abstract Gusev

Расчеты стока рек Европейской части пан-Арктического бассейна России с
использованием модели взаимодействия поверхности суши с атмосферой SWAP и
глобальных баз данных
Е.М.Гусев
Количественная оценка и динамика разгрузки рек в Северный Ледовитый океан весьма
важна в связи с той ролью, которую играет район высоких широт во взаимосвязи с климатом Земли
и осуществляемой в этом регионе антропогенной деятельностью. Как полагают некоторые
специалисты, изменения климата могут быть вызваны не только антропогенным воздействием
увеличивающейся концентрации парниковых газов в атмосфере, непостоянством солнечного
излучения, планетной прецессией, нестабильностью океанических течений, но также и
периодическими изменениями солености поверхностных вод Северного Ледовитого океана и
Северной Атлантики. В связи с этим актуальна корректная оценка стока рек пан-Арктического
бассейна, являющихся, наряду с атмосферными осадками, поставщиками пресной воды в океаны.
В свою очередь, высока и чувствительность самого пан-Арктического бассейна к изменению
климата, влияющего, в частности, на режим стока северных рек.
В связи со сказанным возрастает роль физико–математических моделей тепловлагообмена
поверхности суши с атмосферой (в англоязычной литературе для подобных моделей используется
аббревиатура LSM – Land Surface Model), которые могут быть использованы в качестве
инструментария для оценки и прогноза стока северных рек, а также динамики водных ресурсов
северного региона Земли. Цель настоящей работы, являющейся продолжением цикла работ
авторов, – изучение возможностей применения в качестве такого инструментария разработанной в
Лаборатории физики почвенных вод ИВП РАН LSM-модели SWAP (Soil Water – Atmosphere –
Plants).
В докладе показано, как модель SWAP используется для воспроизведения многолетних
рядов суточного и месячного гидрографов стока ряда северных рек Европейской территории
России (ЕТР) в сочетании с глобальными базами данных по параметрам подстилающей
поверхности суши. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что информационное обеспечение
по параметрам бассейнов рек высоких широт практически отсутствует.
Были получены конкретные результаты по расчетам многолетних рядов суточных
гидрографов стока северных рек ЕТР с площадями водосборов порядка 104 - 105 км2, а именно рек
Северной Двины, Мезени, Печоры, Онеги, Поноя и Туломы в сочетании с информационным
обеспечением, основанным на данных наблюдений метеорологических станций и глобальных
базах данных по параметрам подстилающей поверхности. Полученные результаты показали, что
предложенная методика требует проведения оптимизации значений ряда основных модельных
параметров, и что в этом случае она позволяет воспроизводить суточные ряды стока северных рек
с различной водосборной площадью (по крайней мере от 10000 до 350000 км2) с достаточно
хорошей точностью.
Последнее обстоятельство позволяет надеяться на то, что предложенная методика расчета
стока северных рек, а также других составляющих водного баланса их бассейнов, может быть
использована в задачах изменения этих составляющих в высоких широтах, вызванных
возможными климатическими изменениями. В докладе показаны перспективы такого
использования.
Еще одна важная задача, стоящая перед специалистами, рассчитывающими составляющие
водного баланса речных бассейнов, и которая, как нам кажется, также может быть решена на
основе рассмотренной в докладе методики, это расчеты гидрографов стока для речных бассейнов,
плохо освещенных данными наблюдений. В работе показан поисковый вариант решения подобной
задачи, основанный на исследовании возможности использования оптимизированных значений
модельных параметров одной реки для расчета стока других рек, для которых информация о
значениях параметров отсутствует. Показано, что такая возможность имеется в случае близких по
природным условиям бассейнов северных рек. В частности, по оптимизированным значениям
параметров р.Северной Двины был рассчитан естественный сток сильно зарегулированный р.Кеми.