ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ РЕК ТАЁЖНОЙ ЗОНЫ БАССЕЙНА СРЕДНЕЙ ОБИ
|
РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Современное состояние вопроса, исходные данные и методы исследования 6
1.1. Современное состояние изученности влияния изменений климата на ледовый режим
рек 6
1.2. Материалы и методы исследований 8
1.2.1. Исходные данные 8
1.2.2. Статистические методы исследования 15
1.3. Физико-географическая характеристика исследуемого района 21
1.3.1. Географическое положение и рельеф таёжной зоны 21
1.3.2. Гидрографические данные 23
1.3.3. Гидрологический режим 31
Глава 2. Изменение климата на территории Западной Сибири 35
Глава 3. Ледовый режим рек 38
3.1. Дата появления ледовых образований 38
3.2. Продолжительность ледостава 39
3.3. Толщина льда 41
Глава 4. Среднемноголетние показатели ледового режима 44
4.1. Дата появления ледовых образований и дата появления сплошного ледостава 44
4.2. Продолжительность ледостава и максимальная толщина льда 46
4.3. Регрессионная модель (даты появления ледовых образований) 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 53
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Современное состояние вопроса, исходные данные и методы исследования 6
1.1. Современное состояние изученности влияния изменений климата на ледовый режим
рек 6
1.2. Материалы и методы исследований 8
1.2.1. Исходные данные 8
1.2.2. Статистические методы исследования 15
1.3. Физико-географическая характеристика исследуемого района 21
1.3.1. Географическое положение и рельеф таёжной зоны 21
1.3.2. Гидрографические данные 23
1.3.3. Гидрологический режим 31
Глава 2. Изменение климата на территории Западной Сибири 35
Глава 3. Ледовый режим рек 38
3.1. Дата появления ледовых образований 38
3.2. Продолжительность ледостава 39
3.3. Толщина льда 41
Глава 4. Среднемноголетние показатели ледового режима 44
4.1. Дата появления ледовых образований и дата появления сплошного ледостава 44
4.2. Продолжительность ледостава и максимальная толщина льда 46
4.3. Регрессионная модель (даты появления ледовых образований) 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 53
Актуальность на фоне изменения климатических характеристик территорий за последние тридцать лет, связанных с глобальным потеплением, изменились условия формирования кругооборота воды в природе. Наиболее чутко в современных условиях отреагировали показатели ледового режима водных объектов, так же как даты появления, становления и разрушения ледяного покрова, продолжительность ледостава, максимальная толщина льда. Поэтому важно выявить эти изменения и оценить, насколько они обусловлены такими характеристиками климата как температура воздуха.
В последние десятилетия отмечается потепление климата, которое проявляется как в глобальном масштабе [3], так и на всей территории России [4,5]. Повышение приземной температуры воздуха происходит также и в Западной Сибири. Такие изменения климата оказывают влияние на многие природные процессы, в том числе на ледовый режим рек Западной Сибири.
Целью работы магистерской диссертации является оценка влияния современного изменения климата на ледовый режим рек Таёжной зоны бассейна Средней Оби.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• Изучить условия формирования ледового режима рек на основе литературных источников.
• Рассчитать статистические параметры дат появления,
становления, разрушения, продолжительности ледового режима (замерзание, ледостав, вскрытие) за период наблюдения.
• Провести анализ изменения основных параметров фаз ледового режима рек во времени и пространстве.
• Изучить факторы гидро-климатического влияния на ледовый режим рек Западной Сибири;
• Выявить особенности влияния климата на многолетние изменения стока рек в холодный период года на территории Западной Сибири.
• Оценить степень влияния климатических изменений на параметры фазы замерзания рек.
В данной работе приведены результаты подобных исследований применительно к Западной Сибири, расположенной в границах бассейна Средней Оби.
Объектом исследования данной магистерской диссертации являются (средние и малые) притоки реки Оби в приделах южной и средней тайги.
Предмет исследования - влияния современного изменения климата на ледовый режим рек таёжной зоны бассейна Средней Оби.
Фактические материалы. Для выполнения настоящего исследования был сформирован массив данных по 26 гидрологическим постам, климатические характеристики определялись по данным 18 метеорологических станций.
Работа основывалась на использовании многолетних (1960-2015 гг.) среднемесячные, сезонные и годовые значения температуры воздуха, величине стока рек, продолжительности ледостава, датах начала и датах окончания ледостава, сроков замерзания, вскрытия и толщина льда по данным 26 Западно - Сибирских станций.
Методы исследования. В работе были выполнены такие методы исследования как:
> Статистические;
> Гидрологические;
> Географические.
В работе использовались статические и графические программные средства обработки информации: 81айзйса 6.0, Мгсгозой Ехсе1 2010.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты дополняют представления о современном проявлении глобальных изменений климата на территории таёжной зоны бассейна Средней Оби . Результаты могут быть использованы и при дальнейших исследованиях изменчивости ледового режима рек в современный период и в будущем. Обширные данные, полученные в результате многолетних исследований и приведенные в диссертации, могут служить справочным материалом для многих специалистов. Отдельные из полученных уравнений множественной линейной регрессии (для сроков замерзания, толщины льда) имеют прогностическое значение.
Достоверность полученных результатов обоснована использованием большого объема исходных гидрометеорологических данных (1960-2015 гг.), применением апробированных методов исследования, сравнением
результатов применения уравнений множественной линейной регрессии с данными наблюдений.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 105 страниц, включая 2 таблицы, 13 рисунков, 30 наименований из списка
литературы.
В последние десятилетия отмечается потепление климата, которое проявляется как в глобальном масштабе [3], так и на всей территории России [4,5]. Повышение приземной температуры воздуха происходит также и в Западной Сибири. Такие изменения климата оказывают влияние на многие природные процессы, в том числе на ледовый режим рек Западной Сибири.
Целью работы магистерской диссертации является оценка влияния современного изменения климата на ледовый режим рек Таёжной зоны бассейна Средней Оби.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• Изучить условия формирования ледового режима рек на основе литературных источников.
• Рассчитать статистические параметры дат появления,
становления, разрушения, продолжительности ледового режима (замерзание, ледостав, вскрытие) за период наблюдения.
• Провести анализ изменения основных параметров фаз ледового режима рек во времени и пространстве.
• Изучить факторы гидро-климатического влияния на ледовый режим рек Западной Сибири;
• Выявить особенности влияния климата на многолетние изменения стока рек в холодный период года на территории Западной Сибири.
• Оценить степень влияния климатических изменений на параметры фазы замерзания рек.
В данной работе приведены результаты подобных исследований применительно к Западной Сибири, расположенной в границах бассейна Средней Оби.
Объектом исследования данной магистерской диссертации являются (средние и малые) притоки реки Оби в приделах южной и средней тайги.
Предмет исследования - влияния современного изменения климата на ледовый режим рек таёжной зоны бассейна Средней Оби.
Фактические материалы. Для выполнения настоящего исследования был сформирован массив данных по 26 гидрологическим постам, климатические характеристики определялись по данным 18 метеорологических станций.
Работа основывалась на использовании многолетних (1960-2015 гг.) среднемесячные, сезонные и годовые значения температуры воздуха, величине стока рек, продолжительности ледостава, датах начала и датах окончания ледостава, сроков замерзания, вскрытия и толщина льда по данным 26 Западно - Сибирских станций.
Методы исследования. В работе были выполнены такие методы исследования как:
> Статистические;
> Гидрологические;
> Географические.
В работе использовались статические и графические программные средства обработки информации: 81айзйса 6.0, Мгсгозой Ехсе1 2010.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты дополняют представления о современном проявлении глобальных изменений климата на территории таёжной зоны бассейна Средней Оби . Результаты могут быть использованы и при дальнейших исследованиях изменчивости ледового режима рек в современный период и в будущем. Обширные данные, полученные в результате многолетних исследований и приведенные в диссертации, могут служить справочным материалом для многих специалистов. Отдельные из полученных уравнений множественной линейной регрессии (для сроков замерзания, толщины льда) имеют прогностическое значение.
Достоверность полученных результатов обоснована использованием большого объема исходных гидрометеорологических данных (1960-2015 гг.), применением апробированных методов исследования, сравнением
результатов применения уравнений множественной линейной регрессии с данными наблюдений.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 105 страниц, включая 2 таблицы, 13 рисунков, 30 наименований из списка
литературы.
Целью данного исследования являлась оценка изменений характеристик ледового режима рек таёжной зоны бассена Средней Оби в условиях изменения климата. Для достижения поставленной цели, были изучены физико-географические условия, выбраны гидрологические посты на реках рассматриваемой территории, имеющие длительные ряды наблюдений, собраны данные о различных характеристиках ледового режима рек и создана соответствующая электронная база данных. В качестве характеристик ледового режима рассматривались продолжительность ледостава, максимальная толщина ледового покрова, даты появления ледовых образований, даты появления слошного ледостава и даты разрушения ледовых образований.
Методика исследований заключалась в анализе однородности многолетних рядов наблюдений, выявлении трендовых составляющих во временных рядах ледовых характеристик за период нестационарной климатической ситуации (1986-2015гг.), сопоставлении средних значений временных рядов за два выделенных периода (1960-1985 гг. и 1986-2015 гг.), в получении суммарных количественных значений изменений ледовых характеристик за период 1986-2015 гг. по сравнению с предыдущим периодом. Был выполнен анализ корреляционных связей между показателями средней температуры воздуха и даты появления ледовых образований.
Установлено, что для большинства речных постов и по большинству рассмотренных характеристик ледового режима многолетние ряды соответствуют гипотезе однородности по критерию Стьюдента, Вилкоксона и Фишера.
Изменение максимальной толщины льда осреденной за многоетний период наблюдений и продолжительности ледостава за период нестационарной климатической ситуации по всем постам оказались отрицательными, т.е. произошло уменьшение максимальной толщины льда и сокращение сроков ледостава. Максимальная толщина льда за более 50-летний период наблюдения по всей территории таёжной зоны бассейна Средней Оби уменьшилось. В среднем ее уменьшение составило более 5 см. Продолжительности ледостава по всей территории бассейна Средней Оби за полувековой период в среднем уменьшилось на 6 дней. На большинстве рек ее уменьшение произошло за счет как более позднего установления, так и более раннего разрушения ледяного покрова. Наблюдаемые изменения начала и окончания ледостава обусловлены, в основном, из-за повышения температуры воздуха и в несколько меньшей степени из-за колебания речного стока.
Рассмотрены фазы ледового режима рек бассейна Средней Оби за период наблюдений. Были выявлены ранние даты появления ледовых образований - 1 октября на некоторых реках, установление ледовых
образований - 10 октября на р. Лисица. Для фазы ледостава наименьшая продолжительность - 88 дней на реке Парабель, а самое наибольшая - 212 дней на реке Кеть - с. Лосиноборское. Раннее окончание фазы вскрытия приходится на 6 апреля. В среднем, ледовые образования на реках появляются 26 октября, установление ледостава приходится на 15 ноября, а разрушение - 25 апреля.
Установлены значимые корреляционные связи между среднемесячной температурой воздуха за октябрь месяц, а также датами появления ледовых образований (коэффициенты корреляции в большинстве случаев составляют 0,7-0,8).
Особенностью данной работы явилось то, что в подобных исследованиях ледового режима рек чаще всего в качестве объектов выбираются крупные реки, а в данном случае объектами исследования были средние и малые реки, в основном не подверженные антропогенному влиянию и отражающие зональные особенности формирования ледового режима (более репрезентативные по сравнению с крупными реками).
Методика исследований заключалась в анализе однородности многолетних рядов наблюдений, выявлении трендовых составляющих во временных рядах ледовых характеристик за период нестационарной климатической ситуации (1986-2015гг.), сопоставлении средних значений временных рядов за два выделенных периода (1960-1985 гг. и 1986-2015 гг.), в получении суммарных количественных значений изменений ледовых характеристик за период 1986-2015 гг. по сравнению с предыдущим периодом. Был выполнен анализ корреляционных связей между показателями средней температуры воздуха и даты появления ледовых образований.
Установлено, что для большинства речных постов и по большинству рассмотренных характеристик ледового режима многолетние ряды соответствуют гипотезе однородности по критерию Стьюдента, Вилкоксона и Фишера.
Изменение максимальной толщины льда осреденной за многоетний период наблюдений и продолжительности ледостава за период нестационарной климатической ситуации по всем постам оказались отрицательными, т.е. произошло уменьшение максимальной толщины льда и сокращение сроков ледостава. Максимальная толщина льда за более 50-летний период наблюдения по всей территории таёжной зоны бассейна Средней Оби уменьшилось. В среднем ее уменьшение составило более 5 см. Продолжительности ледостава по всей территории бассейна Средней Оби за полувековой период в среднем уменьшилось на 6 дней. На большинстве рек ее уменьшение произошло за счет как более позднего установления, так и более раннего разрушения ледяного покрова. Наблюдаемые изменения начала и окончания ледостава обусловлены, в основном, из-за повышения температуры воздуха и в несколько меньшей степени из-за колебания речного стока.
Рассмотрены фазы ледового режима рек бассейна Средней Оби за период наблюдений. Были выявлены ранние даты появления ледовых образований - 1 октября на некоторых реках, установление ледовых
образований - 10 октября на р. Лисица. Для фазы ледостава наименьшая продолжительность - 88 дней на реке Парабель, а самое наибольшая - 212 дней на реке Кеть - с. Лосиноборское. Раннее окончание фазы вскрытия приходится на 6 апреля. В среднем, ледовые образования на реках появляются 26 октября, установление ледостава приходится на 15 ноября, а разрушение - 25 апреля.
Установлены значимые корреляционные связи между среднемесячной температурой воздуха за октябрь месяц, а также датами появления ледовых образований (коэффициенты корреляции в большинстве случаев составляют 0,7-0,8).
Особенностью данной работы явилось то, что в подобных исследованиях ледового режима рек чаще всего в качестве объектов выбираются крупные реки, а в данном случае объектами исследования были средние и малые реки, в основном не подверженные антропогенному влиянию и отражающие зональные особенности формирования ледового режима (более репрезентативные по сравнению с крупными реками).
