М.Г. Сухова, О.В. Журавлева, Т.А. Тенгерекова РЕГИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

М.Г. Сухова, О.В. Журавлева, Т.А. Тенгерекова
РЕГИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
(НА ПРИМЕРЕ АЛТАЯ)
Вопрос изучения особенностей регионального проявления изменения климата на
Алтае имеет предельную остроту, вследствие как своей жизненной важности, так и
большой сложности. Нами проанализированы данные метеостанций Алтая,
расположенных в различных физико-географических условиях, за период с 1961 по 2005
годы. Метеостанция Кызыл-Озек находится в Северном Алтае (h 330 м), Усть-Кан
расположена в Канской котловине Центрального Алтая (h 1037 м), Кош-Агач находится в
высокогорной Чуйской котловине Юго-Восточного Алтая (h 1758 м). Для статистического
анализа на наличие тренда принимались значения средних температурных отклонений по
пятилетним периодам, вычисленные за климатические сезоны: зима – с ноября по март,
весна – апрель, май, лето – с июня по август, осень – сентябрь, октябрь.
В результате оценки вероятности тренда за 55-летний период установлено, что на
Алтае отмечается значительный положительный тренд высокой обеспеченности.
Повышение температуры относительно климатической нормы существует во все сезоны,
но наиболее значительно в зимний и весенний.
Зависимость термических условий сезонов от особенностей общециркуляционных
процессов рассмотрена на примере периода с 2001 по 2005 годы. В течение указанных
пяти лет (2001-2005 гг.) отчетливо видно, что на фоне потепления климата наблюдается
значительная изменчивость в термическом режиме сезонов, особенно в зимний период.
Наиболее тёплой и поздней была зима 2001 – 2002 года. На значительной территории в
долинах и котловинах низкогорий и среднегорий только в середине ноября средняя
суточная температура перешла через 0°С. В начале декабря сформировался Азиатский
максимум со свойственной ему суровой погодой со средней декадной температурой ниже
-20°С. В третьей декаде декабря возобновилась циклоническая циркуляция. Зональный
перенос влажного атмосферного воздуха сохранился до конца зимы. Развернулась
активная циклоническая деятельность. В теплом секторе циклонов поступали массы
атлантического воздуха. Погода характеризовалась неустойчивостью. Над Северным и
Центральным Алтаем большую повторяемость имела фронтальная погода с оттепелями,
снегопадами, сильными ветрами и только Юго-Восточный Алтай находился под влиянием
Азиатского антициклона. Средняя температура зимы составила в Кызыл-Озеке -5.7°С, в
Усть-Кане -9.5°С, в Кош-Агаче -18.0°С.
В последующие годы началось возрастание суровости погоды зимой. Зимы 20022003 и 2003-2004 годов были умеренно суровыми. В эти годы развивался обширный
Азиатский антициклон. Над Алтаем подолгу держалась циркуляция характерная для
западной половины антициклона. Преобладал континентальный воздух Средней и
Центральной Азии. Устойчиво сохранялась умеренно холодная погода, со значительными
осадками и юго-западными ветрами.
За период с 2001 по 2005 годы наиболее суровой была зима 2004-2005 гг. В течение
трех месяцев с декабря по февраль над Алтаем господствовали Восточно-Сибирские
отроги Азиатского антициклона. Континентальный арктический воздух заполнил всю
территорию Алтая. Движение циклонов и распространение Атлантического воздуха
приостановилось. Наблюдалась устойчивая очень холодная погода без осадков, со
слабыми северными и северо-восточными ветрами. Наиболее холодной была первая
декада февраля, когда среднедекадная температура достигала в Кош-Агаче -37.2°С, в
Усть-Кане -29.0°С, в Кызыл-Озеке -21.8°С, в то время как средняя месячная температура
соответственно составила в Кош-Агаче -32.4°С, Усть-Кане -22.9°С, Кызыл-Озеке -18.3°С.
Следовательно, на фоне общего потепления зимних сезонов происходит
чередование теплых и холодных зим. За период с 2001 по 2005 годы средняя сезонная
температура зимы изменялась в Кош-Агаче от -18.0°С до -22.6°С, в Усть-Кане от -9.5°С до
-11.9°С, в Кызыл-Озеке от -5.7°С до -11.2°С (рис. 1). Однако и за зимний сезон 2004-2005
гг. разность температур со средней климатической нормой оставалась положительной, она
составляет в Кош-Агаче 1.7°С, в Усть-Кане 2.0°С, в Кызыл-Озеке 0.7°С.
Рис. 1. Соотношение средней сезонной температуры воздуха (°С) за период с 1961
по 2005 гг. и с 2001 по 2005 гг. со средней многолетней температурой [1,2]
В период с 2001 по 2005 годы максимальная изменчивость погоды внутри сезонов
и между сезонами наблюдалась в весенние месяцы. Ежегодно по-разному происходит
переход от циркуляции холодного к циркуляции теплого сезона, что всегда
сопровождается усилением зонального переноса воздуха и его трансформацией.
В основе изменчивости погоды весны лежит чередование господствующих
воздушных масс теплого и холодного периодов. Так, в апреле 2003 г. сохранялся характер
циркуляции зимнего типа, морозы продолжались до третьей декады апреля, в то время
как в другие годы весенняя трансформация воздушных масс начиналась на 10-15 дней
раньше. В 2001 и 2004 гг. средняя температура была положительной во все декады апреля.
Вторжения тропического воздуха были наиболее характерными для третьей декады
апреля. В 2005 г. повторяемость вторжений с юга составила около 30%. Яркую картину
резкого потепления представляло вторжение тропического воздуха во второй декаде мая
2004 года, когда средняя декадная температура составила в Усть-Кане 15.8°С, в КошАгаче 12.1°С, что превысило климатическую норму на 6 – 7°С. Ежегодно в апреле –
начале мая, сохраняется значимое присутствие арктического воздуха, поэтому
климатическая весна, выраженная переходом средней суточной температуры через 5°С и
началом вегетации, в Усть-Кане ежегодно наблюдалась в начале мая, в Кош-Агаче во
второй декаде мая, в Кызыл-Озеке в третьей декаде апреля. Отклонения средней сезонной
температуры от климатической нормы положительны во все годы, но изменяются в
Кызыл-Озеке от 0 до 4.6°С, в Усть-Кане от 0.1 в 2005 году до 3.2 – 3.3°С в 2001 и 2004
годах, в Кош-Агаче от 0.7°С в 2002 году до 4.1°С в 2004 году. Средние сезонные
отклонения соответственно составили в Кызыл-Озеке 3.1°С, в Усть-Кане 1.86°С, в КошАгаче 2.36°С.
Особенностью летних сезонов являлся более устойчивый температурный режим
воздуха, чем в другие сезоны. Во все годы с 2001 по 2005 преобладающей погодой была
антициклональная, которая обуславливала свойства поступающего воздуха и особенности
формирование местного. Различия в температурном режиме лета определялись в первую
очередь высотой над уровнем моря. Безусловно, на формирование термического режима
влияют различия в количестве тепла, затрачиваемого на испарение влаги в условиях
гумидного климата Северного Алтая (Кызыл-Озек), семигумидного климата котловин
Центрального Алтая (Усть-Кан) и аридного климата котловин Юго-Восточного Алтая
(Кош-Агач). Очень важную роль в термическом режиме лета играет господствующий тип
общей циркуляции.
Наиболее теплое лето наблюдалось повсеместно в 2001 и 2005 годах. В эти годы с
юго-запада к Алтаю подходила полоса высокого давления, а с ней и тропический воздух отрог Азорского максимума. Устанавливалась жаркая, сухая погода. В отдельные декады
средняя температура превышала 20°С в Кызыл-Озеке, 15-16°С в Усть-Кане и Кош-Агаче.
В 2002 году над Юго-Восточным Алтаем господствовал поток воздуха из
Центральной Азии. Средняя температура во второй декаде июля в Кош-Агаче составляла
18.1°С, очень теплая погода здесь сохранялась до третьей декады августа и средняя
сезонная температура составила 14.9°С, что на 2.4°С выше нормы и на 0.9°С выше чем в
Усть-Кане. В те годы, когда в июне преобладает юго-западный поток воздуха, а в июле
устанавливалась зональная циркуляция с Атлантического океана, летний максимум
температур наблюдался в июне (2001, 2003 гг.).
Наиболее прохладным повсеместно было лето 2003 г., когда преобладающим был
северо-западный поток воздуха по восточной периферии Европейского антициклона,
поэтому лето было прохладным и засушливым.
За период с 2001 по 2005 годы отклонения средней сезонной температуры лета от
нормы составляли в Кызыл-Озёке от 1.3 до 2.2°С, в Усть-Кане от 1.5 до 2.0°С, в КошАгаче от 1.1 до 2.4°С. За весь период средняя температура лета составляла в Кызыл-Озеке
18.1°С, в Усть-Кане 14.8°С, в Кош-Агаче 14.2°С. Средняя температура лета за 2001 – 2005
годы превысила климатическую норму на 1.7 – 1.8°С (табл. 1).
Таблица 1
Разность (∆t) средней сезонной температуры (°С) за период с 1961 по 2005 гг. и
с 2001 по 2005 гг. со средней многолетней (Справочник по климату, 1961)
Зима
Весна
Северный Алтай (Кызыл-Озек, h-330 м)
∆ t 1961-2005 гг
1,9
1,7
∆ t 2001 – 2005 гг.
3,6
3,1
Центральный Алтай (Усть-Кан, h – 1037 м)
∆ t 1961-2005 гг
2,6
1,5
∆ t 2001 – 2005 гг.
3,3
1,8
Юго-Восточный Алтай (Кош-Агач, h – 1758 м)
∆ t 1961-2005 гг
4,0
1,7
∆ t 2001 – 2005 гг.
4,4
2,4
Лето
Осень
0,8
1,6
1,1
2,2
1,0
1,6
0,9
1,5
0,7
1,7
0,6
1,6
В сентябре происходило прекращение процессов трансформации воздушных масс
летнего типа. Характер циркуляции в основном определялся двумя типами
циркуляционных механизмов – циркуляцией в восточной половине Европейских
антициклонов или полярных антициклонов и в южной половине циклонов арктического
фронта. Чередовались северный и южный воздушный потоки. Ненастная и дождливая
погода с похолоданиями и заморозками сменялась теплой и сухой. Так как дневное
прогревание не компенсировало потери тепла ночами, то средняя суточная температура
неуклонно понижалась и лишь адвекция теплых воздушных масс на какое-то время
повышала температуру.
В Северном Алтае 2001-2005 гг. средняя декадная температура сохранялась
положительной до конца октября, средняя сезонная температура варьировала в пределах
от 7.7 до 9.2°С. В Канской котловине положительная средняя декадная температура в
течение октября наблюдалась в 2004, 2005 годах. Средняя сезонная температура осени
изменялась в Чуйской от 1.3 до 3.0°С, в Каннской котловине от 4.2 до 5.2°С. Наиболее
теплой была осень 2005 года. За весь период 2001–2005 гг. превышение средней
температуры осени, относительно климатической нормы, составило в Кызыл-Озеке 2.2°С,
в Усть-Кане 1.5°С, в Кош-Агаче 1.6°С.
Таким образом, на общем фоне потепления относительно климатической нормы за
период с 2001 по 2005 гг. от года к году наблюдаются существенные различия в
термических условиях. Наиболее теплым во все сезоны был 2001 год, несколько
прохладнее 2004 год. Наиболее прохладным летом и осенью выделяется 2003 год. Зимний
сезон 2004 – 2005 гг. оказался самым суровым.
Анализ распределения атмосферных осадков за период с 1980 по 2005 гг. показал,
что с 1980 по 1995 гг. количество атмосферных осадков было ниже нормы, с 1996 по 2001
гг. сумма осадков возросла и превысила норму. С 2001 по 2005 гг. разность между
климатической нормой и годовой суммой осадков вновь стала отрицательной.
В Северном Алтае (Горно-Алтайск) годовое количество осадков изменялось от 646
до 493 мм. За весь период средняя годовая сумма осадков оказалась меньше нормы на 55
мм, на 49 мм в холодный период и 6 мм в теплый период.
В котловинах Центрального Алтая (Усть-Кан) при годовой норме 243 мм за период
с 2001 по 2005 гг. среднее годовое количество осадков составило 321 мм. Изменение
годовой суммы осадков было в пределах от 345 до 293 мм. Среднее годовое количество
осадков уменьшилось в сравнении с нормой на 21.7 мм, из них стало меньше осадков на
12.3 мм в холодный период и на 9.4 мм – в теплый.
В Чуйской котловине (Кош-Агач) при годовой норме осадков 110 мм за последние
пять лет выпало в среднем 99 мм, что меньше нормы на 11 мм - на холодный период
приходится 7.9 мм, теплый 2.7 мм. В Кош-Агаче в июле и августе количество осадков
обычно превышает норму, в отдельные годы превышение бывает в два с лишним раза. Так
в августе 2001 г. выпало 49.3 мм осадков, в июле 2003 и 2004 гг. более 35 мм. В зимние
месяцы нередко осадки отсутствуют.
Таким образом, несмотря на изменчивость осадков, на Алтае наблюдается
снижение их годовой суммы. Уменьшение осадков приходится в основном на холодный
период года (рис. 2). Для летних месяцев уменьшение осадков практически не характерно
(рис.3). В котловинах Центрального и Юго-Восточного Алтая средние суммы осадков за
июль - август несколько превышают климатическую норму.
Наблюдаемые изменения климата важны как с географической, так и с
экологической точек зрения. Соотношение тепла и влаги определяет формирование типа
ландшафта, его биопродуктивность и направленность геоэкологических процессов. Так, в
зоне распространения горно-тундровых ландшафтов верхнего пояса гор Алтая начинают
появляться лесные формации. За последние 50-100 лет лесные темнохвойные ландшафты
поднялись на 100 м, а субальпийские на 200 м.
Рис. 2. Атмосферные осадки холодного периода (ноябрь-март)
Рис. 3. Атмосферные осадки теплого периода (апрель-октябрь)
Происходит сокращение нивально-гляциальных ландшафтов. Если к середине XXI
века оправдаются смоделированные изменения климата, то следует ожидать
значительного сокращения объема ледников Алтая. По расчетной модели некоторые
ледники к 2050 г. потеряют до 26% своей площади [3].
Результатом потепления климата является и деградация вечной мерзлоты,
образование термокарстовых озер, просадка грунтов. За счет таяния ледников и вечной
мерзлоты круговорот воды становится все более интенсивным.
Возрастание продолжительности безморозного периода и уменьшение числа дней с
устойчивым снежным покровом оказывают существенное влияние и на биоту, и на
условия земледелия. Современные изменения климата имеют так же большое
биоклиматическое значение.
Литература
1. Справочник по климату СССР. Температура воздуха и почвы. - Л.: Гидрометеоиздат,
1965. - Вып.20. - Ч.I.
2. Справочник по климату СССР. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный
покров. – Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - Вып.20. - Ч .IV.
3. Галахов, В.П. Ледники Алтая. / В.П. Галахов, Р.М. Мухаметов. – Новосибирск: Наука,
1999. – 134 с.