ДИНАМИКА СОВРЕМЕННОГО КЛИМАТА СТЕПЕЙ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ
В «Оценочном докладе об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации» [2] наблюдаемое изменение климата характеризуется как «продолжающееся глобальное потепление». Проявление глобального потепления во времени и в пространстве неоднородно. Ниже предлагается анализ динамики климата степной зоны Европейской России и дифференциация зоны по особенностям проявления глобального потепления за период 1936-2000 гг. Степная зона и ее провинции рассматриваются согласно работе А.Г. Исаченко «Экологическая география России» [1]. Изменения климата оцениваются как разности климатических показателей сравниваемых периодов 1936-1960, 1961-1990 и 1991-2000 гг. или как тенденции изменений показателей внутри всего периода.
Температура воздуха. Среднегодовая температура воздуха в период 1961-1990 гг. по сравнению с периодом 1936-1960 гг. стала выше на 0,1-0,7?С (0,05-0,3?С за 10 лет), причем потепление возрастало с запада на восток зоны. Максимум потепления отмечался в Заволжской Высокосыртовой провинции. В декаду 1991-2000 гг. потепление ускорилось (0,3-0,8?С), но его максимум сдвинулся на запад в Окско-Донскую, Приволжскую и Заволжскую Низкосыртовую провинции.
Потепление происходило в основном в холодный период года (ноябрь-март) и его максимум в начале был в Заволжской Высокосыртовой провинции, а в конце века - в Окско-Донской, Приволжской и Заволжской Низкосыртовой провинциях. Характерно, что в Азово-Кубанской провинции в конце века отмечалось понижение температуры холодного периода.
Повышение температуры теплого периода года в 1961-1990-е годы было незначительным (0,1-0,2?С за 10 лет). В Азово-Кубанской провинции зоны отмечалось даже похолодание. Наибольшее потепление (до 0,2-0,3 ?С за 10 лет) отмечались в Окско-Донской и Приволжской провинциях. Далее к востоку изменения температуры были минимальными. Но в Заволжской Высокосыртовой провинции потепление усилилось с максимумом на востоке провинции. В последнюю декаду ХХ в. произошло резкое повышение температуры теплого периода (до 0,9 ?С) в Приволжской, Заволжской Низкосыртовой провинциях и в восточной части Заволжской Высокосыртовой провинции.
Осадки. Период 1961-1990 гг., характеризуется повышенными среднемноголетними годовыми осадками на большей части степной зоны по сравнению с периодом 1936-1960 гг. Значительное повышение осадков наблюдалось в Среднерусской и Окско-Донской провинциях (до 20 мм за 10 лет). Максимальное повышение (35 мм за 10 лет) было в Заволжской Низкосыртовой провинции. В декаду 1991-2000 гг. рост годовых осадков замедлился или сменился падением, как это произошло на востоке Заволжской Высокосыртовой провинции. Но и здесь средние за период годовые осадки были выше, чем за период 1936-1960 гг. Рост осадков (не менее 25 мм) продолжился в Среднерусской сухой степной и Ергенинской провинциях.
Повышение годовых осадков в степной зоне в период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. отчасти произошло за счет осадков холодной части года. Максимальное повышение осадков на 25-30 мм за 10 лет было в Заволжской Низкосыртовой провинции. В декаду 1991-2000 гг. изменение осадков холодного периода было минимальным почти во всей степной зоне. Но заметное падение осадков имело место в Ставропольской провинции..
Осадки теплого периода возросли (до 15 мм за 10 лет) в Среднерусской и Окско-Донской, Приволжской и Заволжской Низкосыртовой провинциях в период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. Изменения были минимальными в провинциях Кавказского сектора и в Заволжской Высокосыртовой провинции. В последнюю декаду ХХ в. осадки увеличились на 20-40 мм на большей части степной зоны, за исключением Заволжской Высокосыртовой провинции. Здесь осадки понизились почти на 20 мм.
В дифференциации зональных ландшафтов, наряду с распределением тепла и влаги, громадную роль играют их соотношения или степень соразмерности. В качестве показателей степени соразмерности используют радиационный индекс сухости Будыко (отношение годового радиационного баланса к энергетическому эквиваленту годовых осадков) и коэффициент увлажнения (отношение годовых осадков к годовой испаряемости).
Представление о межгодовой динамике годового радиационного дает анализ наблюдений на степных актинометрических станциях. В степной зоне на фоне сильной межгодовой изменчивости радиационного баланса стали проявляться его разнонаправленные тренды в теплый и холодный периоды года. К концу ХХ в. радиационный баланс холодного периода статистически значимо увеличился, а теплого периода уменьшился. В итоге, на большинстве станций преобладал небольшой рост годового радиационного баланса.
Выявленная многолетняя тенденция повышения годовых значений радиационного баланса и осадков в степной зоне проявилась в изменении соотношения между ними. Сравнение вычисленного по данным наблюдений радиационного индекса сухости Будыко за периоды 1961-1986 и 1996-2000 гг. указывает на его понижение к концу ХХ в., т.е. на тенденцию повышения увлажнения степной зоны. Особенно сильно радиационный индекс сухости понизился в Заволжской Низкосыртовой провинции, где он стал заметно меньше двух.
Похожую картину изменения дает анализ разных коэффициентов увлажнения в степной зоне. Статистически значимую скорость положительного линейного тренда показывают все рассмотренные коэффициенты увлажнения за период 1936-2000 гг. Наибольший коэффициент тренда коэффициента увлажнения (испаряемость вычислялась по методу Торнтвейта) был в Среднерусской провинции. Максимальное относительное повышение коэффициента увлажнения отмечалось в период 1961-1990 гг. в Среднерусской, Заволжской Низкосыртовой, Заволжской Высокосыртовой провинциях, где оно возросло более чем на 20% по отношению к периоду 1936-1960 гг. В декаду 1991-2000 гг. произошли разнонаправленные изменения коэффициента увлажнения по сравнению с периодом 1961-1990 гг. Увлажнение Донецкой, Приазовско-Манычской, восточной половины Заволжской Высокосыртовой провинций и провинций Кавказского сектора возросло, а увлажнение остальных провинций снизилось. Несмотря на снижение увлажнения, оно оставалось более высоким, чем в период 1961-1990 гг. Отметим, что средний коэффициент увлажнения степной зоны в периоды 1936-1960, 1961-1990, 1991-2000 гг. равнялся соответственно 0,67, 0,76, 0,77.
Систематическое повышение увлажнения вегетационного сезона степей за период 1936-2000 гг., характеризуемое гидротермическим коэффициентом Селянинова (ГТК), не было таким повсеместным, как годовое увлажнение. В период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. наибольшее повышение ГТК произошло в западных провинциях зоны ( примерно до р.Волги). Восточнее повышение ГТК было более слабым. В декаду 1991-2000 гг. на большей части степной зоны ГТК понизился. Исключением стали провинции Кавказского сектора и восточная половина Заволжской Высокосыртовой провинции. Средний ГТК для степной зоны менялся в периоды 1936-1960, 1961-1990, 1991-2000 гг. соответственно 0,78, 0,87, 0,86.
Таким образом, степная зона дифференцируется на западные провинции, где имело место относительно слабое потепление и наибольшее увеличение годового увлажнения, и на восточные с наибольшим потеплением и относительно слабым повышением увлажнения за год и вегетационный сезон. Увлажнение степной зоны было максимальным в период 1961-1990 гг.
Представляется важным ответить на вопрос: как повлияло повышение увлажнения степи в ХХ в. на поведение изолиний коэффициента увлажнения, близких к границам степной зоны? По значениям коэффициента увлажнения, в котором годовая испаряемость определена по методу Торнтвейта, были выбраны изолинии 0,65 и 0,50. Согласно Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием [3] эти изолинии отделяют сухие субгумидные земли от субгумидных на севере и семиаридных на юге. Далее была построена карта коэффициента увлажнения за период 1936-1960 гг. и выделены изолинии 0,65 и 0,50. Для этих изолиний были построены коридоры стандартного отклонения, отражающие территориальные смещения изолиний в пределах коридора в 67% всех случаев. Затем на эту карту были нанесены изолинии коэффициента увлажнения, построенные за периоды 1961-1990 и 1991-2000 гг.
Сравнение показало, что изолинии коэффициента увлажнения за более поздние периоды не выходят за пределы коридора, хотя они сместились почти вплотную к южному пределу коридора. Таким образом, наблюдаемое повышение увлажнения оказалось недостаточным, чтобы говорить о статистически значимом смещении рассматриваемых изолиний к югу. Но рост увлажнения степной зоны имел значение для природных процессов, например для демутации растительного покрова, повышения уровня грунтовых вод и т.д.
Автор благодарен Е.А.Черенковой за предоставленные к докладу материалы.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 07-05-00593).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Исаченко А.Г. Экологическая география России. – СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2001. – 328 с.
2. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. I. Изменения климата. – М.: Росгидромет, 2008. – 227 с.
3. UNCCD: United Nations Convention to combat desertification in those countries experiencing serious drought and desertification, particularly in Africa. – Geneva, 1994.
А.Н. Золотокрылин