Климатические изменения в южном забайкалье
жүктеу/скачать 5.07 Mb.
|
|
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЮЖНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 70 ЛЕТ А.В. Галанин1, И.Б. Маврин2 1 Ботанический сад-институт ДВО РАН, г. Владивосток 2 Сохондинский биосферный заповедник, с. Кыра Забайкальского края В статье анализируется изменение основных климатических характеристик по данным метеостанции «Букукун», расположенной на юге Забайкальского края близ южной границы Сохондинского биосферного заповедника. Установлено, что среднемесечная температура за период с 1936 по 2009 гг. достоверно изменилась. При этом стали заметно теплее осень и зима, а летние температуры изменились незначительно. Резко снизилось среднегодовое количество осадков, отчего произошла аридизация климата, способствующая катастрофическому изменению растительности. Выявленные изменения климата являются местным проявлением глобальных процессов, происходящих на Земле. Их детальная оценка необходима для прогнозирования изменений климата Забайкалья в будущем. Введение Проблема глобального изменения климата — весьма актуальная проблема современности. Если в середине ХХ столетия в качестве основной причины его изменений рассматривалось влияние человека на природную среду, то в настоящее время утвердились представления о ритмичности климата, обусловленной естественным ходом развития Земли. Об этом свидетельствует выявленная учеными СО РАН динамика изменения климата в сторону его потепления и похолодания в плейстоцен-голоценовое время геологического развития планеты, когда о влиянии человечества на его параметры не могло быть и речи. На основании анализа данных за последние 10 000 лет было определено, что образование изотопа 14C было максимальным 7 000 лет назад и уменьшалась вплоть до момента времени 1 000 лет назад. Долговременные тренды 14C связаны с изменением геомагнитного поля Земли и с изменением циркуляции углерода в биосфере, например, во время ледникового периода (Landscheidt, 2003). Климат является комплексной характеристикой атмосферы и определяет многие процессы, происходящие в ландшафте, в том числе и биологический круговорот химических элементов, а, следовательно, и состояние биосферы и ее компонентов (Галанин, Беликович, 2009). Различные сочетания света, тепла и влаги оказывают глубокое воздействие на формирование растительного и животного мира, почву и рельеф. Они прямо или косвенно влияют и на производственную деятельность и жизнь человека, определяют экологическое состояние территории. В качестве стандартного периода для оценки параметров климата по рекомендации Всемирной Метеорологической Организации (http://ru.wikipedia.org/wiki/) используется период в 30 лет. Термин "норма" означает среднее значение переменной величины, характеризующей климат, именно за указанный период, а отклонение этой величины от "нормы" называют "аномалией". Давно известно, что климат на Земле неодинаков и закономерно изменяется с юга на север и от края континентов вглубь их, а также в связи с подъемом в горы. Нет сомнения и в том, что климат изменяется во времени, причем речь идет не о разногодичных флуктуациях, а об устойчивых циклических изменениях. Наиболее достоверно изменения климата могут быть оценены по данным инструментальных наблюдений на сети гидрометеорологических станций. Средние температура воздуха и почвы, количество выпадающих и испаряющихся осадков, влажность воздуха, сила и направление ветра – это важнейшие характеристики атмосферы, параметры климата. В климатологии по данным множества метеостанций, расположенных в разных частях планеты рассчитывается средняя годовая глобальная температура воздуха. Эта температура оценивается по температуре воздуха над континентами с 1861 г. (рис. 1). Из полученных данных отчетливо видно, что в ХХ столетии начался разогрев земной атмосферы, который продолжался примерно с 1920 по 1940 гг., затем вплоть до 1980 г. средняя температура Земли не изменялась (происходили колебания относительно 0о С), но с 1980 г. и до настоящего времени разогрев атмосферы Земли вновь продолжался. За 100 лет средняя температура Земли повысилась примерно на 0,8о С. Атмосфера Северного полушария за 100 лет разогрелась несколько больше, чем Земли в целом. По данным Росгидромета, интенсивность потепления для территории России в целом в период с 1976 по 2001 гг. составила +0.46оС/10 лет. При этом наиболее интенсивный тренд температуры воздуха обнаруживается в зимний и весенний сезоны (+0.60оС/10 лет и +0.65оС/10 соответственно) (ИГКЭ Росгидромета: http://climatechange.igce.ru/). В западных регионах за указанный период наблюдается положительный тренд (рост) осадков: +0.62 мм/10 лет в Европейской части РФ; в Западной Сибири +0.32 мм/10 лет. В восточных регионах России после относительного максимума осадков около 1960 г. наблюдается период их убывания. Рис. 1. Среднегодовая аномалия температуры у поверхности Земли: аномалия температуры воздуха над сушей и температуры поверхности океана, осредненная по Земному шару (вверху) и Северному полушарию в град. Цельсия). Черная кривая получена применением фильтра с периодами 10 лет. (Всемирная Метеорологическая Организация: http://www.wmo.int/pages/index_ru.html) Тренд осадков за 1936-2001 гг. в восточных регионах отрицательный, для Забайкалья-Прибайкалья и Северо-Востока он составляет около ‑0.4 мм/10 лет. Линейный тренд за последние десятилетия (период 1976-2001 гг.) также отрицательный для Приамурья и Приморья - около ‑3 мм/10 лет (ИГКЭ Росгидромета: http://www.igce.ru/). Глобальное изменение климата в результате разогрева атмосферы, сегодня мало у кого вызывает сомнения. Человечество столкнулось с такими следствиями этого процесса, как повышение температуры, увеличение неравномерности выпадения осадков в пространстве и по сезонам года, нарушился ритм погоды, что оказалось даже более пагубно для сельского и лесного хозяйства, чем потепление или похолодание, увеличение или уменьшение количества осадков за год. Осадки стали выпадать не в то время, в которое они выпадали до глобальных изменений, а ранние повышения температуры стали провоцировать начало вегетации растений и их цветение, а поздние заморозки стали убивать молодые листья, бутоны и цветки. Ослабленные растения не могут сопротивляться болезням и насекомым вредителям. Накопление тепловой энергии в атмосфере усиливает температурные градиенты и активизирует ее циркуляцию, в результате чего арктические массы воздуха проникают далеко на юг, а затоки тропического воздуха достигают Субарктики. Например, в результате повышения температуры воздуха в Коми произошло заметное сокращение периода с температурами воздуха ниже -10°. Среднее многолетнее число дней с температурами ниже -10° за период 1881-1990 гг. уменьшилось на 5-12°. Однако продолжительность вегетационного периода с температурами выше 5° изменилась незначительно. В северных районах республики число дней с температурой выше 5 увеличилось, а в южной части республики, наоборот, уменьшилось. Зимние температуры воздуха за период 1935-1990 гг. в северной и восточной частях республики Коми стали выше на 1,4°, а в юго-западной части только на 0,5°. В летний период температура в Коми повысилась на 0,8° только в северных районах (Братцев, http://www.syktsu.ru/gispro/clim_txt.html) Фото 1. Пески в долине р. Чара на севере Забайкальского края. Колебания климата в Забайкалье в прошлом были столь мощными, что пустынные «гобийские» ландшафты в аридные эпохи формировались даже здесь. В последние десятилетия здесь вновь происходит активизация песков. (Фото Александра Леснянского: http://www.photosight.ru/photos/870164/). За последние полвека температура на Антарктическом полуострове возросла на 2,5°C. В 2002 г. от шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 м, расположенного на Антарктическом полуострове, откололся айсберг площадью свыше 2500 км². Весь процесс его разрушения занял всего 35 дней. До этого ледник оставался стабильным в течение 10 тыс. лет, с конца последнего ледникового периода. Таяние шельфового ледника привело к выбросу в море Уэдделла более тысячи айсбергов (Stott et al., 2000). С начала 1970-х гг. температура многолетнемёрзлых грунтов в Западной Сибири повысилась на 1,0 °C, а в центральной Якутии на 1,5 °C. На севере Аляски с середины 1980-х гг. температура верхнего слоя мёрзлых пород увеличилась на 3°C. (Изменение климата, 2001). На рис. 2 показана динамика содержания углекислоты в атмосфере и среднегодовой температуры на Земле и солнечной активности за время инструментальных наблюдений по данным университета в Восточной Англии. Увеличение температуры приземного слоя воздуха с 1860 по 2009 гг. на 0,8о можно считать вполне доказанным. Содержание углекислого газа за это время также неуклонно увеличивалось с 300 ppm в 1860 г. до 380 ppm в 2009 г. Между повышением температуры и активностью солнца связи не прослеживается. Рис. 2. Изменение солнечной активности (число солнечных пятен), содержания углекислоты в атмосфере и среднегодовой температуры на Земле за время инструментальных наблюдений (ИГКЭ Росгидромета: http://climatechange.igce.ru/). Стало ясно, что глобальные изменения климата в разных регионах Земного шара происходят по-разному. Потепление больше коснулось северных приполярных и южных приполярных широт, чем субтропических и тропических, а вследствие усиления общей циркуляции атмосферы в тропическом поясе может произойти даже снижение среднегодовой температуры, из-за этого снегопады случаются на севере Африки, а в Гренландии и Антарктиде тают ледники и снижается толщина льда в Северном ледовитом океане. Дожди летом 2010 г. заливали Западную Европу, а в Восточной Европе в это время установилась длительная засуха при аномально высокой температуре, отчего случились страшные верховые пожары и горят торфяники. Исследования указывают на увеличение светимости Солнца на 0.2 % с начала XVII столетия (Lean, Judith, 2000; Scafetta, West, 2006). Научное мнение, выраженное Межгосударственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН, и непосредственно поддержанное национальными академиями наук стран «Большой восьмёрки», заключается в том, что средняя температура по Земле поднялась на 0,7°C по сравнению со временем начала промышленной революции, и что «бо́льшая доля потепления, наблюдавшегося в последние 50 лет, вызвана выбросом газов, вызывающих парниковый эффект, таких как углекислый газ (CO2) и метан (CH4). Рис. 3. Климатические индикаторы за последние 0,5 млн лет: изменение уровня океана (синий), концентрация 18O в морской воде (зеленый), концентрация CO2 в антарктическом льду (желтый). Деление временной шкалы — 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации CO2 и минимумы 18O совпадают с межледниковыми температурными максимумами (Портал Всемирной Метеорологической Организации. Интернет ресурс по адресу: http://ru.wikipedia.org/wiki/) При повышении средней температуры Земли на один градус в Забайкалье в течение последнего столетия она повысилась более чем на два градуса, а в 2007 году, впервые за весь период наблюдений с средины XIX столетия, среднегодовое ее значение в Забайкалье было положительным и равным +0,5° С. Изменение климата в Южном Забайкалье также было выявлено нами по результатам длительного мониторинга растительности на постоянных пробных площадях в Сохондинском биосферном заповеднике (Галанин, Беликович, 2004, 2006, 2009; Галанин и др., 2008а,б). Мы установили, что эти изменения были связаны с аридизацией климата и с глубокой протайкой многолетней мерзлоты в лесном и гольцовом поясах. Циклические изменения климата в Забайкалье на протяжении плейстоцена были такими, что в эпохи максимальной аридизации северная граница полупустынь сдвигалась на север не менее, чем на 1000 км (Галанин и др., 2008б). Доказательством этого могут служить и песчаные барханы в Чарской котловине на севере Забайкальского края (фото 1). Исследованиями ученых Института мерзлотоведения СО РАН установлено, что южной границей распространения криолитозоны является местоположение изотермы среднегодовой температуры воздуха, равной –2,5°, сплошной криолитозоны –7,5° С. Еще 50 лет тому назад на территории Забайкальского края первая граница практически совпадала с государственной границей России, вторая граница находилась на севере Читинской области в предгорье Каларского хребта. В настоящее время первая сместилась далеко на север от г. Читы, а вторая находится в высокогорной области Кодарского хребта. Повышение температур воздуха обусловило в Южном Забайкалье практически повсеместную деградацию криолитозоны (Шестернев: http://www.baikal24.ru/). По данным Забайкальского управления Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, за последние 57 лет в регионе выделяется один полный цикл изменения климата. Его «сухая» фаза продолжалась с 1965 по 1981 гг., а «влажная» - с 1982 по 1998 гг. Общая продолжительность цикла составила 34 года, каждой из фаз - по 17 лет. С 1999 г. отмечена новая фаза пониженной увлажненности. Отличительной особенностью последней «сухой» фазы является более высокая температура воздуха, чем в аналогичную фазу предыдущего цикла. Здесь следует добавить, что начало повышения среднегодовых значений температур воздуха в Забайкалье было отмечено еще в конце XIX, а наиболее интенсивное их увеличение произошло во второй половине XX столетия. В результате в настоящее время криолитозона в низкогорье и впадинах юга Забайкалья практически деградировала, а в Центральном Забайкалье площадь ее развития существенно сократилась, и а на севере верхняя граница криолитозоны опустилась с 1-2 до 3-5 м. Фото 2. Лесной пожар в окрестностях с. Букукун в 2008 г. Фото И. Маврина. Аридизация климата способствует возникновению лесных пожаров. Как хорошо известно, криолитозона является коллектором воды и источником влагообеспечения в почвенно-растительном горизонте в теплый сухой период года, обеспечивая удовлетворительный ход развития растительности. Не последнюю роль она играет и в снижении пожароопасности территории. Постоянное повышение температуры воздуха, уменьшение количества атмосферных осадков и деградация криолитозоны стали основными причинами заметной аридизации территории Забайкалья, выразившегося в высыхании озер, снижении плодородия пахотных земель, уменьшении кормовой базы животноводства, ухудшении качества подземных вод, учащении лесных пожаров. В последние десятилетия лесные пожары стали в буквальном смысле экологической катастрофой Забайкалья (фото 2). Переходу низовых пожаров в верховые способствует захламленность лесов после браконьерских рубок, в результате которых в лесу остается более половины срубленной древесины (фото 3). Однако косвенные факты, указывающие на изменение климата, не позволяют сделать достоверную оценку этого явления. Необходимо получение и анализ инструментальных метеорологических наблюдений в конкретных географических точках за длительный период времени. Такие данные с 1936 г. поставляет государственная метеостанция «Букукун», расположенная близ южной границы Сохондинского заповедника в пределах нижнего лесного пояса. Получив эти данные, мы смогли обработать их статистически и выявить тренды изменения температуры, осадков и индекса сухости за период с 1936 по 2009 гг. Фото 3. Сосновый лес в Южном Забайкалье после варварской браконьерской рубки в 2006 г. Такими рубками в Забайкалье пройдено около половины всех сосновых лесов. Фото А.В. Галанина. жүктеу/скачать 5.07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|