Региональный климат Рязанской области, его вековая динамика и роль в эволюции ландшафтов (стр. 5 из 17)
По данным спутниковых наблюдений, за 1970 – 1988 гг. площадь снежного покрова в Северном полушарии уменьшилась с 23 млн. км2 до 17 млн. км2. В речных бассейнах европейской территории России продолжительность ледового периода сократилась на 15 дней и более, наибольшие изменения произошли в бассейне Дона, где ледовый период уменьшился на 20 – 25 дней за 100 лет. В бассейнах рек Кама, Белая, Обь и Иртыш ледовый период сократился на 9 – 14 дней.
Имеются данные о повышении температуры поверхности почвы в районах вечной мерзлоты на севере Аляски и Канады (на 2 – 40С по сравнению с температурой 70-х гг.). Это привело к частичному таянию вечной мерзлоты и изменению баланса углерода в тундровых экосистемах. Есть мнение, что вследствие потепления может измениться направление потоков углекислого газа тундровые экосистемы могут стать дополнительным источником CO2, т. е. будут способствовать усилению парникового эффекта.
Другим важнейшим индикатором изменения глобальной температуры могут быть данные об изменении глубины проникновения колебаний температуры почвы. Известно, что сезонные колебания температуры проникают в глубину на несколько метров, в то время как климатические колебания, продолжительность которых составляет десятки и сотни лет, могут проявляться на глубинах более 100 м. В северной части Аляски и на севере Канады температура за последние годы увеличилась на 2 – 40С, в центральной части Северной Америки – от 0,40С на широте 41,10 с. ш. до 2,00С на широте 500 с. ш. Измерения, выполненные в тропических районах Замбии и Заира, в центральной части Германии и Чехии, свидетельствуют о том, что на больших глубинах температура за последнее столетие возросла на 0,6 – 0,70С, что практически полностью согласуется с материалами наземных метеорологических станций.
Имеются данные, свидетельствующие о быстром повышении температуры поверхности воды в тропических и субтропических районах Мирового океана (Тихий океан и Атлантика). В восточной части Тихого океана температура воды увеличилась на 2 – 30С за последние 15 – 20 лет. Также в этом районе отмечается процесс разрушения коралловых рифов и изменение их окраски (выбеливание). Возможно, это связано с увеличением концентрации парниковых газов в результате глобального потепления. Анализ эмпирических данных об изменении температуры воды на разных глубинах в Северной Атлантике показал, что за последние 35 лет температура воды в слое 800 – 2500 м повышалась в среднем со скоростью 10С за 100 лет. Наибольшее увеличение температуры зарегистрировано на глубине 1100 м.
В настоящее время существует ряд неоспоримых свидетельств реакции растительности на современное глобальное потепление. Первые признаки такого влияния – увеличение ширины годичного кольца древесины – были обнаружены еще в 1986 г. при анализе древесины хвойных деревьев из высокогорных районов Калифорнии.
Также произошли изменения в анатомическом строении листа по сравнению с растительностью доиндустриального периода, что связано с ростом концентрации СO2 в атмосфере. Последствием таких изменений является более эффективное использование воды растениями, что позволяет им существовать в условиях более засушливого климата.
Есть данные, что с конца 1960-х гг. продолжительность вегетационного периода в высоких широтах Северного полушария увеличилась не менее чем на 7 дней. За два последних десятилетия сельскохозяйственный сезон удлинился на 18 дней в Евразии и на 12 дней в Северной Америке.
Современное глобальное потепление климата отразилось на сроках наступления сезонных явлений на всех континентах Северного полушария. Причем общие направления фенологической тенденции везде одинаковы – смещение к более ранним срокам наступления весенних явлений и к более поздним – осенних. Смещение сроков к более раннему началу биологической весны до 8 дней за 1969 – 1998 гг. установилось по всей Европе на 6 дней с 1959 по 1993 г. – в Северной Америке [27].
Средние даты распускания листьев сместились на 6 дней к более ранним срокам, а осенняя окраска листьев стала появляться на 5 дней позднее. С удлинением вегетационного периода в северных широтах участились случаи массового вторичного цветения, как травянистых, так и древесно-кустарниковых растений.
С глобальным потеплением климата связывают расширение границ ареалов растений и животных к северу в связи со смещением изотерм: в Европе при общем потеплении в среднем на 0,80С изотерма 00 сместилась к северу на 120 км. В горных районах с хорошо выраженной поясностью также отмечается смещение нулевой изотермы вверх и, как следствие, - смещение геоботанических границ. Так, на Южном Урале за последние сто лет верхняя граница леса поднялась по высоте на 60 – 80 м, а по склону на 500 – 600 м за счет уменьшения площади горной тундры [27].
Приведенные выше материалы об отклике различных природных объектов на современные климатические изменения свидетельствуют о реальности глобального потепления. Существует ряд причин, которые позволяют считать, что столь быстрое и значительное потепление климата последних 20 – 25 лет не является естественным колебанием климата, а связано с антропогенным влиянием, и, прежде всего, с ростом концентрации парниковых газов в атмосфере.
1.4 Ландшафтно-климатическая динамика в Центре России и сопредельных регионах на рубеже XX – XXI веков
Конец XX века, как известно, характеризовался заметным потеплением во многих районах Земли, наиболее ярко выраженным в умеренных широтах Северного полушария в зимние месяцы. В начале 1980-х гг. аномалии среднегодовой температуры Северного полушария превысили потепление 1930-1940-х годов, а со второй половины 1990-х годов рекордные значения аномалий температуры сменялись почти ежегодно. За 10 лет с конца 1980-х годов она увеличилась на 0,40С, как и за предыдущие почти 100 лет. Начиная с 1891 года, рекордно теплыми были годы: 1983, 1990, 1995, 1997. Средняя температура по территории России была максимальной в 1995 году (отклонение от нормы – 1,90C, в том числе на севере Западной Сибири – 3,20C) [10].
Таким образом, 1990-е годы стали самым теплым десятилетием за период инструментальных наблюдений, как для территории России, так и для Евразии в целом.
Известно, что современное глобальное потепление реализуется в виде крупномасштабных положительных аномалий приземной температуры воздуха, повторяемость которых значительно увеличилась в последние десятилетия. В Северной Евразии они наблюдаются главным образом зимой (см. рис. 1.1.4).
Рис. 1.1.4. Коэффициент линейного тренда (дни/10лет) в рядах числа дней с аномально высокой температурой воздуха в зимний период (декабрь-февраль). 1961-1998 гг.
Из рисунка видно, что наиболее высокой температурой отличаются центр Восточно-Европейской равнины, восток Среднесибирского плоскогорья, а также восточное побережье Камчатки. Непосредственная причина этих аномалий – усиление циклонической активности в высоких широтах Евразии, связанное с изменениями крупномасштабной атмосферной циркуляции. Интенсификация циклонической деятельности, связанная с усилением адвекции теплого атлантического воздуха, сопровождается перемещением зоны фронта к северу. Это в свою очередь обусловливает положительную аномалию ТПВ, большую повторяемость сильных юго-западных ветров, меньшую толщину и сплоченность ледяного покрова и, в конечном счете, более раннее его разрушение.
Из-за меньшей толщины и сплоченности ледяного покрова, увеличения потоков тепла от океана к атмосфере, а также меньшего альбедо подстилающей поверхности положительная аномалия ТПВ поддерживается в течение всего ледового сезона. Была получена связь ледовитости в восточном секторе Арктики, альбедо, температуры воды и воздуха с индексами североатлантического колебания (САК). Также было выявлено определяющее воздействие интенсивности зимней зональной циркуляции на ТПВ не только зимнего периода, но и весеннего, и осеннего. Рост ТПВ зимой, несмотря на обычное при этом увеличение количества осадков, ведет к уменьшению снегонакопления и более раннему разрушению снежного покрова. Следует ожидать, что температура воздуха весной в той или иной мере будет связана с циркуляцией в предшествующую зиму.
Рис. 2.1.4. Коэффициент линейного тренда (дни/ 10 лет) в рядах числа дней с аномально - большими осадками летом (июнь-август). 1966-1998 г.
Межгодовые изменения количества осадков над сушей не обнаруживают однонаправленной тенденции. В последние 50 лет отмечается тенденция к уменьшению годовых и сезонных сумм осадков по России в целом и в ее восточных регионах. Наиболее заметно снизились осадки на северо-востоке страны. А на европейской территории прослеживается слабая тенденция к их росту.
Если говорить о климатических экстремумах на территории России, то получается, что более трети территории нашей страны занимают районы, где экстремально высокие температуры воздуха > 300C, по среднемноголетним данным, случаются 5 – 10 и более дней в году. Но площадь, где наблюдаются самые низкие температуры (средний из ежегодных абсолютных минимумов <400C), гораздо больше: примерно три четверти России.
Экстремально интенсивные осадки (50 мм/сутки, с вероятностью появления не реже одного раза в 10 лет) выпадают на пятой части нашей территории, сильные ветры (скорость 20 м/с и более, случаются не реже одного раза в 10 лет) отмечаются почти на половине территории страны.
Известно, что климатические условия определяются циркуляцией атмосферы и особенностями рельефа – существованием замкнутых котловин, ориентацией склонов и горных хребтов по отношению к преобладающему направлению ветра и т. д. Самые низкие температуры воздуха наблюдаются, когда над Атлантическим и Тихим океанами развивается активная циклоническая деятельность, а стационарный Сибирский антициклон занимает большую часть Евразийского материка. Гребни этого антициклона вытянуты на восточную половину Европейской России, а также на бассейны Лены и Колымы. При таких условиях в январе 1973 года в Архангельской области температура понижалась до -530C, в республике Коми – до -550C, в Красноярском крае – до -590C, в Магаданской области – до -570C [15]. Когда к Сибирскому антициклону прибавилась устойчивая полоса повышенного давления, объединяющая его с арктическим регионом, возник абсолютный минимум температуры воздуха для нашей страны, равный -680C, который наблюдался в Оймяконе в январе 1931 года и феврале 1933 года [15].