Особенности формирования и моделирование стока в бассейне р. Колыма
Введение
Современная динамика гидрологического режим рек Арктической зоны России является откликом на происходящие изменения климатических условий данной территории. Необходимым условием безопасного водопользования в арктических регионах являются анализ происходящих изменений речного стока, а также прогнозирование будущей динамики гидрологического режима.
При этом изменения важнейших факторов формирования стока - температуры воздуха и суммы осадков, в полярных областях проявляется наиболее существенно по сравнению с другими регионами планеты. Ряд научных работ последних лет подтверждает существование эффекта «полярного усиления», при котором более интенсивное потепление происходит вблизи полюсов Земли.
Важной отличительной особенностью рек Арктической зоны России является наличие многолетней мерзлоты в пределах их водосборов. К криолитозоне - области распространения многолетней мерзлоты, относится около четверти суши северного полушария и более половины территории России. Ак
Оглавление
Введение4
Глава 15
1.1 Многолетняя мерзлота5
1.2 Влияние изменения климата на криолитозону9
1.3 Гидрологические последствия климатических изменений в криолитозоне11
1.4 Изменения гидрологического режима рек бассейна Колымы при деградации криолитозоны27
1.5 Сценарии изменения стока рек российской криолитозоны в XXI веке31
Глава 2. Район исследования.35
2.1. Физико-географическое описание бассейна р. Колыма не хватает карты бассейна Колымы35
2.2. Гидрографическая характеристика бассейна р. Колыма.38
Глава 3. Использовавшиеся материалы и методика обработки данных41
3.1. Исходные данные гидрологических наблюдений и их обработка.41
3.2. Методика обработки данных для построения карт динамики метеорологических характеристик и глубины сезонно-талого слоя.43
3.3. Использование физико-математической модели формирования стока ECOMAG46
Глава 4. Изменение климатических условий в бассейне р. Колыма с 1979 г. по 2021 гг.50
4.1. Анализ воды в снеге для бассейнов р. Колыма и Колымского водохранилища с использованием различных источников данных50
4.1.1. Запасы воды в снежном покрове по данным метеорологического реаналиа ERA551
4.1.2. Запасы воды в снеге по спутниковым данным GlobSnow53
4.1.3. Запасы воды в снежном покрове по данным расчетов в ECOMAG53
4.1.4. Запасы воды в снеге по данным снегомерной съемки54
4.2 Динамика температуры воздуха и осадков по архивам наблюдений на метеостанциях56
Глава 5. Результаты моделирования стока р. Колыма с использованием модели формирования стока ECOMAG68
5.1. Воспроизводимость фактических данных моделью ECOMAG68
5.2. Включение в ECOMAG данных о расходах воды на некоторых притоках р. Колыма72
5.3. Результаты расчета по модели без учета дефицита влажности75
5.4. Анализ чувствительности расходов воды к изменениям метеорологических параметров с учетом новых результатов77
5.5. Анализ чувствительности стока р. Колыма к климатическим изменениям80
Заключение83
Список литературы
Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов (АИС ГМВО) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://gmvo.skniivh.ru.
Алексеевский Н.И., Магрицкий Д.В., Михайлов В.Н. Антропогенные и естественные изменения гидрологических ограничений для природопользования в дельтах рек Российской Арктики // Водное хозяйство России. 2015. 1. С. 14-31.
Анисимов О.А. Современные и будущие изменения вечной мерзлоты: Синтез наблюдений и моделирования // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. № 78(1). С. 7-16.
АО Усть-Среднеканская ГЭС им. А.Ф. Дьякова [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.usges.rushydro.ru/.
Аржакова С.К. Зимний сток рек криолитозоны. – РГГМУ. – Санкт-Петербург, 2001. – 206 bll.
Геокриологическая карта СССР / red. Ершов Э.Д. – МГУ им. М. – Москва, 1991.
Георгиевский М. В., Голованов О. Ф. Прогнозные оценки изменений водных ресурсов крупнейших рек Российской Федерации на основе данных по речному стоку проекта CMIP5 //Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. – 2019. – Т. 64. – №. 2. – С. 206-218.
Глотов В.Е., Глотова Л.П. Изменения ресурсов пресных природных вод в горных районах криолитозоны при глобальном потеплении климата (на примере северо-востока России) // ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ. – 2011. – 1. – с. 1408-1412.
Гусев Е. М., Джоган Л. Я. Мульчирование как важный элемент стратегии использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма //Почвоведение. – 2019. – №. 3. – С. 348-354.
Конищев В.Н. Реакция вечной мерзлоты на потепление климата // Криосфера Земли. – 2011. – Vol 4. – Bll 15-18.
Магрицкий Д.В. Естественные и антропогенные изменения гидрологического режима низовьев и устьев рек Восточной Сибири // автореф. дис. канд. геогр. наук. – Москва, 2001. – 25 С.
Магрицкий Д.В., Повалишникова Е.С., Фролова Н.Л. История изучения стока воды и водного режима рек Арктической зоны России в XX в. и начале XXI в. // Арктика и Антарктика. – 2019.
Таблица 1.3.1. Гидрологические последствия климатических изменений в криолитозоне
Бассейн реки Климатические изменения в области криолитозоны Гидрологические последствия Источник информации
Селенга, Алдан Уменьшение площади территории, покрытой многолетнемерзлыми породами
Увеличение толщины сезонно-талого слоя Рост потерь на инфильтрацию, что приводит к уменьшению объемов надмерзлотных вод, поступающих в русло.
Увеличение объемов подземных вод, поступающих в русло [Han, Menzel, 2021]
Притоки Янцзы и Хуанхэ Деградация многолетней мерзлоты (из-за увеличения мощности сезонно-талого слоя возрастает влагоемкость почвы, и происходит смещение поступления подземных вод в сторону зимнего периода) Увеличение зимних расходов воды;
уменьшение соотношения Qmax/Qmin, где Qmax и Qmin - максимальное и минимальное значение расхода за год соответственно [Wang, Chen, Yang, 2017]
Речные басс