The reaction of the environment to climate change in the Northern latitudes (on the example of the taiga zone of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug-Yugra)
- Авторы: Kuznetsova V.P.1
-
Учреждения:
- Нижневартовский государственный университет
- Выпуск: Том 11, № 1 (2020)
- Страницы: 24-36
- Раздел: Экспериментальные работы
- Статья опубликована: 20.05.2020
- URL: https://edgccjournal.org/EDGCC/article/view/33996
- DOI: https://doi.org/10.17816/edgcc33996
- ID: 33996
Цитировать
Аннотация
В статье изложены некоторые результаты исследования влияния современного изменения климата на природную среду в условиях таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Приведены многолетние показатели средней годовой температуры воздуха и продолжительности залегания устойчивого снежного покрова по данным некоторых метеорологических станций региона. Определена реакция природной среды на основе анализа фенологических процессов в условиях изменения климата исследуемой территории. Представлены опасные гидрометеорологические явления, наблюдаемые на территории в ХМАО-Югры.
Ключевые слова
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Согласно результатам мониторинга состояния приземной атмосферы, в последние годы сохраняется тенденция к потеплению в различных регионах земного шара и, особенно, в высоких широтах. В течение 1936-2018 гг. наблюдается статистически значимый (на 5-% уровне значимости) положительный линейный тренд средней годовой температуры для широтных зон 60-70 и 70-85° с.ш. и в целом для Северной полярной области [6].
Изменение климата и его воздействие на условия функционирования ландшафтов, фенологические процессы и структуру сезонных ритмов, а также на хозяйственную деятельность населения, в настоящее время отчетливо проявляются в северных регионах, в том числе на территории Западно-Сибирской равнины, что находит свое отражение в трудах ряда ученых [4, 5, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 15, 18, 19].
Исследования ученых подтверждают, что на территории Западной Сибири потепление вызывает реакцию природной среды и может привести к смещению границ природных зон, вследствие чего необходимо пересматривать условия функционирования геосистем различных природных зон и провинций и уточнять их рубежи (например, южную границу северной тайги следует проводить севернее на западе и востоке, по сравнению с предлагаемыми схемами природного районирования; северную границу северной тайги на востоке можно проводить также несколько севернее (выше Игарки); южную границу тундры – севернее Тазовского (обычно южнее); южную границу арктической тундры проводить на западе значительно южнее (через Марре-Сале, а не через Тамбей) [15].
На Урале зафиксированы факты смещения на север границ ареалов многих видов грибов (Clavaria incarnata Weinm., Clavariadelphus truncatus (Quél.) Donk, Polyporus alveolaris (DC.) Bondartsev & Singer, Polyporus rhizophilus (Pat.) Sacc., Sarcodontia crocea (Schwein.) Kotl. и другие), ранее встречавшихся исключительно в широколиственных и смешанных лесах, в степях Урало-Сибирского региона, а в настоящее время распространенными в лесах юга Свердловской и Тюменской областей [19]. Кроме этого, с глобальным потеплением ученые связывают продвижение северной границы леса по Ямалу и повышение верхней границы леса в горах Приполярного и Полярного Урала. Климатическими изменениями объясняется появление одного из исчезающих видов грибов (Clavulina amethystina (Bull.) Donk) в среднетаежных лесах Свердловской области и западной части Ханты-Мансийского автономного округа-Югры [19].
Средняя скорость роста средней годовой температуры воздуха на территории России за 1976-2018 гг. составила 0,47оС/10 лет [6], что приводит к интенсивному таянию многолетней мерзлоты и имеет большое значение для природы северных регионов [8]. За период систематических наблюдений (примерно с середины 1990-х годов) на площадках мониторинга отмечается увеличение средней глубины сезонного протаивания многолетнемерзлых пород на 1-2 см в Западной Сибири. Значительное влияние на это оказывает внутригодовая изменчивость температуры воздуха и количества осадков [3]. Ученые связывают повышение средней многолетней температуры воздуха, обусловленное глобальным потеплением климата с изменениями площадей термокарстовых озер криолитозоны в зонах распространения мерзлоты Западной Сибири, что требует разработки методических вопросов для выявления озерно-термокарстовых ландшафтов [1, 2, 16].
Современное изменение климата сопровождается увеличением роста опасных гидрометеорологических явлений, среди которых отмечаются наводнения, сильные ветры, ливневые дожди, град, засухи, наносящие серьезный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения, что также отмечается и на территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры [6]. Вопрос об изменении климата и его влиянии на характер природных процессов, следствием которых является и увеличение числа опасных гидрометеорологических явлений, весьма актуален. В этой связи, важное значение приобретает исследование неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений, представляющих угрозу для природной среды, хозяйства, жизни и здоровья населения, которые способны привести к экологическому и экономическому ущербам.
Ханты-Мансийский автономный округ-Югра относится к территориям с дискомфортными и экстремальными условиями для проживания, с умеренным, суровым континентальным климатом и приравнен к районам Крайнего Севера. Характерными чертами климата являются разнообразие и быстрая смена погоды во все сезоны, особенно при переходе от осени к зиме и от весны к лету. Суточные и сезонные колебания температуры воздуха, долгая продолжительная и холодная зима, короткое холодное лето, так же характеризуют климат территории [10].
При исследовании изменений климата становится все более актуальным изучение фенологических явлений, которые отражают сезонную ритмику природы. Целью работы является исследование реакции природной среды на современное изменение климата с применением анализа фенологических явлений, а также анализ опасных гидрометеорологических явлений на территории ХМАО-Югры.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выявления реакции природной среды на изменения климата на территории таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры нами проведены сбор, обработка и сопряженный анализ многолетних рядов климатической и фенологической информации по исследуемой территории. Анализ многолетних рядов метеорологических параметров проводился по данным за отдельные месяцы специализированных массивов для климатических исследований Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации (ВНИИГМИ-МЦД). По данным авиационной метеорологической станции Нижневартовска автором вычислены значения отдельных за месяц и средних годовых климатических показателей. Источниками фенологических сведений послужили летописи природы особо охраняемых природных территорий, данные фенологического архива Русского географического общества, а также собственные наблюдения, на основе которых нами составлен календарь природы города Нижневартовска и его окрестностей за 2007-2019 гг.
В качестве основных методов в исследовании применялись: исторический, картографический, математический, статистический, информационный анализ и синтез, фенологический мониторинг. Анализ сроков наступления фенологических явлений позволил получить выводы о временных границах и тенденциях изменения сроков наступления фенологических сезонов по некоторым пунктам на территории таежной зоны ХМАО-Югры.
К настоящему моменту, по результатам наших наблюдений, накоплены сведения о сроках наступления фенологических явлений на территории города Нижневартовска за период 2007-2019 гг. и проведен анализ метеорологических рядов за соответствующие годы (таблица 1).
Для определения пространственно-временной изменчивости климатических условий региона нами выполнен анализ многолетних средних годовых показателей температуры воздуха, суммы атмосферных осадков и высоты снежного покрова по метеостанциям Березово, Октябрьское, Ханты-Мансийск, Угут и Нижневартовск (таблица 1).
Таблица 1. Анализируемые данные метеорологических станций и пунктов фенологических наблюдений по территории ХМАО-Югры
Метеостанция, координаты | Период наблюдения | Пункты фенологических наблюдений | Период наблюдения | ||
Температура воздуха | Сумма атмосферных осадков | Высота снежного покрова | |||
Березово 63°93' с. ш. 65°05' в. д. | 32 (1988-2019) | 31 (1983-2013) | 29 (1983-2012) | Заказник «Березовский» | 17 (1997-2013) |
Заказник «Вогулка» | 16 (1997-2012) | ||||
Октябрьское 62°45' с. ш. 66°05' в. д. | 32 (1988-2019) | 31 (1983-2013) | 29 (1983-2012) | Заказник «Унторский» | 12 (2002-2013) |
Ханты-Мансийск 61°02' с. ш. 69°03' в. д | 32 (1988-2019) | 31 (1983-2013) | нет данных | ||
Угут 60°50' с. ш. 74°02' в. д. | 29 (1988-1995; 1997; 1999-2018) | 29 (1983-1995; 1997; 1999-2013) | 30 (1983-2013) | Заповедник «Юганский» | 26 (1988-2013) |
Нижневартовск 60°57' с. ш. 76°32' в. д. | 32 (1988-2019) | 32 (1988-2019) | 31 (1988-2019) | г. Нижневартовск и его окрестности | 13 (2007-2019) |
РЕЗУЛЬТАТЫ
Явления природы, периодически повторяющиеся через определенные сроки, способны отразить воздействие изменения климата на природную среду, поскольку они являются комплексными показателями местных физико-географических условий. В связи с этим, сведения о фенологических процессах позволяют определить особенности реакции природной среды на наблюдаемые климатические изменения в определенном регионе. Предыдущие исследования [12] дополнены новыми аналитическими сведениями, что позволяет нам выявлять особенности влияния основных метеорологических факторов на динамику фенологических процессов в условиях изменения климата на территории таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.
Анализ многолетнего хода основных метеорологических показателей – температуры воздуха, атмосферных осадков и высоты снежного покрова на метеорологических станциях Березово, Октябрьское, Ханты-Мансийск, Угут, Нижневартовск, позволяет сделать определенные выводы об особенностях климата и погодных условий таежной зоны округа и необходим для изучения фенологической реакции на климатические условия. Указанные пункты метеорологических наблюдений располагаются в различных природно-климатических условиях, определяющих особенности и различия метеоусловий на локальном уровне в пределах Ханты-Мансийского автономного округа-Югры (таблица 2).
Таблица 2. Климатические характеристики
Метеорологическая станция | Средняя годовая температура воздуха, оС | Годовая сумма атмосферных осадков, мм | Средняя высота устойчивого снежного покрова, см | ||||||
n | Хср. | σ | n | Хср. | σ | n | Хср. | σ | |
Березово | 32 (1988-2019) | -2,7 | 1,35 | 31 (1983-2013) | 526,9 | 77,89 | 29 (1983-2012) | 35 | 10,1 |
Октябрьское | 32 (1988-2019) | -1,5 | 1,13 | 31 (1983-2013) | 605,8 | 89,71 | 29 (1983-2012) | 44 | 11,06 |
Ханты-Мансийск | 32 (1988-2019) | -0,5 | 1,06 | 31 (1983-2013) | 525,5 | 84,6 | нет данных | ||
Угут | 29 (1988-1995; 1997; 1999-2018) | -0,7 | 0,99 | 29 (1983-1995; 1997; 1999-2013) | 588,5 | 88,8 | 30 (1983-2013) | 37 | 6,15 |
Нижневартовск | 32 (1988-2019) | -1,4 | 1,20 | 32 (1988-2019) | 546,4 | 108,22 | 31 (1988-2019) | 40 | 7,94 |
Примечание: n – количество лет наблюдений; Хср. – среднее многолетнее значение климатической характеристики; σ – среднее квадратическое отклонение.
В ходе исследования установлено, что для указанных пунктов характерны общие черты в многолетней изменчивости температуры воздуха. Так, на широтах метеостанций Березово, Октябрьское, Ханты-Мансийск, Угут, Нижневартовск, за исследуемый временной интервал отчетливо выделяются периоды потепления, сменяющиеся похолоданием. Определены соответствующие временным интервалам во всех обозначенных пунктах и циклы похолодания с наименьшими средними годовыми температурами воздуха в 1992, 1998, 2006, 2009, 2010, 2014 и 2018 гг. По данным метеостанций, выявляются годы с наибольшей средней температурой воздуха за периоды потепления, характерные для каждого пункта наблюдений: 1991, 1995, 2005, 2007, 2008, 2011 и 2016 гг. Особенно ярко выражено повышение средней годовой температуры воздуха за многолетний период на территории ХМАО-Югры в 1995 и 2005 годах. Средняя периодичность колебаний температуры воздуха 5 лет (рис. 1).
Графический анализ многолетних рядов температуры воздуха по данным метеорологических станций свидетельствует о тенденции повышения средней годовой температуры воздуха в таежной зоне Ханты-Мансийского автономного округа-Югры за последние 32 года (рис. 1).
Рис. 1. График многолетнего хода средней годовой температуры воздуха (оС) по данным метеорологических станций Березово, Октябрьское, Ханты-Мансийск, Угут, Нижневартовск за период 1988-2019 гг.
Средняя годовая температура воздуха в г. Нижневартовске за последние 10 лет (период 2010-2019 гг.) составляет -1оС. За период 1988-2019 гг. 2010 год характеризуется самой низкой температурой воздуха (-3,6оС), что на 0,3оС ниже значений в 1998 и 2001 гг. При анализе показателей динамики средней годовой температуры воздуха в г. Нижневартовске за три последних десятилетия выявлено, что наиболее теплым стало последнее десятилетие. Для периодов 1990-1999 гг. и 2000-2009 гг. выявлены наибольшие темпы роста средней годовой температуры воздуха (таблица 3).
Таблица 3. Характеристика показателей динамики средней годовой температуры воздуха в городе Нижневартовске за 10-летние периоды с 1990 по 2019 гг.
Период | Средняя годовая, оС | Минимум за период, оС | Максимум за период, оС | Средний темп роста температуры воздуха за указанный период, % | Изменение температуры воздуха в среднем за указанный период, оС | Коэффициент тренда b |
10 лет (2010-2019) | -1,0 | -3,6 | -0,1 | 0,78 | +0,36 | 0,15 (статистически не значим) |
10 лет (2000-2009) | -1,6 | -3,3 | -0,1 | 1,02 | -0,04 | 0,13 (статистически не значим) |
10 лет (1990-1999) | -1,8 | -3,3 | +0,8 | 1,03 | -0,06 | -0,12 (статистически не значим) |
30 лет (1990-2019) | -1,5 | -3,6 | +0,8 | 0,94 | +0,04 | 0,04 (статистически не значим) |
Средняя многолетняя сумма атмосферных осадков за указанные годы в пунктах наблюдений (таблица 2) составляет 558,6 мм. В работе [12] выявлены периоды увеличения количества осадков: 1985-1986 гг., 1990-1991 гг., 1994-1995 гг., 1998-2003 гг., 2006-2008 гг., 2011-2013 гг. Наиболее выраженные интервалы с низким значением годовой суммой осадков, наблюдались в 1987-1989 гг., 1992-1993 гг., 1996-1997 гг., 2004-2005 и 2009-2010 гг. [12]. На протяжении исследуемого периода в пунктах наблюдения Нижневартовск, Угут, Березово прослеживается устойчивая тенденция роста средней высоты снежного покрова [12].
Одним из важных индикаторов реакции природной среды на изменения климатических условий территорий северных широт являются сроки образования и схода снежного покрова, характеризующие продолжительность морозного периода. Для территории таежной зоны на востоке Ханты-Мансийского автономного округа-Югры (г. Нижневартовск) свойственно заметное уменьшение продолжительности периода с устойчивым снежным покровом, что определяет фенологические границы зимнего сезона. В результате анализа продолжительности залегания снежного покрова на территории города Нижневартовска, определена тенденция сокращения периода с устойчивым снежным покровом за период 1988-2019 гг. (рис. 2).
Рис. 2. График количества дней со снежным покровом в городе Нижневартовске за 1988-2019 гг.
Аномально теплая погода для ноября с максимальным значением температуры воздуха +4,6оС в 2008 г., +5,1оС в 2010 г., и +2,8оС в 2013 г. привела к позднему залеганию снежного покрова – в начале и во второй декаде этого месяца, в результате чего произошло нарушение биоритмов представителей фауны. В Нижневартовске сход снежного покрова происходит главным образом в первой декаде мая, иногда – в апреле. Неблагоприятные погодные условия весной 2013 г., характеризующейся резкими перепадами температуры воздуха, близкой к норме, но относительно низкой средней температурой воздуха в мае (+3,8оС) способствовали относительно позднему сходу снежного покрова – в середине мая (таблица 4). За период 1988-2019 гг. для территории города Нижневартовска средняя продолжительность периода с устойчивым снежным покровом составляет 204 дня.
Таким образом, метеорологические условия оказывают влияние на динамику процессов и зимнего сезона, например, в январе 2011 г. на фоне увеличения продолжительности солнечного сияния и повышения температуры воздуха, в окрестностях г. Нижневартовска, в самые ранние сроки за исследуемый период наблюдались процессы деградации снежного покрова и проявлялись признаки, характерные для раннего этапа весеннего фенологического сезона. В аномально теплый 2012 год в г. Нижневартовске происходил ранний сход снега. Кроме этого, метеорологическая обстановка способствовала раннему сходу снежного покрова (в апреле месяце) в 2016 и 2017 гг. (таблица 4).
Таблица 4. Характеристика продолжительности залегания снежного покрова в окрестностях города Нижневартовска за 2007-2019 гг.
Зимний сезон | Дата образования устойчивого снежного покрова | Дата схода снежного покрова | Длительность морозного периода (дни) |
2018-2019 | 30 октября | 06 мая | 188 |
2017-2018 | 28 октября | 09 мая | 193 |
2016-2017 | 19 октября | 29 апреля | 192 |
2015-2016 | 20 октября | 26 апреля | 189 |
2014-2015 | 07 октября | 05 мая | 210 |
2013-2014 | 17 ноября | 04 мая | 168 |
2012-2013 | 21 октября | 15 мая | 206 |
2011-2012 | 30 октября | 03 мая | 186 |
2010-2011 | 16 ноября | 07 мая | 172 |
2009-2010 | 20 октября | 09 мая | 201 |
2008-2009 | 02 ноября | 07 мая | 186 |
2007-2008 | 21 октября | 10 мая | 202 |
Реакция природной среды на изменение климата сопровождается возникновением опасных гидрометеорологических явлений в условиях северного региона. На территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры наблюдаются неблагоприятные и опасные гидрометеорологические явления, в том числе и обусловленные современным изменением климата, среди которых весенне-летнее половодье, приводящее к затоплению пониженных участков местности. Так, например, на последнее из масштабных наводнений в регионе оказал влияние и большой запас снега в зимний период 2014-2015 гг., а также интенсивные ливневые осадки летом 2015 года [11]. Высокие уровни воды наносят серьезный ущерб экологической обстановке, селитебным территориям, транспортной и инженерной инфраструктуре, в результате чего пересматриваются установленные границы зон затопления и подтопления населенных пунктов [20]. Особенности метеорологических условий определяют функционирование природных комплексов и хозяйственной деятельности населения. Температурный режим, распределение атмосферных осадков, сроки схода и установления снежного покрова, уровни воды в реках и водоемах, оказывают значительное влияние на развитие пожароопасного сезона, как происходило, например, в 2012 году на территории региона [11].
Частые явления на территории округа – очень сильный ветер (скорость ветра 25 м/с и больше, отмечается круглый год), сильная метель (ухудшение видимости менее 500 м при скорости ветра 15 м/с, продолжающаяся более 12 часов, наблюдается в течение всего холодного периода года и весной, вплоть до начала июня), сильный мороз (в период с середины декабря до середины февраля в течение 3 суток и более сохраняется минимальная температура воздуха ниже -45°С) [11, 17]. Кроме этого, изменение климата сопровождается опасными гидрометеорологическими явлениями, которые не типичны для физико-географических условий территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Например, в последние годы наблюдались смерчи в окрестностях городов Нефтеюганска (лето 2010 г.), Ханты-Мансийска (июнь 2012 г.) и Сургута (июль 2016 г.). В городе Нижневартовске 28 февраля 2017 г. наблюдалась снежная гроза – редкое природное явление, ранее зафиксировано никогда не было в Югре.
В результате наблюдаемых изменений климата отмечается увеличение повторяемости экстремальных и катастрофических природных явлений за 2007-2019 гг. на территории ХМАО-Югры. Многие важнейшие характеристики климата, такие как продолжительность безморозного периода, сроки установления снежного покрова, наступление первых и последних заморозков и распределение осадков, стали более изменчивыми и изменение местного климата наиболее интенсивно проявляется в переходные сезоны года – весной и осенью. В уязвимых северных регионах необходимо продолжать исследования неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений, представляющих угрозу для природной среды, хозяйства, жизни и здоровья населения и приводящих к экологическому, а также экономическому ущербам.
Для указанных пунктов фенологических наблюдений (таблица 1) анализу подвергались сроки наступления явлений, принимаемые за начало весеннего, летнего, осеннего и зимнего фенологических сезонов, а также их продолжительность (по Т.Н. Буториной, 1974) на территории Западной Сибири (таблица 5) [12].
Таблица 5. Фенологическая периодизация таежной зоны Западной Сибири
Сезоны | Субсезоны | Этапы | Фенологические границы | Термические границы |
Весна | Предвегетационный | Начальный | От начала до полного разрушения снежного покрова. | Переход дневных температур через 0оС в сторону повышения до перехода их через + 5оС (что соответствует средним суточным температурам от -5 до 0оС). |
Основной | От разрушения снежного покрова до начала активной вегетации (начало сокодвижения у берез). | От перехода дневных, максимальных температур через +5оС в сторону повышения, до перехода ночных, минимальных через 0оС в сторону повышения (что соответствует средним суточным температурам 0 и +3оС). | ||
Весенний вегетационный | Начальный | От начала вегетации до начала зеленения (облиствения) деревьев и кустарников. | От перехода минимальных температур через 0оС в сторону повышения до перехода их через +5оС (суточных соответственно – выше +3 и +8оС). | |
Основной («зеленая весна») | От начала распускания листвы на березах до зацветания черемухи. | От перехода минимальных температур через +5оС в сторону повышения до перехода их через +10оС (соответственно – выше +8 и +12оС). | ||
Завершающий («предлетье») | От начала зацветания черемухи и полного развертывания листвы осины до зацветания шиповника и малины. | От первого перехода минимальных температур через +10оС в сторону повышения до устойчивого их перехода через этот же рубеж. | ||
Лето | Летний вегетационный | Не делится | От зацветания местных видов шиповника до начала пожелтения листвы берез. | Период с устойчивыми минимальными температурами через +10оС в сторону повышения (соответственно средним суточным – выше 15оС в начале и ниже 15оС в конце летнего сезона). |
Осень | Осенний вегетационный | Начальный (предосенье) | Появление первых пятен осенней окраски у берез. | От перехода минимальных температур воздуха через +10оС в сторону понижения (соответственно переходу средних суточных температур ниже +15оС). |
Основной (золотая осень) | Массовое пожелтение листвы на березах. | От перехода минимальных температур через +5оС в сторону понижения (соответственно ниже +8оС средних суточных температур). | ||
Послевегетационный | Основной («глубокая осень») | От полного пожелтения березы до конца ее листопада и временного снежного покрова. | От перехода минимальных температур воздуха через +5оС в сторону понижения и до перехода их ниже 0оС (соответственно средним суточным температурам ниже +8оС в начале и ниже +2оС в конце периода). | |
Завершающий («предзимье») | От конца листопада до залегания снежного покрова на зиму. | От перехода через 0оС в сторону понижения минимальных температур до перехода их ниже этого предела максимальных температур (соответственно средним суточным температурам – от +2 до -5оС). | ||
Зима | Начальный зимний | Не делится | От залегания устойчивого снежного покрова до начала его разрушения – начала снеготаяния и появления первых проталин. | От перехода максимальных температур воздуха через 0оС в сторону понижения в начале до перехода их через 0оС в сторону повышения в конце сезона (соответственно средним суточным температурам ниже -5оС). |
Глубоко-зимний | ||||
Предвесенний |
Для пунктов фенологических наблюдений выявлены средние даты и тенденции изменения сроков наступления фенологических сезонов, определяемые метеорологическими условиями местности (таблица 6).
На территории города Нижневартовска, расположенного на востоке ХМАО-Югры, ход фенологических процессов значительно отличается от других исследуемых территорий округа. Здесь определенное влияние на фенологические явления оказывают условия урбанизированной среды. В весенний сезон сроки наступления феноявлений в г. Нижневартовске заметно опережают развитие фенологических процессов в других исследуемых пунктах (появление проталин, разрушение снежного покрова). При переходе от весеннего к летнему периоду, разница в средних сроках наступления фенологических явлений уменьшается, а развитие большинства осенних и зимних событий в окрестностях Нижневартовска происходит позднее (таблица 6).
Таблица 6. Средние многолетние сроки наступления феноиндикационных явлений на территории таежной зоны ХМАО-Югры
Фенологические индикаторы | Средние даты наступления фенологического явления | ||||
Березовский заказник (1997-2013) | Заказник «Вогулка» (1997-2012) | Заказник «Унторский» (2002-2013) | Юганский заповедник (1988-2013) | Нижневартовск
(2007-2019) | |
Географические координаты пунктов наблюдения | 64о 10′ с. ш. 65о 38′ в. д. | 63° 52′ с. ш. 64° 15′ в.д. | 62 36′ с. ш. 65 5′ в.д. | 60°57' с. ш. 76°32' в. д. | |
Появление проталин на южных склонах | 18.04 | 18.04 | 16.04 | 14.03 | 29.02 |
Сход снега в темнохвойном лесу | 20.05 | 19.05 | 15.05 | 07.05 | 06.05 |
Начало сокодвижения у берез | 11.05 | 08.05 | 20.04 | 20.04 | 02.05 |
Полное разворачивание листьев у березы | 30.05 | 27.05 | 20.05 | 14.05 | 01.06 |
Полный цвет черемухи | 11.06 | 08.06 | 04.06 | 29.05 | 06.06 |
Малина – начало цветения | 22.06 | 20.06 | 17.06 | 18.06 | 16.06 |
Зацветание шиповника | 20.06 | 22.06 | 18.06 | 16.06 | 18.06 |
Появление желтых прядей на березах | 07.08 | 08.08 | 20.08 | 13.08 | 22.08 |
Полное пожелтение берез | 24.08 | 23.08 | 12.09 | 09.09 | 23.09 |
Полное обнажение берез | 24.09 | 23.09 | 03.10 | 18.10 | 08.10 |
Первый снег пролетает в воздухе | 30.09 | 30.09 | 28.09 | 30.09 | 26.09 |
Установление постоянного снежного покрова | 21.10 | 21.10 | 23.10 | 25.10 | 26.10 |
В результате анализа рядов многолетних фенологических сведений установлено, что в весенний сезон на территории заказников «Березовский», «Вогулка», города Нижневартовска наблюдается тенденция более раннего наступления фенологических событий. Летний сезон на территории заказников «Березовский», «Вогулка», Юганского заповедника и города Нижневартовска характеризуется тенденцией раннего наступления за анализируемый промежуток времени. Отчетливо выражено в определенные годы похолодание в весенне-летние периоды и потепление в осенне-зимние сезоны года на территории г. Нижневартовска, что отразилось на фенологических процессах (таблица 7).
На территории города Нижневартовска установлена тенденция проявления первых весенних признаков в более ранние сроки. Окончание предвегетационного субсезона, определяемое разрушением снежного покрова, за 2007-2019 гг. в окрестностях г. Нижневартовска приобретает тенденцию наступать в несколько ранние сроки. Многие из наблюдаемых фенологических явлений проявляют отчетливую реакцию (раннее наступление сроков) на потепление весенних периодов в 2009, 2011, 2012 и 2017 гг. После преодоления начальных фенологических этапов, отмечается возврат холодов и ухудшение погодных условий, например, в городе Нижневартовске полное разворачивание листьев на березах, полный цвет черемухи в некоторые годы наблюдаются относительно поздно в 2010, 2014 гг.
Сроки господства осеннего фенологического сезона в таежной зоне ХМАО-Югры разнообразны в многолетнем ряду. В зависимости от метеорологических условий и характера смены типов погод, осень на территории ХМАО-Югры может начаться относительно рано или поздно заканчиваться. В 2010 г., когда было отмечено похолодание, на всей территории округа наблюдалась неблагоприятная метеорологическая обстановка, повлекшая за собой раннее наступление признаков осеннего сезона. В некоторые годы, продолжительность осени сокращается за счет раннего установления постоянного снежного покрова – фенологического индикатора начала зимы. На протяжении исследуемого периода на территории таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, наиболее четко прослеживается сдвиг сроков наступления фенологических явлений в осенний период в сторону опоздания.
За исследуемый многолетний период установление постоянного снежного покрова в некоторые годы в г. Нижневартовске происходило значительно позже средних многолетних сроков – в начале и во второй половине ноября (2008, 2010 и 2013 гг.) [12]. Наблюдаемые процессы потепления в осенние и зимние сезоны проявляются и в запаздывании образования ледостава на реках и озерах, возникновении оттепелей, выпадении атмосферных осадков в виде дождя в зимний период. Многолетние сроки установления снежного покрова на территории Березовского заказника, заказника «Вогулка» и Унторского заказника характеризуются положительной тенденцией (таблица 7).
Таблица 7. Выявленные особенности фенологических процессов таежной зоны
Сезон | Фенологические индикаторы | Тенденции изменения сроков наступления фенологических сезонов | ||||
Березовский заказник (1997-2013) | Заказник «Вогулка» (1997-2012) | Унторский заказник (2002-2013) | Юганский заповедник (1988-2013) | Нижневар-товск (2007-2019) | ||
ВЕСНА | Появление проталин на южных склонах | |||||
Сход снега в темнохвойном лесу | ||||||
Начало сокодвижения у берез | ||||||
Полное разворачивание листьев у березы | ||||||
Полный цвет черемухи | ||||||
ЛЕТО | Малина – начало цветения | |||||
Зацветание шиповника | ||||||
ОСЕНЬ | Появление желтых прядей на березах | |||||
Полное пожелтение берез | ||||||
Полное обнажение берез | ||||||
Первый снег пролетает в воздухе | ||||||
ЗИМА | Установление постоянного снежного покрова |
Примечание.
раннее наступление | нет определенной тенденции (ровный ход) | позднее наступление |
Между исследуемыми пунктами нами установлены различия в длительности сезонов года, что можно объяснить физико-географическими особенностями конкретной местности в зоне тайги. В частности, для города Нижневартовска и его окрестностей, расположенных в восточной части округа, весенний сезон отличается наибольшей продолжительностью, по сравнению с другими исследуемыми участками. В окрестностях Нижневартовска самый продолжительный весенний сезон (139 дней) наблюдался в 2011 г., а самый короткий (86 дней) – в 2007 г. Таким образом, средняя продолжительность весны на востоке округа составляет 107 дней. Как во всем регионе, летний период является самым коротким и, в окрестностях г. Нижневартовска длится в среднем 66 дней. Средняя продолжительность фенологической осени составляет около 65 дней. В 2014 г. непродолжительный фенологический осенний сезон составил всего 38 дней (рис. 3).
Рис. 3. Длительность (в днях) весеннего, летнего и осеннего фенологических сезонов в городе Нижневартовске и его окрестностях за период 2007-2019 гг.
Средняя продолжительность зимнего фенологического сезона за 2007-2019 гг., в окрестностях Нижневартовска учитывая самые первые признаки разрушения снежного покрова (например, в январе 2011 г. и в феврале 2012, 2013 гг.), составляет всего 123 дня, поскольку в условиях урбанизированной среды фенологические явления начального этапа весеннего сезона в некоторые годы наблюдаются раньше (таблица 8).
Таблица 8. Характеристика средней многолетней продолжительности фенологических сезонов за определенные периоды наблюдений на территории таежной зоны ХМАО-Югры
Местоположение | Среднее многолетнее количество дней фенологических сезонов | Период наблюдений | |||
Весна | Лето | Осень | Зима | ||
Березовский заказник | 63 | 48 | 75 | 179 | 17 лет (1997-2013) |
Заказник «Вогулка» | 63 | 49 | 75 | 180 | 16 лет (1997-2012) |
Унторский заказник | 63 | 63 | 65 | 176 | 12 лет (2002-2013) |
Юганский заповедник | 93 | 57 | 74 | 140 | 26 лет (1988-2013) |
Нижневартовск | 107 | 66 | 65 | 123 | 13 лет (2007-2019) |
Для интервала с 2007 по 2019 годы для территории города Нижневартовска и его окрестностей характерно увеличение продолжительности весеннего периода, по сравнению со средним многолетним значением: в 2010 г. (+ 2 дня), в 2011 г. (+ 32 дня), 2012 г. (+ 3 дня), 2013 г. (+ 20 дней), в 2017 г. (+ 14 дней) и в 2018 г. (+2 дня). Также наблюдается устойчивая тенденция увеличения периода летнего сезона, превышающая среднее многолетнее значение, особенно в 2012 г. (+11 дней), 2016 г. (+12 дней), 2017 г. (+ 8 дней) и в 2019 г. (+ 13 дней). Осенний сезон приобрел тенденцию к уменьшению продолжительности, о чем свидетельствует отрицательный линейный тренд (рис. 4).
Анализ точности определения оценок параметров уравнения тренда | ||
Нижневартовск | Статистическая значимость (при уровне значимости 0,05) | |
коэффициент a | коэффициент b | |
Весна | не подтверждается | подтверждается |
Лето | подтверждается | подтверждается |
Осень | не подтверждается | подтверждается |
Рис. 4. Длительность (в днях) весенних, летних и осенних фенологических сезонов в городе Нижневартовске и его окрестностях за 2007-2019 гг.
По срокам наступления фенологических явлений отмечается снижение продолжительности зимы на территории Березовского заказника (тренд статистически не значим), заказника «Вогулка» (тренд статистически не значим) и Унторского заказника (тренд статистически значим). Для территории Юганского заповедника свойственно увеличение зимнего периода за 1988-2013 гг. (тренд статистически значим). Для города Нижневартовска и его окрестностей средняя многолетняя продолжительность дней фенологической зимы характеризуется отсутствием отчетливого сокращения или увеличения. За 2007-2019 гг. на территории г. Нижневартовска и его окрестностей выявлен ровный ход продолжительности зимнего периода. Зимние сезоны 2007-2008, 2009-2010 и, особенно 2014-2015 гг., оказались наиболее продолжительными (рис. 5).
Анализ точности определения оценок параметров уравнения тренда | ||
Нижневартовск | Статистическая значимость (при уровне значимости 0,05) | |
коэффициент a | коэффициент b | |
Зима | не подтверждается | подтверждается |
Рис. 5. Длительность (дни) зимнего фенологического сезона в городе Нижневартовске и его окрестностях за 2007-2019 гг.
Обсуждение и выводы
Отчетливая реакция природной среды на современные климатические процессы проявляется на территории северных регионов, к которым относится и территория Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, расположенная в зоне тайги центральной части Западно-Сибирской равнины.
Проведенное исследование позволило сформулировать некоторые выводы:
- За многолетний период 1988-2019 гг. на территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры выявлена тенденция повышения средней годовой температуры воздуха. Установлено, что наиболее теплым за исследуемый интервал времени стало последнее десятилетие (2010-2019 гг.). Наблюдаемое изменение климата характеризуются возникновением сезонных погодных аномалий, увеличением атмосферных осадков в некоторые сезоны года. Прослеживается увеличение средней высоты снежного покрова и сокращение продолжительности периода с его устойчивым залеганием.
- В условиях современного изменения климата наблюдаются опасные гидрометеорологические явления на территории региона: наводнения, природные пожары, сильные ветры, интенсивные ливневые осадки, сильные морозы, наносящие существенный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения. Кроме этого, отмечено возникновение нетипичных метеорологических явлений для физико-географических условий северного региона.
- Установлена отчетливая реакция природной среды на современное изменение климата, проявляющаяся в изменении сроков наступления фенологических явлений на территории таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Наиболее интенсивно проявляется изменение местного климата в переходные сезоны года – весной и осенью, что подтверждается реакцией фенологических процессов. В таежных условиях округа определено смещение фенологических рубежей осеннего сезона в сторону более поздних сроков.
Наблюдаемое изменение климатических условий в северных широтах приводит к неблагоприятной реакции природной среды, что отразиться на функционировании ландшафтов таежной зоны, сезонной ритмике, может повлиять на режим рек, усугубить пожароопасную обстановку, привести к таянию многолетнемерзлых пород, вызвать аномальные погодные условия и экологические катастрофы. Исследование ответной реакции природной среды на современное изменение климатических условий северных регионов необходимо для предупреждения неблагоприятных экологических и экономических последствий.
Об авторах
Vera Kuznetsova
Нижневартовский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: danila_ilyasov@mail.ru
Россия, 628605, Россия, г. Нижневартовск, ул. Ленина, 56.
Список литературы
- Брыксина Н.А., Полищук В.Ю., Полищук Ю.М. Изучение взаимосвязи изменений климатических и термокарстовых процессов в зонах сплошной и прерывистой мерзлоты Западной Сибири / Н.А. Брыксина, В.Ю. Полищук, Ю.М. Полищук // Вестник Югорского государственного университета. – 2009. – №3 (14). – С. 3-12.
- Брыксина Н.А., Полищук Ю.М., Булатов В.И. Ландшафтно-космический анализ динамики полей термокарстовых озер в зоне многолетней мерзлоты Западной Сибири / Н.А. Брыксина, Ю.М. Полищук, В.И. Булатов // Вестник ТГПУ (TSPU Bulletin).– 2012. – №7 (122). – С. 167-170.
- Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. – М.: Росгидромет, 2014 – 58 с.
- Гашев С.Н. Население птиц Западно-Сибирской равнины в условиях глобального изменения климата / С.Н. Гашев // Вестник Тюменского государственного университета. – 2012. – № 6. – С. 6-15.
- Гашев С.Н., Бахмутов В.А., Прокопьев В.И., Редикульцев А.Г., Дробышевский В.П. Расширение ареала и состояние популяции красноносого нырка (NETTA UFINA (PALLAS, 1773)) в Тюменской области: факты и возможные причины / С.Н. Гашев, В.А. Бахмутов, В.И. Прокопьев, А.Г. Редикульцев // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. – 2011. – № 11 – С. 50-54.
- Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2018 год. – Москва, 2019. – 79 с.
- Евсеева Н.С., Филандышева Л.Б. О современных тенденциях изменения климата на территории Западно-Сибирской равнины / Н.С. Евсеева, Л.Б. Филандышева // Пути эволюционной географии: материалы Всероссийской научной конференции посвященной памяти профессора А.А. Величко. Москва, 23-25 ноября 2016 г. – Москва 2016 г. – С. 463-467.
- Евсеева Н.С., Филандышева Л.Б., Жилина Т.Н., Квасникова З.Н., Сапьян Е.С. Циклические изменения климата Западно-Сибирской равнины и их влияние на функционирование геосистем / Н.С. Евсеева, Л.Б. Филандышева, Т.Н. Жилина, З.Н. Квасникова, Е.С. Сапьян // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле», ООО «ГеоДозор», Москва. – №2. – 2015. – С. 84-100.
- Земцов В.А., Филандышева Л.Б. Изменение ритмов зимнего сезона в условиях меняющегося климата (на примере лесостепной зоны Западно-Сибирской равнины) / В.А. Земцов, Л.Б. Филандышева // Экология северных территорий. Материалы международного конгресса. Новосибирск: ЗАО ИПП «Офсет», 2012. – С. 23-28.
- Зуевский, В.П. Экологическая ситуация и медицинские проблемы в Ханты-Мансийском автономном округе [Текст] / В.П. Зуевский // Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере: материалы Всероссийской НПК. – Ч. 1. – Сургут: СурГУ, 2000. – С. 59–64.
- Кузнецова В.П. Локальные проявления современного изменения климата в условиях северных регионов (на примере города Нижневартовска) / В.П. Кузнецова // Международный научно-исследовательский журнал – 2016. 2-2 (44) – С. 95-98.
- Кузнецова В.П. Фенологические процессы в условиях изменения климата северных территорий (на примере таежной зоны Ханты-Мансийского автономного округа-Югры): автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук: 25.00.23 / Кузнецова Вера Петровна. – Томск: [б. и.], 2016. URL: http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000536575.
- Окишева Л.Н. Временная динамика ландшафтов Обь-Енисейского Севера / Л.Н. Окишева. – Томск: Томский государственный университет, 2010. – 170 с.
- Окишева Л.Н. Пространственно-временной анализ климатических условий сезонной ритмики геосистем Обь-Енисейского Севера / Л.Н. Окишева: автореф. дис. канд. геогр. наук. – Томск. – 1984. – 272 с.
- Окишева Л.Н., Филандышева Л.Б. Временная динамика и функционирование ландшафтов Западной Сибири / под ред. П.А. Окишева. – Томск: Издательский Дом ТГУ, 2015. – 328 с.
- Полищук Ю.М., Богданов А.Н. Зоны активного термокарста на территории многолетней мерзлоты и их выявление по космическим снимкам / Ю.М. Полищук, А.Н. Богданов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. – №12. – С. 104-114.
- Служба по контролю и надзору в сфере охраны окружающей среды, объектов животного мира и лесных отношений Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. Доклады об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре за 2014-2018 гг. https://prirodnadzor.admhmao.ru/doklady-i-otchyety/.
- Филандышева Л.Б. Сезонные ритмы природы Западно-Сибирской равнины / Л.Б. Филандышева, Л.Н. Окишева.– Томск: Пеленг, 2002. – 404 с.
- Ширяев А.Г. Изменения микобиоты Урало-Сибирского региона в условиях глобального потепления и антропогенного воздействия / А.Г. Ширяев // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. – 2009. – №9. – С. 37-47.
- Vera Kuznetsova, Elza Kuznetsova, Aliya Kushanova. Geographic information mapping of flood zones for sustainable development and urban landscape planning / Informatics, geoinformatics and remote sensing: photogrammetry and sensing. Cartography and GIS: 18th International Multidisciplinary Scientific Conference on Earth & GeoSciences SGEM. Albena, Bulgaria, 30 June-9 July 2018 – Albena, 2018. – P. 393-400.
Дополнительные файлы
