СВЯЗИ МЕЖГОДОВЫХ ВАРИАЦИЙ СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ УРОВНЕЙ КАСПИЯ, А ТАКЖЕ СУММ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ В ЕГО БАССЕЙНЕ И ИХ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ СОВРЕМЕННОМ ПОТЕПЛЕНИИ КЛИМАТА

Main Article Content

Александр Холопцев
Жанар Наурозбаева

Аннотация

В современном периоде уровень водной поверхности Каспия стремительно снижается, что создает существенные проблемы для населения и экономики всех стран Прикаспийского региона. Поэтому совершенствование методик прогнозирования дальнейших его изменений – актуальная проблема гидрологии, метеорологии и экологии. Принято считать, что главными причинами современного снижения уровня Каспия являются влияние на динамику компонентов его водного баланса антропогенных факторов и климатических изменений. Значимым компонентом приходной части этого баланса является количество атмосферных осадков, выпадающих на территории бассейна Каспия. Одним из методов, применяемых для прогнозирования уровня Каспия, является множественно-регрессионный. Оправдываемость получаемых с его помощью прогнозов зависит от значимости связей между изучаемым процессом в будущем и учитываемыми при их разработке факторами, мониторинг которых осуществлялся в настоящем и в прошлом. В статье оценена значимость статистических связей межгодовых вариаций среднемесячных фоновых уровней Каспия, с опережающей их по времени динамикой сумм атмосферных осадков в его бассейне, а также ее изменения за период современного потепления климата. Как фактический материал об осадках использована информация реанализа ERA 5. Сведения об уровнях получены из литературных источников. Установлено, что в период 1979-2021 гг., вывод о значимости рассматриваемых связей характеризовался достоверностью не менее 0,95 лишь при условии, что изменения сумм осадков соответствовали маю. По мере увеличения временного сдвига между изучаемым процессом и этим фактором от 0 до 36 месяцев их корреляция остается положительной и значимой, но несколько ослабевает. За период современного потепления климата выявленная связь также становилась слабее, что позволяет сомневаться в ее значимости даже в ближайшем будущем. Выявлены также участки бассейна Каспия, для которых за тот же период рассматриваемые связи, напротив, усиливались, из чего следует, что вероятность осуществления в будущем сценария, при котором они останутся значимыми, выше, чем вероятность других сценариев. Поэтому выявленные связи целесообразно учитывать при прогнозировании изменений среднего уровня Каспия. 

Article Details

Раздел
Гидрология и водное хозяйство
Биографии авторов

Александр Холопцев, ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н. Н. Зубова»

Д.г.н., (ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н. Н. Зубова», Севастополь, Российская Федерация; kholoptsev@mail.ru)

Жанар Наурозбаева, АО «Институт географии и водной безопасности»

PhD, руководитель лаборатории региональных климатических изменений (АО «Институт географии и водной безопасности», Алматы, Казахстан; naurozbaeva.zhanar@mail.ru)

Библиографические ссылки

Стеблев И. В., Пивоварова Ж. Ф., Смоляков Б. С., Неделькина С. В. Биогеосистемы лесов и вод России. - М.: Наука, 1993. - 344 с.

Страхов В. В., Писаренко А. И., Борисов В. А. Леса мира и России // Использование и охрана природных ресурсов России. - М., - 2001. - № 9. - С. 49-63.

Тишков А. А. Биосферные функции природных экосистем России. − М.: Наука, 2005. - 309 с.

Бухарицин П. И., Болдырев Б. Ю., Новиков В. И. Комплексная система гидрометеорологического обеспечения безопасности мореплавания, портов и транспортных комплексов на Каспийском море. − Астрахань, 2014. - 319 с.

Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том VI. Каспийское море. Гидрометеорологические условия. − СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - Вып. 1. - 359 с.

Водный баланс и колебания уровня Каспийского моря. Моделирование и прогноз. /Под.ред. Нестерова Е. С. ‒ М.: Триада ЛТД, - 2016. – 378 с.

Ивкина Н. И., Терехов А. Г., Наурозбаева Ж. К. Колебания уровня Каспийского моря и диагностика современных изменений положения береговой линии по спутниковым данным LANDSAT периода 2005-2015 годов // Гидрометеорология и экология. - 2015. - № 2. - С. 89-99.

Каплин П. А., Селиванов А. О. Изменения уровня морей России и развитие берегов: прошлое, настоящее, будущее / П. А. Каплин,. – Москва: ГЕОС, 1999. – 299 с.

Малинин В. Н., Гордеева С. М. Уровень Каспийского моря как индикатор крупномасштабного влагообмена в системе «океан—атмосфера—суша» // Труды Карельского научного центра РАН. - 2020. - № 4. - С. 5-20. doi: 10.17076/lim1156

Малинин В. Н. Грозит ли Каспию судьба Арала? // Гидрометеорология и экология, - 2022. - № 69. - С. 746-760. doi: 10.33933/2713-3001-2022-69-746-760

Холопцев А. В., Никифорова М. П. Солнечная активность и прогнозы физико-географических процессов // LAP LAMBERT Academic Pablishing, 2013. - 333 p.

Восьмое национальное сообщение и Пятый оценочный доклад Республики Казахстан Рамочной конвенции ООН об изменении климата. – Астана, 2022. – 493 с.

Официальный сайт Координационного комитета по гидрометеорологии и мониторингу загрязнения Каспийского моря (КАСПКОМ) http://www.caspcom.com/index.php?razd=main&lang=1

Официальный сайт РГП «Казгидромет» https://www.kazhydromet.kz/ru/kaspiyskoe-more/kaspiyskoe-more

Шлямин Б. А. Каспийское море. - М.: Географгиз, 1954. - 128 с.

Берг Л. С. Географические зоны Советского Союза, - М, 1947. - Т. 1. изд. 3.; М., 1952. - Т. 2. - 397 с.

Ермаков В. Б. Многолетние изменения уровня Каспийского моря и современные варианты их прогнозирования // Известия РАН. Серия географическая, 2023. - Т. 87. - № 6 - С. 930-940. DOI: 10.31857/S2587556623060067

Тужилкин В. С., Косарев А. Н., Архипкин В. С., Никонова Р. Е. Многолетняя изменчивость гидрологического режима Каспийского моря в связи с вариациями климата // Вестник МГУ. Серия 5. География. - 2011. - № 2. - С. 62-71.

Лобанов В. А., Наурозбаева Ж. К. Влияние изменения климата на ледовый режим Северного Каспия. – СПб: РГГМУ, 2021. – 140 С. http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/rid_f9fc95690a374fa38903ed7cdd3be28b.pdf

Медеу А. Р., Мальковский И. М., Толеубаев Л. С., Алимкулов С. К. Водная безопасность Республики Казахстан: проблемы устойчивого водообеспечения. – Алматы, 2015. – 582 с.

Kholoptsev A. V., Naurozbayeva Zh. K. (2022). The Northern Caspian Levels and Its Ice Regime Changing During Current Climate Warming. In: Karev, V.I. (eds) Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-99504-1_15 1st ed. 2022. - 337 p. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-99504-1

Zhanar Naurozbayeva, Aziza Baubekova, Anastasia Kvasha, Vladimir Lobanov, Bjorn Kløve & Ali Torabi Haghighi (2023) Determining factors for changes in the ice regime of the Caspian Sea, International Journal of Water Resources Development. DOI: 10.1080/07900627.2023.2231099 https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/07900627.2023.2231099?tab=permissions&scroll=top&role=tab

Arpe K. Leroy S. The Caspian Sea level forced by the atmospheric circulation, as observed and modeled // Quaternary International. - 2007. - V. 173-174. - P. 144-152.

Roshan G., Moghbel M., Grab S. Modeling Caspian Sea water level oscillations under different scenarios of increasing atmospheric carbon dioxide concentrations // Journal of Environmental Health Science and Engineering. – 2012. - V. 9.

Prange, M., Wilke, T. & Wesselingh, F.P. The other side of sea level change. Commun Earth Environ 1, 69 (2020). https://doi.org/10.1038/s43247-020-00075-6

Renssen H., Longhead B. C., Aerts J. C., de Moel H., Ward P. J. Kwadijk J.C.J. Simulating long-term Caspian Sea level changes; the impact of Holocene and future climate conditions // Earth and Planetary Science Letters. - 2007. - V. 261. - P. 685-693.

Добровольский С. Г. Изменения климата и составляющих водного баланса // Актуальные проблемы водообеспечения. – Москва: Наука, 2003. – С. 119–130.

Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. - М.: Диалектика, 2017. - 912 с.

Клиге Р. К. Современные изменения уровня Мирового океана // Уровень берега и дно океана. – М.: Наука, 1978. – С. 136-180.

Copernicus Climate Change Service [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://climate.copernicus.eu/

Hersbach H., Dee D. ERA5 reanalysis is in production // ECMWF Newsletter. - 2016. - Vol. 147. - P. 7.

Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, А., Муньос-Сабатер, Дж., Николас, Дж., Пьюби, К., Раду, Р., Шеперс, Д., Симмонс, А., Соци, К., Абдалла, С., Абеллан, X., Бальзамо, Г., Бехтольд, П., Биавати, Г., Бидло, Дж., Бонавита, М., Де Кьяра, Г., Дальгрен, П., Ди, Д., Диамантакис, М., Драгани, Р. , Флемминг, Дж., Форбс, Р., Фуэнтес, М., Гир, А., Хаймбергер, Л., Хили, С., Хоган, Р.Дж., Холм, Е.А., Янискова, М., Кили, С., Лалоо , П., Лопес, П., Радноти, Г., Росней, П.Д., Розум, И., Вамборг, Ф., Вильом, С., Тепо, Ж.-Н., 2020: The ERA5 глобальный реанализ. QJR Meteorol Soc. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.1002/qj.3803

Hoffmann L., Günther G., Li D., Stein O. et al. From ERA-Interim to ERA5: the considerable impact of ECMWF’s next-generation reanalysis on Lagrangian transport simulations // Atm. Chem. Phys. - 2019. - Vol. 19. - P. 3097-3124.

Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. – М.: Изд-во Росгидромета, 2014. – 1009 с.

Climate Change: The Physical Science Basis. (2013) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/lncs, last accessed 2016/11/21.

Банк данных об изменениях метеоусловий в различных регионах мира [Электронный ресурс]. Режим доступа: tutiempo.net/climate/.

База данных Результаты реанализа ERA5 hourly data on pressure levels from 1979 to present. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-pressure-levels?tab=form DOI: 10.24381/cds.bd0915c6

Карта бассейна Каспийского моря [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://in.pinterest.com/pin/496944140130137104/?amp_client_id=CLIENT_ID%28_%29&mweb_unauth_id=&from_amp_pin_page=true

Официальный сайт Единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане. http://portal.esimo.ru/portal/portal/esimo-user/opermodule;jsessionid=60B449834441F8F87F2C3327E8DCBECC

Анисимов О. А., Жильцова Е. Л. Об оценках изменений климата регионов России в XX и начале XXI веков по данным наблюдений. Метеорология и гидрология. - 2012. - № 6. - С. 95–107.

Григорьев А. А. Закономерности строения и развития географической среды: Избранные теоретические работы. - М., 1966. - 382 с.

Опасные природные явления юга России/ Под ред. проф. Л.Н. Карлина. СПБ: изд-во ВВМ, 2006. - 216 с.

Elguindi N, Giorgi F. Simulating multi-decadal variability of Caspian Sea level changes using regional climate model outputs // Climate Dynamics. - 2006. - V. 26. - P. 167-181.

Kislov A. V., Panin A., Toropov P. A. Current status and palaeostages of the Caspian Sea as a potential evaluation tool for climate model simulations // Quaternary International. - 2014. - V. 345. - P. 48-55. doi: 10.1016/j.quaint.2014.05.014.