха, мб
1961–1990 гг.	3,7	4,2	4,1	4,1
1991–2020 гг.	3,9	4,4	4,2	4,2
Испарение, мм
1966–1990 гг.	287	334	263	233
1991–2020 гг.	301	370	278	244
Слой годового стока р. Колымы у г. Среднеколымска, мм
1961–1990 гг.	2 210
1991–2020 гг.	2 480

Примечание: * Статистически незначимое изменение на уровне 5%.

где Е max – максимально возможное испарение, мм; P – годовая сумма атмосферных осадков, мм; к = 1; n – параметр, учитывающий гидравлические условия стока в разных ландшафтно-климатических условиях: для равнины n = 3,0; для горных районов n = 2,0.

Максимально возможное испарение определяется по формуле [5]

, (2)

где Σ t ⁺ – сумма среднемесячных положительных температур воздуха за год.

Методами исследования явились анализ временных рядов на тренд по t-критерию Стьюдента и статистической значимости коэффициента регрессии связи между временем и характеристикой режима при уровне 5% [4], а также низкочастотная фильтрация скользящим осреднением.

Все графические построения производились при помощи табличного редактора Microsoft Excel.

Результаты и выводы

За последние три десятилетия в бассейне Колымы нормы среднегодовой температуры воздуха выросли на 1,3– 1,5 °С, годовой суммы осадков – на 3–14%, среднегодовой влажности воздуха – на 2,4– 5,4%, испарения за год – на 5–11% (табл. 1). Эти изменения статистически значимы на уровне 5%. Но надо заметить, что прирост осадков статистически значим только на метеостанции Среднекан.

Анализ рядов среднегодовой температуры воздуха, годовой суммы атмосферных осадков, среднегодовой влажности воздуха, испарения с поверхности суши показал, что во всех рядах присутствует тренд на повышение, за исключением сумм осадков на метеостанциях Сусуман, Сеймчан, Коркодон. Этот вывод подтверждает сравнение норм до 1990 г. и после (см. табл. 1).

Наглядное представление об изменении норм дают графики скользящих 30-летних средних (рис. 1). Видно, что все нормы смещаются вверх.

Учитывая то, что нормы осадков выросли не так заметно как температуры воздуха, можно сделать вывод, что статистически значимое увеличение испарения с поверхности суши вызвано потеплением воздуха, следовательно, и подстилающей поверхности. Влажность воздуха возросла из-за повышения испарения.

Вызывает интерес то, как современные изменения режима увлажнения сказались на речном стоке. В работе [10] было установлено, что норма годового притока воды к водохранилищу Колымской ГЭС (площадь водосбора 61 500 км2), рассчитанная за 1985–2014 гг. выросла на 14%.

Для сравнения проанализируем многолетние колебания слоя годового стока р. Колымы у г. Среднеколымска (площадь водосбора 361 тыс. км2). Несмотря на увеличение испарения, норма годового стока в этом створе возросла на 12,2% (см. табл. 1, рис. 2). По-видимому, небольшое увеличение атмосферных осадков все-та-

Среда обитания

Рис. 1. Скользящие 30-летние средние среднегодовой температуры воздуха (а); годовой суммы осадков (б); среднегодовой влажности воздуха (в); испарения с поверхности суши (г) в бассейне Верхней Колымы

Рис. 2. Многолетние колебания слоя годового стока р. Колымы у г. Среднеколымска. Пунктиром проведена линия тренда

Общество. Среда. Развитие № 2’2023

ки вызвало статистически значимый рост речного стока.

Изменения режима увлажнения скорее всего никак не скажутся на вегетацион- ных условиях Колымского бассейна, так как рост потерь влаги на испарение в значительной мере компенсируется увеличением количества атмосферных осадков.