Введение 6
1 Обзор литературы по проблеме анализа динамики водной массы 7
2 Объекты исследования 12
2.1 Евразия 12
2.2 Горная система Гималаи и Тибетское плато 13
2.3 Гренландия 14
2.4 Северная Америка 14
3 Исходные данные для анализа климатических изменений 15
3.1 Гравиметрические данные GRACE 15
3.2 Индекс сухости SPEI 17
3.3 Метеорологические данные CRU TS 3.24 19
4 Результат анализа данных 20
4.1 Подготовка данных 20
4.2 Анализ АВЭМ для Евразии 23
4.3 Анализ АВЭМ для горной системы Гималаи и Тибетского плато 35
4.4 Анализ АВЭМ для Гренландии 43
4.5 Анализ АВЭМ для Северной Америки 46
Заключение 58
Список сокращений 60
Список использованных источников 61
Вопрос изменение климата является глобальным. Миллионы и тысячи лет назад климат менялся под действием явлений планетарного масштаба: тектонических процессов, изменения орбиты и радиационного баланса Земли в целом. Столь же глобально сейчас и загрязнение атмосферы человеком — дополнительное воздействие, которое накладывается на естественные процессы. Понять причины изменений можно, только зная ситуацию на всей планете.
Средний глобальный уровень моря будет продолжать повышаться в XXI- м веке. Во всех сценариях [1] скорость повышения уровня моря, весьма вероятно, превысит значения, отмечавшиеся в 1971-2010 гг., вследствие повышения температуры океана и увеличения сокращения массы ледников и ледниковых покровов.
Существуют признаки того, что с середины ХХ века засухи усилились в некоторых регионах (например, в Средиземноморье) и ослабели в других (например, в центральной части Северной Америки). Наземных наблюдений до сих пор недостаточно, чтобы предоставить свидетельства изменений повторяемости засухи [1].
В условиях глобального потепления последних полутора столетий особое значение приобретает мониторинг водного баланса.
Цель: анализ динамики водной массы континентальной поверхности Земли на основе данных гравиметрической съемки GRACE.
Задачи:
— анализ аномалий водных эквивалентов массы на континентальной поверхности Земли (на примере Евразии и Северной Америки);
— связь АВЭМ с климатическими изменениями;
— анализ аномалий водных эквивалентов массы Гренландии, горной системы Гималаи и Тибетского плато.
Анализ литературы позволяет сделать вывод, что с помощью гравиметрической спутниковой съемки возможно оценить динамику АВЭМ. Представленные результаты показали согласованность с научными работами других авторов.
На большей территории Евразии установился возрастающий тренд АВЭМ. Выделяются зоны со значимыми возрастающими и убывающими трендами (Гималаи и Сирия, где отмечается убывающий тренд и Китай - возрастающий тренд), что подтверждено данными из отчёта IPCC 2013 [1]. График минимумов АВЭМ за июнь-октябрь 2002-2015 гг. показывает значимый убывающий тренд (P=0,004, R2=0,51). Карта-схема суммарных минимумов АВЭМ за июнь-октябрь 2002-2015 согласовывается с трендом за весь период наблюдения.
Горная система Гималаи и Тибетское плато разделены друг от друга с помощью SRTM. На горной системе отмечается убывающий тренд (P=0.001 и R2=0.60), на плато - возрастающий (P=0.08 и R2=0.23), что возможно связано с таянием горных льдов - водная масса тает и утекает по системе речной сети. Увеличение АВЭМ в области плато связано с особенностями рельефа, накапливаемой на Тибетском плато водной массе нужно время чтобы испариться или стечь.
Для острова Гренландия построена карта-схема трендов АВЭМ, на которой отмечается, что в целом на острове установился значимый убывающий тренд (R2 = 0,97). Карта-схема трендов АВЭМ показывает, что самая большая потеря водной массы наблюдается на юго-западной части материка, что согласуется с докладом IPCC 2013 [1]. Однако, в статье [38] отмечались 2 точки экстремумы убывания АВЭМ, в данном исследовании замечена только 1 точка.
Карта-схема трендов АВЭМ показывает возрастающий тренд в центральной части Северной Америки, что согласовывается с исследованием [39] (АВЭМ восстанавливается после засухи 1999-2005 гг.). Выделяются зоны со значимыми убывающими трендами (северо-восток, юго-запад), что подтверждено данными из отчёта IPCC 2013. График минимумов АВЭМ за июнь-октябрь 2002-2015 показывает значимый убывающий тренд.
