CORRELATIONS OF INTERANNUAL VARIATIONS IN AVERAGE MONTHLY LEVELS OF THE CASPIAN SEA, AS WELL AS THE TOTAL PRECIPITATION IN ITS BASIN, AND THEIR CHANGES UNDER MODERN CLIMATE WARMING
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
In the modern period, the level of the Caspian Sea water surface is rapidly decreasing, which creates significant problems for the population and economy of all countries of the Caspian region. Therefore, improvement of the methods for forecasting its further changes is an urgent problem of hydrology, meteorology and ecology. It is generally accepted that the main reasons for the current decline in the Caspian Sea level are the influence of anthropogenic factors and climatic changes on the dynamics of its water balance components. A significant component of the incoming part of this balance is the amount of precipitation falling in the territory of the Caspian basin. One of the methods used for forecasting the Caspian Sea level is multiple regression analysis. The validity of the forecasts obtained with its help depends on the significance of the relationships between the studied process in the future and the factors monitored in the present and in the past that are taken into account in their development. The article assesses the significance of statistical correlations between interannual variations in the average monthly background levels of the Caspian Sea and the dynamics of precipitation amounts in its basin, as well as its changes during the period of modern climate warming. The ERA 5 reanalysis information was used as factual material on precipitation. Information on the levels was obtained from literary sources. It was found that in the period of 1979-2021 the conclusion on the significance of the relationships under consideration was characterized by the reliability of at least 0.95 only if the changes in precipitation amounts corresponded to May. As the time shift between the analyzed process and this factor increases from 0 to 36 months, their correlation remains positive and significant, but slightly weakens. During the period of modern climate warming, the revealed correlation also became weaker, which allows us to doubt its significance even in the near future. There were also identified the Caspian basin areas for which, on the contrary, the considered relationship strengthened during the same period. It implies that the probability of the scenario in which they remain significant in the future is higher than that of other scenarios. Therefore, it is reasonable to take the identified relationships into account when forecasting changes in the average level of the Caspian Sea.
Article Details
References
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:
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.