Введение 2
Физико-географическая характеристика озера и его водосбора 5
История открытия оз. Ньяса 6
Климат территории водосбора 7
Температура воздуха 8
Осадки 8
Геологическое строение и рельеф 9
Г еологические особенности 10
Рельеф водосбора озера 11
Почвы и растительный покров 12
Гидрографическая сеть 12
Общая характеристика оз. Ньяса 14
Котловина оз. Ньяса 16
Характеристики водной массы 17
Экосистема озера 19
Водный баланса и водообмен оз. Ньяса 27
Уровенный режим озера Ньяса в прошлом и настоящем: результаты ранее выполненных исследований 28
Обработка исходных данных: методы, результаты и анализ 32
Статистический анализ 48
Квантильный анализ и фильтрация Баттерворта 55
Индекс Де-Мартона 58
Внутригодовая изменчивость количества осадков 61
Анализ межгодовой и внутригодовой изменчивости уровня Ньяса 61
Моделирование зоны затопления с помощью ArcGIS 62
Характеристики котловин водоемов 62
Батиграфическая и объемная кривые 64
.ArcGIS и цифровая модель рельефа 64
Заключение 71
Использованные источники 73
На земном шаре около 12 млн. озер, которые расположены на всех континентах. В Восточной Африке находятся Великие озера рифтовой зоны, среди которых - трансграничное оз. Ньяса (Малави). Водосбор озера (100 500 км2) разделён между Малави, Мозамбиком и Танзанией. По площади акватории (29 500км2) Ньяса занимает седьмое место среди пресных озер Земли; по глубине - третье (средняя глубина 296 м), по объему (8 400 км3) - пятое.
В 1984 г. озеро было внесено в список всемирного наследия ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), что стало признанием ценности не только его водных ресурсов, но и уникальности гидроэкосистемы, которой нет равных по биоразнообразию. Её сохранение требует непрерывного мониторинга характеристик гидрологического режима, в том числе и уровня водной поверхности - важного абиотического фактора устойчивого состояния водоёма. Уровень оз. Ньяса может быстро и значительно изменяться, что, в сочетании с другими факторами, приводит к разрушительным наводнениям, негативно влияющих на экосистему озера, приводящим к жертвам среди населения прибрежных районов и экономическому ущербу. Так, в январе 2015 г. после необычайно сильных дождей только в Малави было затоплено более 650 км2 вдоль вытекающей из Ньяса р. Шире, 638 000 человек пострадало.
В связи с этим, цель работы - исследование закономерностей и особенностей уровенного режима озера - является актуальной и представляет практический интерес.
В результате выполнения всех поставленных задач была достигнута цель исследования - выявлены закономерности и особенности уровенного режима оз. Ньяса. Проанализированы результаты изучения изменений уровня озера, доступные в научной литературе. Методами математической статистики, квантильного анализа и с использованием фильтрации Баттерворта определены количественные характеристики многолетнего изменения уровня озера, а также температуры воздуха и годовых сумм осадков (по данным трёх метеостанций). Показано, что многие рассматриваемые ряды неоднородны как по величине среднего, так и по дисперсии. Первое можно объяснить наличием значимых трендов, а второе - влиянием отмечающегося в регионе изменения климата. Был рассчитан комбинаторный показатель увлажнённости (индекс Де-Мартона) для трёх метеостанций, временной ход которого свидетельствует об устойчивом уменьшении увлажнённости района. Вероятно, это является результатом одновременного уменьшения годовых сумм осадков и повышения температуры воздуха, приведшего к увеличению испарения.
В результате наблюдается сложный характер изменения уровней озера как в многолетнем разрезе, так и в течение года. Многолетний ход значений индекса увлажнённости Де-Мартона (ст. Мзузу) и среднегодовых уровней воды показал соответствие между ними.
Для определения взаимосвязи между изменениями уровня, объёма и площади озера с помощью программы AutoCAD рассчитаны площади поверхности озера при различных уровнях и оценен объём озера . По данным расчётов построены батиграфическая и объёмная кривые, ранее не встречавшиеся в открытых источниках. Для более точного определения площадей зон затопления в ArcGIS создана цифровая модель рельефа прибрежной зоны водосбора озера (а также выделен и весь его водосбор). Оценки зон затопления при различных характерных уровнях подтверждают предположение о том, что наводнения в рассматриваемом районе формируются, помимо повышения уровня оз. Ньяса, в результате одновременного влияния нескольких гидрометеорологических факторов: повышение уровней рек и озёр прибрежных равнин, подпор втекающих в Ньяса рек, недостаточная пропускная способность р. Шире, уменьшаемая отмелью в её истоке, разгрузка подземных вод. С помощью ЦМР оценена только роль повышения уровня озера в формировании затопления; различия в полученных результатах, по сравнению с приводимыми в открытых источниках, объясняются, с одной стороны, дополнительным воздействием указанных выше факторов, а с другой - несовершенством модели ЦМР, не смотря на уточнение её с помощью карт Генштаба 1:500 000.
Полученные результаты могут служить надёжной основой углублённого исследования водного режима оз. Ньяса.
