ТБ_2_2

Вернуться…

Твердые осадки. Снежный покров

(По материалам Атласа снежно-ледовых ресурсов мира, 1997)

Большая роль в природе горных районов принадлежит сезонным льдам и в первую очередь снежному покрову. В горах снежный покров распределяется более сложно и мозаично, чем на равнинах. Помимо зональных климатических факторов на снегозапасы в горах влияют географическое положение горного массива, экспозиция макросклонов по отношению к влагонесущим  потокам, степень их экранированности, абсолютная высота над уровнем моря. При одинаковом количестве твердых осадков образующиеся из них снегозапасы существенно различны при разной продолжительности холодного периода.

Основным источником твердых осадков, формирующих снежный покров в горах, служат морские и океанические воздушные массы, поступающие в холодное время года.

Рис. 1. Твердые осадки. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис. 1. Твердые осадки. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис. 2. Максимальные снегозапасы. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис. 2. Максимальные снегозапасы. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Для горных систем, расположенных на периферии континентов, а также наветренных макросклонов континентальных гор характерно как большее количество твердых осадков, так и их благоприятное для формирования значительных снегозапасов внутригодовое распределение. Несмотря на различия в условиях доступности влагонесущих потоков и других факторов, общая для всех горных систем черта — увеличение снегозапасов с высотой. Однако изменение снегозапасов с высотой четко прослеживается только для отдельных бассейнов или однородных участков макросклонов в узких широтных пределах — 1-2 град.  Максимум снегозапасов почти повсеместно приурочен к пригребневым зонам. Однако величины снегозапасов, характер их изменения с высотой существенно различаются в зависимости от климатических условий в отдельных горных системах.

В арктических и субарктичеких поясах располагаются Полярный Урал, Чукотское нагорье. Абсолютные высоты здесь не превышают 2000-3000 м., но относительные превышения велики. Незначительное влагосодержание арктических воздушных масс и преобладание антициклонального режима обуславливают здесь небольшое количество твердых осадков — 100-200, которое с высотой меняется слабо. Поэтому и снегозапасы увеличиваются с высотой незначительно лишь вследствие некоторого роста продолжительности периода снегонакопления. На большей части склонов полярных гор максимальные снегозапасы колеблются от 100 до 300 мм, а градиенты их изменения с высотой составляют от 5мм в нижних зонах до 20 мм в верхних на 100 м подъема. Однако в тех случаях, когда в эти районы приносится с циклонами более теплый и насыщенный влагой воздух, на наветренных макросклонах возможно повышение снегозапасов до 400-800 мм,  например на восточных склонах Чукотского нагорья, западных — Полярного Урала.

В северной части умеренного пояса ярко выражен западных перенос воздушных масс, и усиливается циклоническая деятельность, увеличивается временная и пространственная неоднородность поля температур и количества осадков. В этом поясе существенно возрастает влияние географического положения горного массива на снежность гор. Здесь находятся   Хибины, Урал, плато Путорана, хребты Верхоянский, Черского, Сунтар-Хаята, Корякское нагорье и горы Камчатки.   При удалении от западных океанических побережий усиление континентальности климата приводит к резкому снижению снежности гор. Уже в Хибинах фоновые снегозапасы на плато Расвумчорр уменьшаются до 500 мм по сравнению с 4000 на западном склоне горы Гальхенигген в Скандинавии. На наветренных склонах расположенных восточнее Уральских гор и плато Путорана снегозапасы снижаются до 300-700 и 200-500 мм соответственно. В континентальных горах Средней и Восточной Сибири их величины не превышают 300мм.

Увеличение снегозапасов благодаря циклонам с Тихого океана имеет место и в относительно неширокой полосе гор на восточной окраине Евразийского материка. Здесь распределение снегозапасов определяется удалением от тихоокеанского побережья, положением хребтов относительно траекторий циклонов и их высотой, максимум снегонакопления наблюдается на восточном и южном побережье Камчатки, где снегозапасы изменяются от 400-500 мм на уровне моря ло 2000 мм на высоте 1000-1500 м  — Кроноцкий п-ов, вулканические массивы юга Камчатки. А на экранированных с востока горах бассейна р. Камчатка и на подветренных западных склонах Срединного хребта снегозапасы снижаются до 200-500 мм, и лишь в приводораздельной зоне они достигают 1000 мм.

В южной части умеренного пояса находятся Кавказ, Алтай, Саяны, Сихоте Алинь, горы Приморья и Дальнего Восток, о. Сахалин. В этой зоне увеличивается радиационный баланс и адвекция воздушных масс из тропических широт, что обуславливает более мягкий температурных режим у подножий гор чем в северной части умеренного пояса. Усиливаются контрасты в снежности горных районов и предгорий и высотные градиенты увеличения снегозапасов. Как и на севере умеренного пояса, удаление от западных океанических побережий сказывается в уменьшении снежности горных систем.

Во внутриматериковых горных системах умеренного пояса, расположенных к востоку от внутренних морей и больших озер, в формировании снежных ресурсов сочетаются черты, типичные для условий как морского , так и континентального климата. Наиболее яркий пример представляет Кавказ, где распределение снежного покрова в приморских районах подчиняется тем же законам что и в горах на западных окраинах материков, по мере удаления от побережья и ухудшения условий доступности для влагонесущих потоков проявляются черты, характерные для континентальных гор. При этом диапазон изменения норм максимальных снегозапасов по территории Кавказа составляет 20-2000 мм.

Максимум снегонакопления и наибольшие высотные градиенты  — до 70мм/100м — отмечаются на приморских склонах Главного Кавказского хребта, где 80% зимних осадков приносят западные циклоны. Фоновые значения возрастают от 50-100 мм в нижней части склонов до 1000 мм уже на высоте 2000 м. Условия снегонакопления на подветренных макросклонах Главного Кавказского хребта и Центрального Кавказа типично континентальные, что выражается не только в общем снижении количества осадков, но и в изменении их внутригодового распределения. Наименьшие снегозапасы формируются на Восточном Кавказе, в пределах Дагестана, где на большей части территории их максимальные значения не превышают 50 мм и лишь на высотах более 2000 м. они достигают 1000 мм.

На Алтае и в Саянах ведущая роль в формировании снегозапасов принадлежит северо-западным воздушным потокам. Они определяют повышенную снежность нижних зон открытых наветренных склонов Западного Алтая, где на высоте 300-500 м накапливается 800 см снега, что составляет 200-250 мм снегозапасов. Максимум снегонакопления в этом районе отмечается на западных и юго-западных переферийных склонах Алтая, где снегозапасы в пригребневой зоне на высоте 2000-2500 м превышают 1000. Минимальные значения наблюдаются во внутригорных экранированных хребтах южного Алтая. Здесь толщина снежного покрова снижается до 10-20 см на высоте 1000 м.

Рекордсменом по снежности в Сибири можно считать невысокий хребет Кузнецкий Алатау. Благоприятная ориентация и открытость его западных и юго-западных склонов по отношению к северо западным влагонесущим потокам способствует накоплению снегозапасов от 200 мм в нижней части до 1500 мм на высоте 14300 — 1500 м. Благодаря исключительно высокой снежности этого района оледенение располагается на самых низких для гор континентальной Сибири высотах.

В горах бассейна оз. Байкал повышенное снегонакопление характерно лишь для западных, близких к озеру склонов Баргузинского хребта, где снегозапасы возрастают от 100 мм на высоте 500 м до 300 мм на 1500 м.

В условиях резко выраженного антициклонального режима погоды на экранированных склонах и в котловинах Забайкалья формируется второй полюс минимальной снежности гор южной части умеренного пояса — снегозапасы 15-5- мм. Здесь же проходит самая северная на Евразийском материке граница устойчивого снежного покрова.

Общая тенденция в распределении снегозапасов в горных системах, расположенных восточнее Байкала- хребты Байкальский, Северо-Муйский, Южно-Муйский и др., заключается в уменьшении фоновых снегозапасов в запада на восток.  Горы на восточной окраине Евразийского материка — Сихоте -Алинь, Джугджур — находятся в области муссонно-континентальнего климата с зимним минимумом осадков. Роль океанических воздушных масс проявляется в увлажнении восточных макросклонов зимой, где снегозапасы увеличиваются от 50-80 не побережье до 150-200 мм в высоких частях гор. На западных макросклонах максимальные снегозапасы снижаются  до 50-100 мм. Наиболее восточное положение в южной части умеренного пояса занимают низкие горы острова Сахалин — до 2000м. Контрасты в распределении снегозапасов связаны здесь с положением участков гор и ориентацией склонов относительно траекторий насыщенных влагой южных циклонв с Японского моря и Хабаровского крае.

Рис.3. Алтай и Саяны. Твердые осадки. Доля твердых осадков в годовом количестве. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис.3. Алтай и Саяны. Твердые осадки. Доля твердых осадков в годовом количестве. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис.4. Алтай и Саяны. Максимальные снегозапасы. Число дней со снежным покровом. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Рис.4. Алтай и Саяны. Максимальные снегозапасы. Число дней со снежным покровом. Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997

Изменения атмосферных осадков

(по материалам Третьего оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях РОСГИДРОМЕТ, 2022г)

Самое общее представление о характере современных изменений режима атмосферных осадков на территории Российской Федерации дают временные ряды их осредненных по всей территории годовых и сезонных аномалий. В целом по России тренд годовых сумм осадков за период 1976‑2020 гг. положительный (+0,84 мм/месяц/10 лет или +10,08 мм/год/10 лет), он описывает 39% межгодовой изменчивости ряда, статистически значим на 1%-м уровне. Линейное изменение за этот период составляет 9% нормы.

Рис. 5. Ход осредненных по территории Российской Федерации аномалий годовых сумм осадков (мм/год – левая шкала,% от нормы – правая шкала), 1936‑2020 гг.

Рис. 5. Ход осредненных по территории Российской Федерации аномалий годовых сумм осадков (мм/год – левая шкала,% от нормы – правая шкала), 1936‑2020 гг. Дополнительно показаны: ход 11‑летних скользящих средних (черная кривая); линейный тренд за 1976‑2020 с 95%-м доверительным интервалом и линейный тренд за 1976‑2012 гг.

Основной вклад тренда в суммарную изменчивость принадлежит весеннему и зимнему сезонам (39 и 16% соответственно), тогда как в летний и осенний сезоны линейный тренд практически отсутствует. Однако именно в эти сезоны на территории России в среднем выпадает наибольшее количество осадков. Так, климатическая норма 1961‑1990 гг. составляет менее 90 мм/сезон в зимне-весенний период года и 126‑193 мм/сезон в летне-осенний. Линейный рост весенних осадков составил с 1976 года 26% нормы, а зимних – только 14%. Временные ряды указывают на общую для года и всех сезонов тенденцию к увеличению осадков в среднем по территории России (тренд положительный). Региональные и сезонные оценки трендов уточняют особенности каждого отдельного региона и сезона.

По сравнению с периодом 1976‑2012 гг. тренды (средняя скорость изменения количества осадков) изменились незначительно, но и в целом за год, и во все сезоны, кроме осени, увеличилась их достоверность: доверительная вероятность тренда зимних осадков увеличилась от 69,5 до 99,4%, а летних – от 44,4 до 81,2%.

Во всех физико-географических регионах тренд годовых сумм оказался положительным (выявлен рост количества осадков), но в некоторых регионах он статистически незначим (α >10%), в том числе: на ЕТР (включая ФО: Приволжский, Южный и Северо-Кавказский) и на АТР – Прибайкалье-Забайкалье. В остальных регионах АТР, включая Уральский, Сибирский и Дальневосточный ФО, оценки уверенно подтверждают тенденцию к увеличению годовых сумм осадков в течение 1976‑2020 гг.: α ≤ 5% и даже α < 0,1%. Из сезонов выделяется весна, когда в большинстве регионов тренд статистически значим на 5%-м уровне (за исключением регионов: Прибайкалье и Забайкалье, Приамурье и Приморье). В остальном тренд достоверен избирательно: на АТР – в течение всего года, на ЕТР – в зимне-весенний период; в сибирских регионах – весной; в Восточной Сибири – осенью.

Рис. 6. Пространственные распределения локальных коэффициентов линейного тренда годовых и сезонных сумм осадков на территории России (в % от нормы за 10 лет) за 1976‑2020 гг.(слева) и за 1976‑2012 гг. (справа)

Рис. 6. Пространственные распределения локальных коэффициентов линейного тренда годовых и сезонных сумм осадков на территории России (в % от нормы за 10 лет) за 1976‑2020 гг.(слева) и за 1976‑2012 гг. (справа)

В изменении годовых сумм осадков в течение 1976‑2020 гг. на территории России преобладает тенденция к увеличению количества осадков (положительный тренд), но величина тренда (средняя скорость изменения) составляет более 4% годовой нормы за 10 лет только в бассейне Енисея и в отдельных областях Дальнего Востока. Убывание годовых сумм осадков (со скоростью не более 6% нормы за 10 лет) выявлено на ЕТР в широтном поясе 50‑60° с. ш., в Забайкалье, в районе Обской губы и вдоль побережья Восточно-Сибирского моря. В современных изменениях локальных сезонных сумм осадков наиболее однородная картина отмечается весной, когда почти на всей территории России отмечается увеличение количества осадков, с максимумами до 16‑18% нормы за 10 лет в Восточной Сибири. Сходная тенденция наблюдается также в Восточной Сибири осенью и в СЗФО зимой (увеличение количества осадков до 16‑18% нормы за 10 лет). Однако практически во все сезоны, кроме весны, остается значительной территория, на которой выявляется тенденция к убыванию количества осадков. К таким районам относятся: зимой –АТР; летом – центральные и южные районы ЕТР (особенно Поволжье, до –15% нормы за 10 лет) и север АТР (Чукотка и Камчатка, до –9% нормыза 10 лет); осенью – центральные районы ЕТР и Урал (до 6‑7% нормы за 10 лет).

В сравнении с оценками за 1976‑2012 гг., общая картина наблюдаемых изменений, их основные сезонные и географические особенности за прошедшие восемь лет изменились несущественно. Сохранилась (и усилилась) тенденция увеличения количества годовых и весенних осадков на большей части территории страны и осенних – в Восточной Сибири; – сохранилась тенденция к уменьшению количества летних осадков в центре и на юге ЕТР и на севере АТР; – по-прежнему интенсивность изменений режима зимних и весенних осадков заметно выше, чем летних; осенью существенно увеличивается количество осадков на северо-востоке АТР. С другой стороны, сократилась область убывания летних сумм осадков на ЕТР, но увеличилась в районе Обской губы. Региональные оценки тренда практически во всех регионах почти не изменились, но их достоверность увеличилась.

Экстремальные осадки

Число дней с экстремальными осадками выше 95‑го процентиля преимущественно увеличивается. Наибольший рост наблюдается весной, что согласуется с годовым ходом конвективной облачности. Летом, когда количество ливневых осадков максимально, на половине территории России количество осадков не увеличивается, а на другой увеличивается очень слабо. При этом сравнение трендов индекса R10 (числа дней с осадками более 10 мм) весной и летом указывает на наличие летом значительного роста сильных осадков: такое различие связано со значительно меньшей интенсивностью весенних осадков на большой части территории, так что 95‑й процентиль не достигает уровня сильных осадков 10 мм. Летом для R10 основные области, где тренд отрицателен, сохраняются.

Рис. 7. Коэффициент линейного тренда за 1976–2019 гг. (дни/10 лет) сезонного числа дней с осадками выше 95 го процентиля NR95

Рис. 7. Коэффициент линейного тренда за 1976–2019 гг. (дни/10 лет) сезонного числа дней с осадками выше 95 го процентиля NR95

Изменения снежного покрова

(по материалам Третьего оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях РОСГИДРОМЕТ, 2022г)

На большей части территории России за период с 1976 по 2020 г. отмечается тенденция увеличения максимальной высоты снежного покрова Hmax. Подтверждается отмеченная во Втором оценочном докладе Росгидромета тенденция его роста на севере Западной Сибири, в Поволжье, на Дальнем Востоке. Уменьшение Hmax наблюдается в ряде северных районов. Одной из причин уменьшения Hmax на севере Камчатского края является уменьшение числа дней с экстремально большими осадками, а также увеличение числа оттепелей весной. Во многих районах тенденции оказались неустойчивы: изменились по сравнению с представленными во Втором оценочном докладе Росгидромета. Значительно уменьшились области отрицательных трендов в восточных районах ЕТР и южных – АТР, а в северо-западных областях ЕТР знак тренда поменялся на отрицательный.

Рис. 8. Коэффициенты линейного тренда (см/10 лет) в рядах максимальной за зимний период высоты снежного покрова (а) и в рядах числа дней со степенью покрытия окрестностей станции снегом более 50% (б). 1976‑2020 гг. Красные кружки – станции, где тренд значим на уровне 5%

Рис. 8. Коэффициенты линейного тренда (см/10 лет) в рядах максимальной за зимний период высоты снежного покрова (а) и в рядах числа дней со степенью покрытия окрестностей станции снегом более 50% (б). 1976‑2020 гг. Красные кружки – станции, где тренд значим на уровне 5%

В среднем для России число дней со снегом сокращается на 1,17 дня за 10 лет. Во многих районах по-прежнему наблюдается значимая тенденция уменьшения продолжительности залегания снежного покрова, но на АТР эта часть территории значительно сократилась по сравнению с отмеченной во Втором оценочном докладе Росгидромета.

Изменение режима оттепелей оказывает значительное влияние на снегонакопление. На ЕТР наблюдается значительное увеличение оттепелей в зимний период, что приводит к уменьшению высоты снежного покрова. На юге Западной Сибири число дней с оттепелями растет в конце осени – начале зимы (ноябрь – декабрь) и в начале весны (март). На севере АТР выявлена тенденция увеличения весенних оттепелей. По данным в поле значимое увеличение запаса воды в снеге наблюдается в основном в центре и восточных районах ЕТР, на севере и юге Западной Сибири. Тенденция уменьшения отмечена на северо-западе и севере ЕТР. Средний для страны в целом запас воды в снеге по данным маршрутных снегосъемок в поле увеличивается на 2,16 мм за 10 лет. В лесу средний для страны максимальный за зиму запас воды в снеге уменьшается на 1,49 мм за 10 лет; значимое уменьшение отмечается на ЕТР и на западе Сибири. Заметный рост наблюдается в долине Колымы.

Числа дней с оттепелью

Рис. 9. Коэффициенты линейного тренда (дни/10 лет), значимые на 5%-м уровне, в рядах числа дней с оттепелью: осень (а); зима (б); весна (в) (Коршунова и др., 2018)
Оттепель – повышение средней суточной температуры воздуха до 0°С и выше внутри холодного периода при среднесуточной температуре воздуха устойчиво ниже 0°С

Рис. 10. Коэффициенты линейного тренда (мм/10 лет) в рядах запаса воды в снеге за зимний период в поле (а) и в лесу (б). 1976‑2020 гг. Красными кружками показаны станции, где тренд значим на уровне 5%


Рис. 10. Коэффициенты линейного тренда (мм/10 лет) в рядах запаса воды в снеге за зимний период в поле (а) и в лесу (б). 1976‑2020 гг. Красными кружками показаны станции, где тренд значим на уровне 5%

Вернуться…