ВВЕДЕНИЕ 3
1. Исследования в области изменения сильных осадков 5
1.1 Современная климатическая изменчивость характеристик экстремальных
осадков в России 5
1.2 Климатология осадков разного генезиса в Северной Евразии 9
1.3 Оценка возможности использования модельных прогнозов осадков для
прогнозирования дождевых паводков на горных реках Алтая 14
1.4 Динамика количественных характеристик экстремальных атмосферных осадков
на территории Российской Федерации 17
1.5 Пространственно-временные особенности экстремальных годовых температур
и осадков на севере Западной Сибири 19
1.6 Среднемноголетний режим событий сильных осадков на Европейской
территории России 23
2. Материалы и методы исследования 33
3. Исследование сильных осадков на юге Западной Сибири 34
3.1 Фоновая оценка исследуемых характеристик 34
3.2 Оценка линейного тренда 37
3.3 Кластеризация 39
3.4 Оценка значений климатических индексов по десятилетиям 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 48
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
Временной ряды значений климатических индексов для центров классов 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 55
Средние значения климатических индексов для всех станций 55
последние десятилетия изменения климата становятся всё более заметными и обсуждаемыми как на международном, так и на национальном уровнях. Одним из важных проявлений этих изменений является изменение характера осадков — особенно увеличение частоты и интенсивности сильных и экстремальных осадков. Такие явления могут серьёзно влиять как на природные процессы, так и на жизнь людей, включая хозяйственную деятельность, состояние инфраструктуры и безопасность населения.
По данным таких авторитетных организаций, как
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC), во многих регионах мира действительно наблюдается рост количества сильных дождей и снегопадов. Это связано с тем, что повышение температуры атмосферы приводит к увеличению испарения и большему содержанию водяного пара в воздухе. А это, в свою очередь, создаёт благоприятные условия для формирования мощных облаков и выпадения интенсивных осадков.
Однако, если глобальные тенденции уже достаточно хорошо изучены, то вот региональные и локальные изменения режима сильных осадков остаются менее исследованными. Это становится проблемой, потому что именно на уровне отдельных регионов или городов принимаются решения по предотвращению чрезвычайных ситуаций, строительству объектов инфраструктуры и адаптации к климатическим изменениям. Поэтому исследования в этой области очень важны — они помогают лучше понять, как меняется погода в конкретных районах, и позволяют разрабатывать более точные прогнозы и эффективные меры реагирования.
Целью данной работы является оценка изменения сумм сильных осадков на территории юга Западной Сибири на основе климатических индексов. Для этого были сформулированы и выполнены следующие задачи:
1. Сформировать массив данных.
2. Рассчитать климатические индексы D10, D20, D95 и R95.
3. Провести кластерный анализ.
4. Использовать данные сеточного реанализа ERA5.
5. Определить тренд изменения сильных осадков.
Для выполнения работы использовались данные суточных наблюдений осадков, предоставленные сайтом meteo.ru и сеточные данные реанализа ERA5, предоставленные сайтом Веб-ГИС Климат (http://climate.scert.ru/).
В ходе выполнения данной работы были исследованы особенности пространственного распределения и временной изменчивости климатических индексов, характеризующих осадки на исследуемой территории. В рамках фоновой оценки установлено, что наибольшие значения числа дней с осадками (D10, D20) и суммы сильных осадков (R95) наблюдаются в районах Горного Алтая. На равнинной территории значения этих показателей ниже и распределены относительно однородно. Анализ линейного тренда не выявил значимых изменений в динамике характеристик, что подтверждается как данными наземных метеостанций, так и сеточными данными реанализа ERA5.
Кластеризация позволила выделить три климатически обособленных кластера, различающихся по своим характеристикам. Станции второго кластера, расположенные в предгорных и горных районах, существенно отличаются от первых двух по всем параметрам, что связано с влиянием рельефа на формирование осадков. При этом первый и третий кластеры имеют схожие значения по многим показателям, что объясняет их частичное перемешивание на карте кластеризации.
Анализ десятилетней изменчивости позволил выявить некоторые тенденции: наиболее выраженные межпериодные изменения наблюдаются на станции Болотное (третий кластер), где увеличилось число дней с осадками и сумма сильных осадков. На станции Барнаул (первый кластер) изменения менее заметны и носят неустойчивый характер. В горах, на станции Кызыл-Озек (второй кластер), значительных изменений не наблюдается, за исключением последнего десятилетия, когда отмечено повышение суммы сильных осадков.
Таким образом, можно сделать вывод, что современные изменения климатических характеристик осадков на исследуемой территории не являются глобальными и равномерными, а носят локальный и цикличный характер.
Проведённое исследование демонстрирует необходимость дальнейшего изучения климатической изменчивости с использованием как долгосрочных рядов наблюдений, так и сеточных данных реанализа, что позволит более точно определять закономерности и прогнозировать развитие климатических процессов.
