Оценка изменений годового стока реки Печора в условиях меняющегося климата

Оценка изменений годового стока реки Печора вусловиях меняющегося климата

Винокуров Игорь Олегович, старший преподаватель

Российский государственный гидрометеорологический университет (г. Санкт-Петербург)

Развитие современных природных процессов происходит в условиях глобальных изменений климата. На гидрологический режим рек влияют различные факторы и в настоящих условиях именно климатический фактор выходит на передний план. В последние 30 лет наблюдается существенная динамика климатических показателей, что естественно вызывает ответную реакцию в гидрологических процессах. К концу 1980-х годов период постоянных наблюдений на гидрологических постах редко превышал 40 лет, поэтому имеющиеся обобщения основы на достаточно коротких рядах [1]. В этой связи важно постоянное уточнение средних значений основных гидрометеорологических характеристик и выявление тенденций их изменения за последние десятилетия.

Для решения поставленной задачи были проанализированы многолетние зависимости среднегодовой температуры воздуха для года и отдельно за зимний период по постам в бассейне реки Печора. Отдельно были рассмотрены несколько периодов наблюдений — весь период наблюдений, а также с разбивкой на две части по концу 1980-х годов («начальный» и «современный» периоды). Анализ показал, что в «современный» период наблюдается тенденция увеличения среднегодовых температур воздуха, рост температуры составляет более 0,5°С за 30 лет, тогда как за предыдущий период температура в среднем была ниже и оставалась практически постоянной. При этом замечено, что в зимний период чаще наблюдаются аномалии температуры воздуха и, в целом, отмечено повышение зимних температур. Также важно отметить наметившуюся тенденцию к росту как годовых сумм осадков, так и зимних сумм осадков, что в значительной мере следует учитывать при проведении гидрометеорологических расчетов.

Рассмотренные климатические изменения оказывают непосредственное влияние на водный режим реки Печора. В качестве исходной гидрологической информации использованы среднегодовые расходы воды по посту Якша. При этом было составлено три ряда данных — общий (1953–2010 годы), а также с разбивкой по 1987 год — «начальный» и «современный» периоды.

На начальном этапе исследования проведена оценка межгодовой изменчивости стока. Для выделения периодов повышенной и пониженной водности использованы разностные интегральные кривые среднегодовых расходов [2]. Использование разностных интегральных кривых дает представление о циклических колебаниях без эффекта смещения границ между фазами циклов большой и малой продолжительности. Анализ разностно-интегральных кривых показал, что в целом за весь рассматриваемый период можно выделить полный цикл водности. Интересно, что при этом примерно с конца 1980‑х наблюдается многоводный период.

На следующем этапе работы исходные гидрологические ряды были проверены на однородность по критериям Стьюдента и Фишера. Результаты проверки приведены в таблице 1. Проанализировав полученные значения можно сделать вывод о том, что гипотеза об однородности ряда по критериям Фишера и Стьюдента при уровнях значимости 2α = 10 %, 2α = 5 %, 2α = 1 % для всех рядов среднегодовых расходов не опровергается.

Таблица 1

Результаты проверки рядов на однородность

Таблица 2

Оценки параметров распределения иих погрешности

Таблица 3

Ординаты аналитических кривых Пирсона III типа

Анализ полученных оценок параметров распределения, их погрешностей, а также результаты проверки рядов на однородность позволяют сделать вывод, что несмотря на наличие трендов метеорологических параметров рассматриваемые гидрологические ряды однородны и стационарны. Это же подтверждают и аналитические кривые обеспеченностей, которые хорошо описывают эмпирические точки и не наблюдается точек, которые бы явно «отскакивали» от аналитической кривой.

Следует заметить, что значение коэффициента вариации практически не изменилось при выделении «современного» периода. При этом норма годового стока в «современный» период несколько ниже, чем при рассмотрении в «начальный» период, несмотря на выделенную многоводную фазу стока.

При сравнении полученных обеспеченных расходов за отдельные периоды можно заметить, что наблюдается снижение при расчете «современного» периода по сравнению с «начальным». В областях крайне малых и крайне больших вероятностей расхождение достигает 10–12 %.

Литература:

1. Алексеевский Н. И., Фролова Н. Л., Антонова М. М., Игонина М. И. Оценка влияния изменений климата на водный режим и сток рек бассейна Волги // Вода: химия и экология. — 2013. — № 4 (58). — С. 3–12.
2. Винокуров И. О. К вопросу об определении периодов повышенной и пониженной водности рек // Молодой ученый. — 2011. — № 7. Т.1. — С. 72–74.
3. СП 33–101–2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик.