Введение 3
1 Современное состояние проблемы. Литературный обзор 4
2 Физико-географическая характеристика района исследований 7
2.1 Северный край (европейская часть водосбора СЛО) 7
2.2 Западная Сибирь 10
2.3 Восточная Сибирь 15
3 Анализ исходных данных и методика их обработки 18
3.1 Выбор объектов исследования 18
3.2 Оценка репрезентативности периода наблюдений. Проверка синхронности колебаний 20
3.3 Анализ однородности рядов стока и температуры воды 22
3.4 Критерии определения значимости тренда при анализе динамики гидрометеорологических характеристик 24
4 Общие закономерности и факторы колебания стока 27
4.1 Характеристика условий формирования и распределение стока на исследуемой территории. 27
4.2 Средний многолетний сток 29
4.3 Внутригодовое распределение стока 31
4.4 Температурный режим речных вод и средний многолетний тепловой сток
4.5 Внутригодовая динамика теплового стока 35
4.6 Особенности проявления климатических трендов на стоке рек в замыкающих створах СЛО. 40
5 Зависимости теплового стока от стокоформирующих факторов 54
5.1 Современные модели расчета 54
5.2 Корреляционные связи температур воды и метеорологических величин выделенных районов 56
Заключение 65
Использованные источники и литература
ПРИЛОЖЕНИЕ
Сегодня Россия активно восстанавливает свои позиции в Арктическом регионе. Изменения климата и влияния данных изменений на природные условия региона являются одним из лимитирующих факторов возвращения в Арктику.
Тепловой сток рек - является одним из важнейших факторов гидроэкологического состояния водных объектов, оказывает влияние на формирование режима прибрежной части моря, является одним из индикаторов изменения климата [1].
Кроме того, важно понимать насколько огромную энергию несут в себе речные воды. Так мощность самой крупной в России, Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6400 МВт, при пересчете в годовую выработку получается 2*1017Дж/год, в то же время, тепловой сток реки Енисей за год составляет порядка 15*1019Дж/год. Чтобы воспроизвести тепловой сток реки Енисей, нужно 74 Саяно-Шушенских гидроэлектростанции.
Таким образом, тепловой сток рек важно учитывать не только как гидроэкологический фактор состояния водного объекта, но и как показатель энергетической ценности водного потока для прилегающих территорий.
Основной идеей работы является оценка величины и анализ динамики теплового стока с территории России в Северный Ледовитый океан (СЛО). Дополнительно к этому в работе совершена попытка оценки зависимости температур вод замыкающих створов рек от температур воздуха в данных створах (по ближайшим метеостанциям).
Таким образом, целью настоящей работы является оценка величины, динамики и факторов формирования среднемноголетнего водного и теплового стока рек территории России в Северный Ледовитый океан.
Задачи исследования:
1) изучение условий формирования водного и теплового стока рек территории России, принадлежащих водосбору Северного Ледовитого океана;
2) количественный подсчет среднегодовых значений водного и теплового стока рек;
3) изучение климатически обусловленных тенденций изменения водного и теплового стока рек;
4) оценка зависимости температуры воды в замыкающем створе от гидрометеорологических параметров.
В работе проведена оценка теплового сток российских рек в СЛО по данным расходов и температур замыкающих створов на 14 реках за период с 1936 по 2010 гг.
Анализ динамики среднегодовой температуры воздуха дает понять, что современное потепление идет с 70 - 80 гг. ХХ века. С этого же периода отмечается повышение водного стока за холодный период для крупнейших рек бассейна.
Из рассмотренных рек наибольший водный сток характерен для реки Енисей (18640 м3/с) - он составляет более 20% от стока рек в Северный Ледовитый океан, в тоже время максимальный тепловой сток характерен для Лены (15800*1012кДж).
Наибольшим модулем теплового стока среди исследуемых рек обладает река Печора (376 Дж/с*км2). Также важно отметить высокую величину модуля теплового стока для реки Таз (364 Дж/(схкм2)), обусловленную более высокой среднегодовой температурой по сравнению с другими реками района N1. Из крупнейших рек максимальный модуль теплового стока характерен для Лены (206 Дж/с*км2). В то же время тепловой коэффициент, характеризующий теплосодержание в единице объема воды в русле для Лены является одним из наименьших (26,7 МДж/м3), что объясняется более высокой водностью реки в период подсчета теплового стока, чем, например, у Енисея.
Максимальный тепловой коэффициент характерен для р. Онега и составляет 46,4 МДж/м3. Минимальное теплосодержание в единице объема наблюдается у реки Анабар.
Согласно исследованию: наиболее заметные изменения расходов воды характерны для реки Печора, здесь наблюдается явный тренд на увеличение водного и теплового стока. В створе р. Анабар - с. Саскылах наблюдается уменьшение температур воды и увеличение среднегодовых расходов. Также значительное увеличение стока за период с 1960-х по 2000-е. характерно для реки Оленёк.
Выявлен значимый рост средней температуры воды за теплый период и расхода в створе р. Лена - с. Кюсюр (по коэффициенту корреляции и критерию Аббе). Кроме того, значимый рост характерен и для среднегодовых расходов р. Енисей. При этом тепловой сток реки Лена изменился без значительного тренда, а для реки Енисей, уменьшился на фоне увеличения расхода.
Значительные изменения: характерны для водного стока крупнейших рек водосбора СЛО за холодный период. Тренд роста значений за ноябрь - апрель достигает 0,42 для Енисея и 0,35 для Лены. Подъём зимнего стока на р. Обь заметен меньше, чем на Енисее и Лене, но тоже имеет значимый тренд на увеличение.
Общий тепловой сток рек в СЛО в период с 1936 по 2010 для крупнейших рек водосбора СЛО, а также Северной Двины не изменился. Для реки Печора характерно увеличение теплового стока со значимым трендом.
Получены значимые статистические зависимости годового значения теплового стока от водного стока и средней температуры воздуха за июнь - октябрь для физико-географических районов. Также проведена оценка статистических зависимостей температуры воды от расхода и температуры воздуха для каждого исследуемого створа.
Для рек Северная Двина, Онега, Таз, Яна, Колыма, Енисей, Обь коэффициент детерминации фактического значения температуры воды с рассчитанным по зависимости равен либо превышает критический порог 0,5. Для рек Лена и Анабар величина коэффициента детерминации близка к 0,5.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
