Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX и XXI веках

ВАК РФ 25.00.30, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX и XXI веках"

На правах рукописи

Черснкова Елена Анатольевна

ИЗМЕНЕНИЕ УВЛАЖНЕНИЯ СУББОРЕАЛЬНЫХ РАВНИННЫХ ЛАНДШАФТОВ РОССИИ В XX И XXI ВЕКАХ

Специальность 25.00.30 — метеорология, климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

□□3464756

Москва-2009

003464756

Работа выполнена в лаборатории климатологии учреждения Российской академии наук «Институт географии РАН».

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор

Золотокрылин Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Шерстюков Борис Георгиевич

кандидат географических наук Акентьева Елена Марковна

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук

Институт водных проблем РАН

Защита состоится 17 апреля 2009 г. в 14 час. на заседании Диссертационного Совета Д.002.046.04 при Институте географии РАН по адресу: Москва, 119017, Старомонетный пер, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГ РАН.

Текст автореферата диссертации размещен на официальном сайте Института

географии РАН: http://igras.ru/.

Автореферат разослан . РА. ......2009 г.

Отзывы на автореферат (2 экз.) просьба высылать по указанному адресу ученому секретарю (факс (495)939-00-33) или по электронному адресу: igras@geonet.igras.ru

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

к.г.н. И.С.Зайцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Изучение ответной реакции ландшафтной оболочки Земли на изменения климата входит в число актуальных проблем современности (Climate Change, 2007; Оценочный доклад..., 2008). Повышение научного интереса к данному вопросу вызвано продолжающимся глобальным потеплением, существенным прогрессом в моделировании регионального климата, перспективными возможностями анализа наблюдаемых со спутников изменений показателей растительного покрова.

Суббореальные равнинные ландшафты России, включающие широколиственно-лесную, лесостепную, степную и полупустынную зоны, располагаются в широтных областях максимального как наблюдаемого, так и прогнозируемого потепления (Груза, Ранькова, 2003 , 2006; Оценочный доклад..., 2008). Палеогеографические и дендрохронологические исследования свидетельствуют о возможном зональном характере реакции растительного компонента ландшафтов на изменения климата (Величко, 1992; Величко и др., 2004; Ваганов, 1996). Также на зональную направленность реакции растительности указывают результаты моделирования. Например, по сценарию ландшафтно-зональных систем Волжского бассейна, построенного на основе численных экспериментов на модели GISS, в ближайшем будущем прогнозируется сдвиг зональных границ на север (термоаридный биоклиматический тренд) (Коломыц, 2004).

В дифференциации зональных ландшафтов, наряду с распределением тепла и влаги, громадную роль играют их соотношения или степень соразмерности (Докучаев, 1900; Григорьев, 1946). В качестве показателей степени соразмерности используют радиационный индекс сухости Будыко (отношение годового радиационного баланса к энергетическому эквиваленту годовых осадков) и коэффициент увлажнения (отношение годовых осадков к годовой испаряемости).

В работе предпринята попытка исследовать пространственно-временное изменение увлажнения суббореальных ландшафтов в XX-XXI вв., как одного из факторов их зональной дифференциации. Его понимание важно, чтобы предвидеть возникновение климатических предпосылок возможного смещения зон увлажнения в условиях глобального потепления. Формирование этих предпосылок остается еще мало исследованным вопросом. Под увлажнением понимается влагообеспеченность территории. Количественным показателем увлажнения является коэффициент увлажнения, который вычисляется как отношение годовой суммы осадков к годовой испаряемости. Увлажнение суббореальных ландшафтов меняется от оптимального в широколиственно-лесной зоне до сухого в полупустынной. В пределах лесостепи и степи располагаются основные зернопроизводящие районы, в которых урожайность зерновых культур в значительной степени определяется увлажнением.

Работа направлена на снижение неопределенности в установлении тенденции увлажнения суббореальных ландшафтов России в вековом масштабе по данным метеорологических наблюдений и результатов численных экспериментов на глобальных и региональных моделях климата. С одной стороны, причиной неопределенности может быть использование разных методов получения испаряемости при расчете коэффициента увлажнения. С другой стороны, неопределенность сохраняется при определении достоверности реакции границ

зон увлажнения на изменения климата. В работе понятие достоверности (недостоверности) при его применении к оценке изменения положения границ зон увлажнения дополнительно трактуется как наличие/отсутствие климатических предпосылок смещения границ. Если на протяжении всего рассмотренного временного интервала наблюдались изменения одного знака (статистически значимые хотя бы в один из периодов исследования), а границы зоны увлажнения вышли за рамки коридора стандартного отклонения (хотя бы в один из периодов исследования), то считается, что наблюдалась достоверная реакция границ, и имеются предпосылки для смещения границ зоны увлажнения.

Цель данного исследования состоит в изучении реакции границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов России на изменение климата в XX и XXI веках по данным наблюдений и моделирования. Так как эти границы имеют сильную межгодовую изменчивость, то они определяются за многолетний период. По реакции зон увлажнения на ожидаемые изменения регионального климата можно предвидеть направление возможного смещения их границ, а также косвенно судить о формировании климатических предпосылок и направлении сдвига ландшафтных зон в будущем.

Осуществление цели определяется решением следующих задач. По данным наблюдений и результатов численных экспериментов на климатических моделях:

• обосновать методику дифференциации увлажнения данной территории;

определить пространственно-временные статистические

характеристики показателей увлажнения и оценить достоверность колебаний границ зон увлажнения;

установить особенности реакции границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов в связи с наблюдаемыми изменениями климата;

выявить тенденции изменения увлажнения зональных ландшафтов по различным сценариям ожидаемого антропогенного потепления в первую половину XXI в.

Научная новизна исследования состоит:

• в создании уникальной базы данных показателей увлажнения, отражающих зональную дифференциацию территории;

в пространственно-временных особенностях реакции увлажнения на изменения климата;

• в районировании территории по однородным колебаниям увлажнения в XX в.;

в реконструкции периодов сухих лет в прошлом на основе спутникового вегетационного индекса.

Предметом защиты является климатологическое обобщение влияния глобального потепления на увлажнение суббореальных зональных ландшафтов.

Основные положения, выносимые на защиту:

• территориальные особенности временного изменения увлажнения суббореальных ландшафтов России в XX в.:

• реакция границ зон увлажнения территории на изменения климата в XX в.;

изменение увлажнения территории к середине XXI в., включая изменение

показателей опасной атмосферной засухи по различным сценарным прогнозам.

Территория исследования ограничивается с севера 55° с.ш., с юга -государственной границей страны, с запада - 30° в.д., с востока - 90° в.д. и

представлена суббореальными зональными ландшафтами по классификации ландшафтов А.Г.Исаченко (Ландшафтная карта СССР, 1988) (рис.1).

Материалы и методы исследования.

Материалы включают архивы данных метеорологических наблюдений за температурой воздуха и осадками в период 1936-2000 гг.: ряды ежедневных данных климатического архива Международного Центра данных Росгидромета в Обнинске и ряды срочных данных (NOAA). Были использованы результаты численного эксперимента на региональной климатической модели (РКМ) ГГО (временные ряды среднесуточной температуры воздуха, суточных сумм осадков, среднемесячных значений радиационного баланса) за 1991-2000, 2041-2050 гг. (Школьник и др., 2000, 2005, 2006, 2007), а также архивы данных среднемесячных значений температур воздуха и месячных сумм осадков моделей общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО) ЕСНАМ Метеорологического института Макса Планка (Германия) и UKMO Центра климатических прогнозов и исследований Хэдли (Великобритания) (Архив IPCC) за периоды 1961-1990 и 20102039 гг. В работе анализируются ряды среднемесячных значений радиационного баланса по актинометрическим справочникам за 1961-1986 гг. и данные наблюдений среднемесячного радиационного баланса подстилающей поверхности за период 1996-2000 гг. Использовались данные NDVI с месячным шагом и разрешением 1x1 градус за период 1982-2000 гг. Метод исследования -сравнительно-картографический с применением ГИС-технологий.

Прикладной характер работы нацелен на создание информационной базы по оценке реакции динамичных компонентов ландшафтов на изменения климата и увлажнения территории. Важным прикладным аспектом исследования является оценка тенденции опасных (катастрофических) засух и возможного опустынивания южных районов России. Результаты исследования предполагается использовать в практической деятельности Министерства природных ресурсов, Министерства сельского хозяйства РФ, Министерства чрезвычайных ситуаций РФ.

Личный вклад автора. Авторской является методика оценки изменения увлажнения. В ходе исследования автором создано оригинальное программное обеспечение, применение которого позволило провести детальный анализ.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации представлялись в виде тезисов научных докладов, в частности на Международной конференции по проблемам гидрометеорологической безопасности (Москва, 2006), на Пятой Юбилейной Открытой Всероссийской конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (Москва, 2007), на VII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Красная поляна, 2007), Drylands ecosystem meeting (China, 2007).

По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК, и 4 тезисов докладов.

Автор выражает благодарность за консультации и ценные замечания научному руководителю работы д.г.н., проф. Золотокрылину А.Н., а также сотрудникам лаборатории климатологии Института геграфии РАН.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы: 156 страниц, 80 иллюстраций, 12 таблиц. Список литературы содержит 130 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко освещено состояние проблемы, обоснована актуальность темы, поставлены цели и задачи работы, охарактеризованы методы исследования, новизна, практическая значимость, результаты апробации.

Глава 1. Состояние исследований по проблеме изменения увлажнения, материалы и методика исследования.

В разделе 1.1 первой главы приводится описание природных условий и климата территории исследования. В разделе 1.2 сделано обобщение литературных данных по изменению климата и увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX и XXI вв. Публикации, отражающие исследования на территории России и сопредельных государств, в основном, направлены на выявление и изучение закономерностей глобального и регионального потепления. Многие авторы придерживаются гипотезы природно-антропогенного потепления, а не только антропогенного. Результаты анализа динамики температуры воздуха и атмосферных осадков на территории суббореальных равнинных ландшафтов России в XX и XXI вв. изложены в литературе весьма подробно (Бардин, 2002; Груза, Ранькова, 2001, 2003, 2004; Ранькова, 2005; Лобанов, Анисимов, 2003; Киктев, 2002; Кислов и др., 2008; Кондратьев, 1999; Кренке и др., 2000; Кузьмина, 2007; Переведенцев и др., 2001, 2004; Попова, 1999; Сиротенко и др., 2007; Титкова, 2003; Шерстюков, 2007; Школьник и др., 2006; Шмакин, 2006; Climate Change 2007 и др.). Вопрос о роли увлажнения в дифференциации растительного покрова также поднимался различными учеными неоднократно (Будыко, 1948; Высоцкий, 1905; Докучаев, 1948; Иванов, 1941; Коломыц, 2003 , 2004, 2006; Сиротенко и др., 2006,2007; Шумова, 2005, 2007 и др.).

Исследователи отмечают неоднородность проявления глобального потепления XX в. на территории. В частности, отмечается усиление потепления в холодный период, значения тренда температуры возрастают по мере удаления от Атлантики. Наблюдаемое потепление на ЕТР и в Западной Сибири имеет некоторые особенности: в западных областях рост температуры начинается с начала 1980-х годов, в последние несколько лет рост температуры замедлился, летом в восточных областях отмечалось некоторое похолодание. В последней трети XX в. в некоторых районах Европейской России отмечался статистически значимый тренд уменьшения сезонных и годовых сумм осадков.

Рис. 1. Территория исследования. Северная граница суббореальных равнинных ландшафтов России (сплошная красная линия). Изолинии северной границы зоны увлажнения на основе коэффициента увлажнения Торнтвейта: 0.5 - семиаридной; 0.65 - сухой субгумидной; 0.8 - субгумидной; 1.0 - влажной субгумидной.

Многие авторы указывают, что влияние потепления на увлажнение сельскохозяйственных земель России на уровне экономических районов за последние 30 лет было неоднозначным (Сиротенко и др., 2006, 2007). Тенденция роста увлажнения преобладала на территории Северного Кавказа, засушливой части Поволжья, Южного Предурапья и Зауралья, западной части Западной Сибири. В то же время увлажнение Центрально-Черноземного и Центрального районов, а также Алтайского края уменьшилось.

Во многих публикациях приводятся факты, которые являются косвенным подтверждением увеличения увлажнения в последние десятилетия на юге Европейской России (см. рис.2): восстановление растительного покрова, повышение уровня грунтовых вод, увеличение гидроморфности почв в степных районах с заболачиванием речных пойм и т.д. (Еланский, 2004; Зайдельман и др., 1998; Кузьмина, 2007; Мяло и др., 1996; Назаренко, 2006; Новикова и др., 2002; Опарин, 2007; Соколова и др., 2001).

Климатические сценарии изменения глобального климата на фоне усиления парникового эффекта из-за антропогенной деятельности показывают продолжение потепления, усиливающееся с широтой. Несогласованность трендов, полученных разными исследователями, затрудняет сделать однозначный вывод об изменении региональных осадков на территории России в XXI в.

На возможность противоположных тенденций увлажнения территории России в XXI в. указывает и анализ проведенных численных экспериментов на общепризнанных моделях общей циркуляции атмосферы и океана МОЦАО.

В этой связи представляется важным изучить реакцию границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов России в ХХ-ХХ1 веках на изменение климата по данным наблюдений и моделирования.

45°С

Рис. 2. Косвенные свидетельства увеличения увлажнения в последние

десятилетия XX века (I—I - повышение уровня грунтовых вод, Ш11 -восстановление растительности).

В разделе 1.3 представлен обзор расчетных методов испаряемости, проведено сравнение 13-ти методов и выявлены наиболее надежные для использования на территории юга Европейской России методы Л.И.Будаговского, Пенмана-Монтейта, Н.Н.Иванова, М.И.Будыко, А.Р.Константинова, Э.М.Ольдекопа и К.Тортнтвейта.

Рассмотрены количественные показатели увлажнения, используемые в исследовании для оценки влияния возможного изменения климата на гидротермические условия суббореальных равнинных ландшафтов России: радиационный индекс сухости М.И.Будыко, коэффициенты увлажнения К.Торнтвейта (КУТ), Ю.И.Чиркова, индекс сухости М.И.Будыко на основе температуры, гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова (ГТК). Проведенное сравнение показателей увлажнения с коэффициентом увлажнения К.Торнтвейта выявило тесную корреляционную зависимость между рассмотренными показателями. Наибольшая зависимость найдена с радиационным индексом сухости Будыко. Наименее тесная корреляционная связь с коэффициентом увлажнения К.Торнтвейта получена для коэффициента увлажнения Ю.И.Чиркова и гидротермического коэффициента Г.Т.Селянинова.

В работе в соответствии с рекомендациями Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием (UNCCD, 1994) на основе новейших данных была построена карта КУТ (рис.1) и проведена классификация засушливых и гумидных земель.

Построенные карты-схемы пространственного распределения стандартного отклонения разностей коэффициента увлажнения К.Торнтвейта с остальными показателями дают возможность оценить отклонение полученных результатов с использованием КУТ от результатов на основе других рассмотренных показателей увлажнения.

В разделе 1.3 с помощью кластерного анализа было проведено районирование территории исследования по однородности колебаний КУТ (рис.3).

По характеру изменения осредненных в пределах районов КУТ нелинейных трендов были определены периоды более детального исследования динамики увлажнения: 1936-1960; 1961-1990 и 1991-2000 гг. (рис.4).

Описание использованного в работе нормированного разностного вегетационного индекса (NDVI) как индикатора зеленой фитомассы представлено в разделе 1.4.

Обзор типов сглаживающих функционалов проведен в разделе 1.5. Описываются методики построения электронных карт-схем и получения статистических оценок результатов работы, значимости результатов, а также методика оценки качества выполненного в предыдущем разделе районирования. Сформулирован критерий наличия/отсутствия предпосылок для смещения границ зоны увлажнения.

Раздел 1.6 включает краткое описание используемых климатических моделей: МОЦАО ЕСНАМ и UKMO, РКМ ГГО, а также качество воспроизведения ими метеорологических параметров и показателей увлажнения. Установленные корреляционные зависимости метеорологических параметров по данным наблюдений и климатических моделей, а также величины относительных ошибок воспроизведения метеорологических параметров и показателей увлажнения моделями позволяют сделать вывод о возможности получения приемлемых оценок изменения климата и увлажнения на территории исследования в XXI веке.

45°Е 60°Е 75°Е

Рис. 3. Дифференциация территории исследования на основе однородности изменения КУТ в период 1936-2000 гг.

Район 3

—ГЛГ.".,. Район 1

, » ~ *

^ „ > * ~ Район 2

Район^4

1936 1960 1990 2000

ГОДЫ

Рис. 4. Тренды годового коэффициента увлажнения Торнтвейта в разных районах исследуемой территории в период 1936-2000 гг.

Глава 2. Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX веке.

В главе 2 рассматриваются выявленные пространственные и временные изменения годового увлажнения и увлажнения за вегетационный сезон суббореальных равнинных ландшафтов России в XX в.

Раздел 2.1 посвящен исследованию особенностей изменения климата исследуемой территории, произошедших в последние две трети XX в. Наблюдаемое в 1936-2000 гг. потепление произошло, в основном, за счет холодного периода.

Среднемноголетние годовые суммы осадков в период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. увеличились преимущественно в результате роста количества осадков холодного сезона года практически па всей территории исследования. В период 1991-2000 гг. по отношению к 1961-1990 гг. картина изменений осадков была более мозаичной и неоднородной по знаку. Во многих областях от периода к периоду имели место противоположные тенденции изменений сумм осадков.

В период 1996-2000 гг. по сравнению с 1961-1986 гг. для большинства актинометрических станций исследуемой территории годовой радиационный баланс увеличился, в холодный сезон значения радиационного баланса возросли, в теплый сезон - уменьшились.

Выявленные изменения температуры и осадков на исследуемой территории в период 1936-2000 гг. повлекли за собой изменение увлажнения: на Русской равнине большую роль сыграли колебания осадков, а на Западно-Сибирской равнине - колебания температур.

В разделе 2.2 изучаются тенденции увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов в XX в., полученные с использованием всех рассмотренных в работе показателей увлажнения. Пространственное распределение трендов коэффициентов увлажнения (Торнтвейта, Чиркова) в период 1936-2000 гг. в целом соответствует распределению трендов индекса сухости Будыко. Увлажнение в вегетационный сезон по данным ГТК менее однородно, чем годовое увлажнение.

Изменение годового увлажнения в периоды 1936-1960 гг., 1961-1990 гг. и 1991-2000 гг. анализируется с помощью радиационного индекса сухости Будыко в разделе 2.2.1 и коэффициента увлажнения Торнтвейта в разделе 2.2.2 (рис.5). Сравнение показало, что оба показателя обнаруживают близкие черты изменения увлажнения. Результаты исследования тенденций увлажнения за сезон активной вегетации с помощью ГТК за периоды 1936-1960 гг., 1961-1990 гг. и 1991-2000 гг. представлены в разделе 2.2.3.

Оценена достоверность смещения границ зон увлажнения (см. рис.5). Показано, что границы, определенные за период 1961-1990 и 1991-2000 гг., остаются в пределах коридора стандартного отклонения, построенного для периода 1936-1960 гг. Таким образом, наблюдаемое повышение увлажнения оказалось недостаточным, чтобы говорить о статистически значимом смещении рассматриваемых границ к югу. Это позволяет сделать вывод об их устойчивости. Исключение представляют отдельные участки границ в полупустынных ландшафтах Северо-Западного Прикаспия, а также в степных ландшафтах Западной Сибири (протяженностью несколько сотен километров). Здесь увлажнение территории статистически значимо росло от периода к периоду, и имело место смещение границы зоны увлажнения к югу за рамки коридора

стандартного отклонения. Можно считать, что в этих районах в период 1961-2000 гг. доминировали условия более влажной соседней зоны.

«ТО 60°Е 75>Е

Рис. 5. Изменение положения изолиний коэффициента увлажнения Торнтвейта в период 1936-2000 гг. Сплошная линия соответствует КУТ в 1936-1960 гг., пунктирная линия - в 1961 -2000 гг. (полужирной линией отмечены значимые изменения). Изолинии северной границы зоны увлажнения: 0.5 - семиаридной; 0.65 - сухой субгумидной; 0.8 - субгумидной; 1.0 - влажной субгумидной.

Установлено, что наиболее интенсивными процессы увлажнения были в период 1961-1990 гг. Для этого периода по сравнению с 1936-1960 гг. характерна фаза повышенного годового увлажнения практически всех суббореальных ландшафтов (кроме востока Западно-Сибирского сектора) (рис.6 а)). В Европейской России изменения увлажнения имели скорее меридиональный, чем зональный характер. Абсолютные изменения увлажнения увеличивались с юга на север. В наибольшей степени возросло увлажнение широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтов. Максимальное относительное увеличение увлажнения (более 20%) охватывало сразу несколько зон (рис.6 б)). Интенсивность произошедших изменений в Восточно-Европейском секторе была больше, чем в Западно-Сибирском секторе. Увеличение увлажнения Западно-Сибирского сектора в 1961-1990 гг. происходило в основном за счет роста количества осадков холодного сезона.

В 1991-2000 гг. по сравнению с 1961-1990 гг. в европейской и азиатской части территории преобладали разнонаправленные тенденции: снижение увлажнения на большей части Восточно-Европейского сектора и увеличение на большей части Западно-Сибирского сектора. В этот период интенсивность процессов изменения увлажнения широколиственных, лесостепных и степных ландшафтов Восточно-Европейского сектора замедлилась. Фаза повышения увлажнения полупустынной и южной части степной зоны Европейской России продолжилась. Максимальное относительное увлажнение отмечалось в сухих степях и полупустыне Северо-Западного Прикаспия, а также в лесостепи и степи центральной части Западной Сибири. На северо-востоке Западно-Сибирского сектора зафиксировано иссушение.

Относительные изменения КУТ были очень незначительными (в особенности в период 1991-2000 гг.) на всей территории Европейской части России, кроме степных и полупустынных ландшафтов на юго-востоке. В этих районах изменения КУ были положительными в периоды 1961-1990 и 1991-2000 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. Они оказали заметное влияние на такие природные процессы, как восстановление растительного покрова и повышение уровня грунтовых вод (см. рис.2).

60° N 45° Е 60° Е 75° Е

45°Е

60°Е

75°Е

Рис. 6. Изменение коэффициента увлажнения Торнтвейта в период 19611990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг.: а) абсолютные (штриховкой показаны значимые изменения с вероятностью 0.95), б) относительные (значимые изменения КУТ > 10%). С севера территория ограничена северной границей суббореапьных равнинных ландшафтов.

Таким образом, увеличение увлажнения было неравномерным во времени и неоднородным на территории. Наибольшее увеличение (в среднем на 10-20%) отмечалось в широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтах в период 19611990 гг. Оно было больше в Европейской России, чем в Западной Сибири. В 19912000 гг. по сравнению с 1961-1990 гг. обозначилась тенденция снижения увлажнения территории, за исключением сухостепных и полупустынных ландшафтов Европейской России и лесостепных и степных ландшафтов Западной Сибири. В последней трети XX в. наблюдалось повышение устойчивости увлажнения полупустынных и сухостепных ландшафтов юго-востока Европейской России, подтверждаемое уменьшением относительной изменчивости коэффициента увлажнения.

Межгодовое изменение показателя «сухой год» (в баллах), построенного на основе связи отрицательных аномалий 1ЧОУ1 с разными показателями увлажнения ландшафтов, исследовано за период 1936-2000 гг. в разделе 2.2.4. В случае, если все показатели увлажнения не превышали своих средних значений в годы с отрицательными аномалиями за период 1982-2001 гг., считался «сухим

годом». Показатель «сухой год» был экстраполирован на период 1936-1981 гг., что позволило выделить группировки сухих лет в засушливых районах. Показано, что многолетние группировки сухих лет имели тенденцию к уменьшению в конце XX в. на юго-востоке Европейской России, в отличие от Западной Сибири и Алтайского края.

В разделе 2.3 изучены особенности экстремального проявления атмосферного увлажнения: распространение, изменение частоты, продолжительности опасной атмосферной засухи различной интенсивности. Определены особенности распространения опасных атмосферных засух в период 1936-2000 гг.: (1) - стабильность территории в Европейской России и Западной Сибири за весь период, (2) - уменьшение частоты засухи на юге и юго-востоке Европейской России и увеличение частоты в Западной Сибири в период 1961-1990 гг., (3) увеличение частоты засухи на юге и юго-востоке Европейской России и разнонаправленные тенденции в Западной Сибири в период 1991-2000 гг.

Глава 3. Возможное изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XXI веке посвящена анализу результатов численных экспериментов и определению тенденций ожидаемого изменения увлажнения на территории исследования в XXI веке.

В разделе 3.1 проводится исследование ожидаемых изменений климата первой половины XXI в. по данным МОЦАО ЕСНАМ и иКМО (за период 20102039 гг.) и РКМ ГГО (за период 2041-2050 гг.). Согласно климатическим сценариям всех рассмотренных моделей тенденция потепления, наблюдаемого в последние десятилетия XX в., сохранится в первой половине XXI в. на всей территории исследования. Самый большой прирост годовой температуры предполагает модель ЕСНАМ, наименьший - иКМО. По сценариям климатических моделей, ожидаемое потепление Западно-Сибирского сектора больше, чем Восточно-Европейского. В период 2010-2039 гг. (МОЦАО ЕСНАМ) и в период 2041-2050 гг. (РКМ ГГО) максимальное потепление предполагается в центральной части Западно-Сибирского сектора, что территориально совпадает с максимумом потепления, отмечавшимся в XX в. По данным иКМО, эпицентром наибольшего потепления в период 2010-2039 гг. по отношению к 1961-1990 гг. будет восток Западно-Сибирского сектора.

По данным ЕСНАМ и иКМО, контрастность между интенсивностью потепления холодного и теплого сезона будет меньше, чем в XX в. Как следует из анализа данных РКМ ГГО, в период 2041-2050 гг. наибольший рост температур предположительно произойдет в холодный сезон.

В первой половине XXI века на юге и западе Восточно-Европейского сектора, а также в восточной части Западно-Сибирского сектора рассмотренные климатические модели дают разнонаправленные тенденции изменения количества осадков. На остальной территории исследования, согласно сценариям МОЦАО ЕСНАМ и иКМО, РКМ ГГО, предполагается, что в периоды 2010-2039 гг. и 20412050 гг. разнонаправленные тенденции изменения осадков, имеющие место в XX в., сменит повсеместный их рост.

В середине XXI в., исходя из анализа данных РКМ ГГО, на исследуемой территории будет доминировать процесс увеличения радиационного баланса.

В разделе 3.2 представлены результаты анализа изменения показателей увлажнения в XXI в. на основе данных численного эксперимента МОЦАО ЕСНАМ и иКМО, РКМ ГГО. Разделы 3.2.1 и 3.2.2 содержат описание ожидаемых изменений годового увлажнения, полученных с помощью радиационного индекса сухости Будыко (на основе данных РКМ ГГО) и коэффициента увлажнения Торнтвейта (на основе данных МОЦАО ЕСНАМ и ИКМО, РКМ ГГО). Оба показателя продемонстрировали сходную направленность изменения увлажнения в XXI в. В разделе 3.23 рассматривается возможное изменение увлажнения в сезон вегетации. Показано, что изменение годового коэффициента увлажнения и показателя увлажнения за сезон активной вегетации, полученных по данным моделей климата, имеют одни и те же характерные черты.

Динамика увлажнения зональных ландшафтов в первой половине XXI в., согласно рассмотренным климатическим сценариям, предполагается различной.

Согласно сценарным прогнозам МОЦАО ЕСНАМ, в период 2010-2039 гг. иссушение будет наблюдаться во всех ландшафта ых зонах территории исследования (рис.7 а).

По сценарию МОЦАО иКМО, слабое иссушение широколиственно-лесной, западной части лесостепной и северо-запада степной зоны Восточно-Европейского сектора, наметившееся в последнее десятилетие XX в., продолжится в 2010-2039 гг. В этот период продолжится рост увлажнения полупустынной зоны, южной и центральной части степной зоны сектора. Повышенное увлажнение западной части степной зоны Восточно-Европейского сектора уступит место пониженному увлажнению. В центральной и восточной части сектора тенденция увлажнения также поменяется с уменьшения увлажнения на увеличение увлажнения. Следует ожидать, что к середине XXI в. на большей части территории Западно-Сибирского сектора на смену имеющему место в XX в. повышенному увлажнению придет слабое иссушение (рис.7 б).

60°М 45°Е

60°Е

75°Е

60°1М 45°Е 60°Е 75° Е

60°М45°Е 60°Е 75°Е

Рис. 7. Изменение коэффициента увлажнения Торнтвейта (КУТ): а) в период 2010-2039 гг. по отношению к периоду 1961-1990 гг. по данным МОЦАО ЕСНАМ,

б) в период 2010-2039 гг. по отношению к 1961-1990 гг. по данным МОЦАО иКМО, в) в период 2041-2050 гг. по отношению к 1991-2000 гг. по данным РКМ ГГО. Значимые изменения КУТ > 0.1 (с вероятностью 95%).

Из анализа данных РКМ ГГО следует, что отмечавшийся в XX в. процесс повышения увлажнения будет наблюдаться и в период 2041-2050 гг. в широколиственно-лесной и лесостепной зонах Европейской России. Наблюдавшееся в XX в. повышенное увлажнение степной и полупустынной зон Восточно-Европейского сектора в середине XXI в. заменит режим увлажнения, при котором сформируются более засушливые условия. Анализ данных региональной модели свидетельствует о том, что наблюдавшаяся в XX в. фаза увеличения увлажнения лесостепных и степных ландшафтов Западно-Сибирского сектора закончится, и в середине XXI в. на всей территории сектора будет иметь место снижение увлажнения (рис.7 в).

Проведено исследование достоверности смещения границ зон увлажнения к середине XXI в. посредством анализа положения изолиний КУТ в период 20412050 гг. по сравнению с положением изолиний КУТ и их коридоров стандартного отклонения за период 1991-2000 гг. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ожидаемые в первой половине XXI века изменения увлажнения исследуемой территории не приведут к смещению границ зон увлажнения.

В разделе 3.3 получены результаты анализа ожидаемого экстремального проявление атмосферного увлажнения в XXI в. В период 2041-2050 гг. по сравнению с 1991-2000 гг. в Нижнем Поволжье будет отмечаться увеличение частоты опасных атмосферных засух. В Западно-Сибирском секторе ожидаемая частота засух увеличится на юге и в центре сектора.

Таким образом, определены особенности зональных тенденций увлажнения территории исследования в первой половине XXI века.

1. Динамика увлажнения зональных ландшафтов предполагается различной: (1) - по сценарию ЕСНАМ в 2010-2039 гг. возможно иссушение всех суббореальных ландшафтов, (2) - по сценарию 1ЖМО в 2010-2039 гг. вероятно слабое иссушение широколиственно-лесной, западной части лесостепной и северо-запада степной зоны Восточно-Европейского сектора, а увлажнение полупустынной зоны, южной и центральной части степной зоны сектора увеличится. На большей части территории Западно-Сибирского сектора на смену имеющему место в XX в. повышенному увлажнению придет слабое иссушение; (3) - по сценарию РКМ ГГО в период 2041-2050 гг. ожидается повышение увлажнения широколиственно-лесной, лесостепной зоны, снижение увлажнения степной, полупустынной зоны Восточно-Европейского сектора, а также лесостепной и степной зоне Западно-Сибирского сектора.

2. Установлены особенности экстремального проявления атмосферного увлажнения в середине XXI в. по данным РКМ ГГО: (1) - ожидаемая площадь опасной атмосферной засухи не изменится на юге и юго-востоке Европейской России и увеличится в Западно-Сибирском секторе; (2) - в Нижнем Поволжье возможно увеличение частоты опасных атмосферных засух, продолжительности и средней температуры засухи. Ожидается увеличение частоты засух и средней температуры на юге Западно-Сибирского сектора.

3. Ожидаемые в первой половине XXI века изменения увлажнения исследуемой территории будут еще недостаточными для смещения границ зон увлажнения.

выводы

Основные результаты и выводы работы развивают представление о динамике увлажнения суббореальных зональных ландшафтов России и о реакции границ зон увлажнения (семиаридной, сухой субгумидной, субгумидной и влажной субгумидной) на изменение климата в XX и XXI веках по данным наблюдений и моделирования.

1. За период 1936-2000 гг. выявлены четыре области с разными тенденциями увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов, три из которых в Европейской России и одна в Западной Сибири.

2. Увлажнение суббореальных ландшафтов повышалось до начала 1990-х годов, после чего наметилась тенденция к его понижению. Исключение представляют полупустынные ландшафты, а также лесостепные и степные юга Западной Сибири, с сохранившейся положительной тенденцией увлажнения. Наибольший абсолютный рост увлажнения отмечался в широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтах Европейской России.

3. В период 1996-2000 гг. по сравнению с 1961-1986 гг. годовой радиационный баланс по данным большинства актинометрических станций увеличился за счет холодного сезона. Радиационный баланс теплого сезона уменьшился, понизив тем самым испаряемость.

4. Увеличение увлажнения суббореальных ландшафтов во второй половине XX в. оказалось недостаточным, чтобы проявились климатические предпосылки смещения границ зон увлажнения. Границы зон увлажнения оставались в пределах межгодовой выборочной изменчивости.

5. Опасные атмосферные засухи отмечались реже и занимали меньшую площадь в Европейской России в период 1961-1990 гг. по отношению к периоду 1936-1960 гг. В Западной Сибири засухи наблюдались чаще и на большей территории. В последнюю декаду XX в. одновременно возросла частота засухи на юге и юго-востоке Европейской России, и отмечались разнонаправленные тенденции изменения ее частоты в Западной Сибири.

6. По сценарию региональной климатической модели ГГО к середине XXI в. ожидается повышение увлажнения широколиственно-лесных и лесостепных и снижение увлажнения степных и полупустынных ландшафтов. Ожидается увеличение частоты опасной атмосферной засухи.

Основной вывод работы состоит в том, что наблюдаемые во второй половине XX века изменения увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России не привели к смещению границ зон увлажнения. На фоне систематического повышения увлажнения в полупустыне Северо-Западного Прикаспия и степи юга Западной Сибири сформировались климатические предпосылки смещения границ. К середине XXI века увлажнение большей части территории будет развиваться скорее по гумидному, чем по аридному типу. Но изменения окажутся недостаточными, чтобы произошло смещение границ увлажнения семиаридных, сухих субгумидных и субгумидных зон.

Публикации автора по теме диссертации:

В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Золотокрылин А.Н., Черепкова Е.А. Изменение индикаторов соотношения тепла и влаги, биопродуктивности в зональных равнинных ландшафтах России во второй половине XX в. - Изв. АН, сер. геогр., 2006, №3, с. 19-28.

2. Черепкова Е.А. Динамика опасной атмосферной засухи в Европейской России. - Метеорология и гидрология, 2007, №11, с.14-25.

3. Черепкова Е.А., Кононова Н.К. Связь опасных атмосферных засух в Европейской России в XX веке с макроциркуляционными процессами // Известия АН. Серия географическая, 2009. №1.с.73-82.

Статьи в сборниках научных трудов и тезисы докладов на научных конференциях

4. Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В., Черепкова Е.А. Динамика разных типов засух в Европейской России в XX-XXI вв. Международная конференция по проблемам гидрометеорологической безопасности. 26-29 сентября 2006г. Тезисы докладов. Москва, М.: Триада ЛТД, 2006. С.30.

5. Zolotokrylin A.N., Vinogradova V.V., Titkova Т.В., Cherenkova E.A. Natural and human vegetative cover change in semi-arid and dry sub-humid areas of the European Russia at the end of the 20th century. Drylands ecosystem meeting. 1621 September 2007. Urumqi. China.

6. Черепкова E.A., Чернавская M.M. Опасные метеорологические экстремумы на территории Южного Федерального округа в 1986-2000гг. VII научно-практическая конференция «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». 2-4 октября 2007 г. Тезисы докладов. Красная поляна, М: Центр «Антистихия», 2007, с.139-140.

7. Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В., Титкова Т.Б., Черепкова Е.А. Причины восстановления растительного покрова Северо-Западного Прикаспия в конце XX в.: анализ NDVI и климатических данных. Пятая Юбилейная Открытая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». 12-16 ноября 2007 г. Тезисы докладов. Москва, ИКИ РАН.

8. Черенкова Е.А., Шумова H.A. Испаряемость в количественных показателях климата. - Аридные экосистемы, 2007, Том 13, № 33-34, с. 57-69.

9. Черенкова ЕА., Чернавская М.М. Опасные метеорологические экстремумы на территории Южного федерального округа в 1986-2000 гг. // Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. VII научно-практическая конференция. 2-4 октября 2007 г. Доклады и выступления. М.: ООО «Рекламно-издательская фирма «МТП-инвест»», 2008, с.115-125.

10. Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В., Черенкова Е.А. Динамика засух в Европейской России в ситуации глобального потепления. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - С.-П.: Гидрометеоиздат, 2007, T.XXI, с. 160-181.

11. Черепкова Е.А., Титкова Т.Б. Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в условиях глобального потепления. -Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - С.-П.: Гидрометеоиздат, 2008, т.ХХП, с. 66-80.

Подписано в печать 27.02.2009 г. Печать лазерная цифровая Усл. п.л. - 1,0 Тираж 100 экз.

Типография Aegis-Print 115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 42 Тел.: (495) 785-00-38 www.autoref.webstolica.ru

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Черенкова, Елена Анатольевна

Введение.

Глава 1. Состояние исследований по проблеме изменения увлажнения, материалы и методика исследования.

1.1. Природные условия и климат территории исследования.

1.1.1. Широколиственно-лесная и лесостепная зоны.

1.1.2. Степная и сухостепная зоны.

1.1.3. Полупустынная зона.

1.2. Изменение климата и увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России по данным наблюдений.

1.3. Количественные показатели увлажнения. Методы оценки испаряемости, сравнение методов, выбор наиболее надежных методов. Сравнение показателей увлажнения. Обоснование выбора периодов для исследования.

1.4. Индикатор зеленой фитомассы - NDVI AVHRR.

1.5. Методика построения электронных карт-схем. Оценка значимости результатов анализа данных и электронных карт-схем.

1.6. Краткое описание МОЦАО ЕСНАМ и UKMO, РКМ ГГО. Качество воспроизведения метеорологических параметров и показателей увлажнения климатическими моделями.

Глава 2. Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX веке.

2.1. Особенности изменения комплекса температуры, осадков и радиационного баланса в XX в. по данным наблюдений.

2.2. Тенденции увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов в XX веке.

2.2.1. Радиационный индекс сухости Будыко.

2.2.2. Коэффициент увлажнения Торнтвейта.

2.2.3. Гидротермический коэффициент Селянинова (ГТК).

2.2.4. Показатели увлажнения и NDVI.

2.3. Экстремальное проявление увлажнения: особенности распространения, изменение частоты, продолжительности опасной атмосферной засухи различной интенсивности.

2.4. Краткие выводы.

Глава 3. Возможное изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XXI веке.

3.1. Предстоящее изменение климата территории по данным моделирования.

3.2. Изменение показателей увлажнения на основе данных численного эксперимента МОЦАО ЕСНАМ и UKMO, РКМ ГГО.

3.2.1. Радиационный индекс сухости Будыко (на основе данных РКМ ГГО).

3.2.2. Коэффициент увлажнения Торнтвейта (на основе данных МОЦАО ЕСНАМ и UKMO, РКМ ГГО).

3.2.3. Гидротермический коэффициент Селянинова на основе данных РКМ ГГО).

3.3. Опасные атмосферные засухи в XXI в. (на основе данных РКМ ГГО).

3.4. Краткие выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России в XX и XXI веках"

Проблема влияния меняющегося климата на ландшафтную оболочку Земли, в особенности определение ответной реакции зональных ландшафтов на изменения климата, входит в число актуальных проблем современности (Climate Change, 2007). Повышение научного интереса к данному вопросу вызвано продолжающимся глобальным потеплением, существенным прогрессом в моделировании регионального климата, перспективными возможностями анализа наблюдаемых со спутников изменений показателей растительного покрова.

Суббореальные равнинные ландшафты России, включающие широколиственно-лесную (только в пределах Европейской части), лесостепную, степную и полупустынную зоны, располагаются в широтных областях максимального как наблюдаемого, так и прогнозируемого потепления (Оценочный доклад, 2008; Груза, Ранькова, 2006). Палеогеографические и дендрохропологические исследования свидетельствуют о возможном зональном характере реакции растительного компонента ландшафтов на изменения климата (Величко, 1992; Величко и др., 2004; Ваганов, 1996). Также на зональную направленность реакции растительности указывают результаты моделирования. Например, по сценарию ландшафтно-зональных систем Волжского бассейна, построенного на основе численных экспериментов на модели GISS, в ближайшем будущем прогнозируется сдвиг зональных границ на север (термоаридный биоклиматический тренд) (Коломыц, 2004).

В работе предпринята попытка исследовать пространственно-временное изменение увлажнения суббореальных ландшафтов в XX-XXI вв., как одного из факторов их зональной дифференциации. Его понимание важно, чтобы предвидеть возникновение климатических предпосылок возможного смещения зон увлажнения в условиях глобального потепления. Формирование этих предпосылок остается еще мало исследованным вопросом;

Под увлажнением понимается влагообеспеченность территории. Количественным показателем увлажнения является коэффициент увлажнения, который вычисляется как отношение годового количества осадков к годовой испаряемости. Увлажнение суббореальных ландшафтов меняется от оптимального в широколиственно-лесной зоне до недостаточного в полупустынной. Важно подчеркнуть, что в пределах лесостепи и степи располагаются основные зернопроизводящие районы. Урожайность зерновых культур в них в значительной степени определяется увлажнением.

Актуальность исследования.

Сильная межгодовая изменчивость увлажнения суббореальных ландшафтов России, маскирующая вековую тенденцию, затрудняет разработку мер по адаптации сельского хозяйства к меняющемуся климату. Кроме того, сценарии ожидаемых гидроклиматических условий территории, основанные на результатах численных экспериментов на глобальных и региональных моделях климата, показывают разнонаправленные тенденции увлажнения в XXI в. (Кислов и др., 2008; Коломыц, 2004, 2006; Сиротенко и др., 2006; Шумова, 2005, 2007). Так, согласно этим сценариям, потепление может развиваться как по аридному, так и по гумидному типу.

Работа направлена на снижение неопределенности в установлении тенденции увлажнения суббореальных ландшафтов России в вековом масштабе по данным метеорологических наблюдений и результатов численных экспериментов на глобальных и региональных моделях климата. С одной стороны, причиной неопределенности может быть использование разных методов получения испаряемости при расчете коэффициента увлажнения. Как известно, испаряемость вычисляется как функция: радиационного баланса (1); радиационного баланса, температуры и влажности воздуха, скорости ветра, параметров растительности (2); температуры и относительной влажности воздуха (3); температуры (4) и т.д. В данном случае отдано предпочтение простым методам расчета испаряемости, в которых испаряемость является функцией температуры. Более сложные методы расчета испаряемости (Будыко, 1956, 1971; Penman, 1948) из-за ограниченности исходных данных используются в качестве эталонных оценок при сравнении разных методов.

С другой стороны, неопределенность сохраняется при определении достоверности реакции границ зон увлажнения на изменения климата из-за непродолжительного периода исследования (65 лет). В работе понятие достоверности (недостоверности) при его применении к оценке изменения положения границ зон увлажнения дополнительно трактуется как наличие/отсутствие климатических предпосылок смещения границ. Если на протяжении всего рассмотренного периода в пределах зоны увлажнения наблюдались изменения увлажнения одного знака (статистически значимые хотя бы в один из периодов исследования), а границы зоны увлажнения вышли за рамки коридора стандартного отклонения (хотя бы в один из периодов исследования), то считается, что наблюдалась достоверная реакция границ, и имеются предпосылки для смещения границ зоны увлажнения.

Основное содержание работы включает анализ оценок пространственно-временной структуры изменения увлажнения (линейные тренды, абсолютная и относительная изменчивость), поведение границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов России и изучение динамики отрицательных экстремумов атмосферного увлажнения по данным наблюдений и модельным данным.

Таким образом, цель данного исследования состоит в изучении реакции границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов России на изменение климата в XX и XXI веках по данным наблюдений и моделирования. Так как эти границы имеют сильную межгодовую изменчивость, то они определяются за многолетний период. По реакции зон увлажнения на ожидаемые изменения регионального климата можно предвидеть направление возможного смещения их границ, а также косвенно судить о формировании климатических предпосылок и направлении сдвига ландшафтных зон в будущем.

Осуществление цели определяется решением следующих задач. По данным наблюдений и результатов численных экспериментов на климатических моделях: • обосновать методику дифференциации увлажнения данной территории;

• определить пространственно-временные статистические характеристики показателей увлажнения и оценить достоверность колебаний границ зон увлажнения;

• установить особенности проявления реакции границ зон увлажнения суббореальных ландшафтов в связи с наблюдаемыми изменениями климата; выявить тенденции изменения увлажнения зональных ландшафтов по различным сценариям ожидаемого антропогенного потепления в первую половину XXI в. Научная новизна исследования состоит: в создании уникальной базы данных показателей увлажнения, отражающих зональную дифференциацию территории;

• в пространственно-временных особенностях реакции увлажнения на изменения климата;

• в районировании территории по однородным колебаниям увлажнения в XX в.;

• в реконструкции периодов сухих лет в прошлом на основе спутникового вегетационного индекса.

Предметом защиты является климатологическое обобщение влияния глобального потепления на увлажнение суббореальных зональных ландшафтов. Основные положения, выносимые на защиту:

• территориальные особенности временного изменения увлажнения суббореальных ландшафтов России в XX в.;

• реакция границ зон увлажнения территории на изменения климата в XX в.;

• изменение увлажнения территории к середине XXI в., включая изменение показателей опасной атмосферной засухи по различным сценарным прогнозам.

Территория исследования ограничивается с севера 55° с.ш., с юга - государственной границей страны, с запада - 30° в.д., с востока - 90° в.д. и представлена суббореальными зональными ландшафтами по классификации ландшафтов А.Г.Исаченко (Ландшафтная карта СССР, 1988).

Данные инструментальных наблюдений охватывают временной интервал с 1936 г. по 2000 г., данные численных экспериментов па моделях общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО) ЕСНАМ и UKMO - тридцатилетия 1961-1990 гг. и 2010-2039 гг., региональной климатической модели (РКМ) ГГО - декады 1991-2000 гг., 2041-2050 гг.

Материалы и методы исследования.

Материалы включают архивы данных метеорологических наблюдений за температурой воздуха и осадками в период 1936-2000 гг.: ряды ежедневных данных климатического архива Международного Центра данных Росгидромета в Обнинске (Архив данных) и ряды срочных данных (Archive). Были использованы результаты численного эксперимента на РКМ ГГО (временные ряды среднесуточной температуры воздуха, суточных сумм осадков, среднемесячных значений радиационного баланса) за 1991-2000, 2041-2050 гг. (Школьник, 2000), а также архивы данных среднемесячных значений температур воздуха и месячных сумм осадков МОЦАО ЕСНАМ (Архив центра) и UKMO (Архив центра) за периоды 1961-1990 и 2010-2039 гг. В работе анализируются ряды среднемесячных значений радиационного баланса по актинометрическим справочникам за 1961-1986 гг. (Акгинометрический ежемесячник) и данные наблюдений среднемесячного радиационного баланса подстилающей поверхности (Архив данных) за период 1996-2000 гг. Использовались данные NDVI с месячным шагом и разрешением 1x1 градус за период 19841991 rr.(DAAC).

Метод исследования - сравнительно-картографический с применением ГИС-технологий.

Прикладной характер работы нацелен на создание информационной базы по оценке реакции динамичных компонентов ландшафтов на изменения климата и увлажнения территории. Важным прикладным аспектом исследования является оценка тенденции опасных (катастрофических) засух и возможного опустынивания южных районов России. Результаты исследования могут быть использованы в практической деятельности

Министерства природных ресурсов, Министерства сельского хозяйства, Министерства чрезвычайных ситуаций РФ.

Личный вклад автора. Авторской является методика оценки изменения увлажнения. В ходе исследования автором создано оригинальное программное обеспечение, применение которого позволило провести детальный анализ.

Апробации работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации представлялись в виде тезисов научных докладов, в частности на конференциях: Международная конференция по проблемам гидрометеорологической безопасности (Москва, 2006), Пятая Юбилейная Открытая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (Москва, 2007), VII научно-практическая конференция «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Красная поляна, 2007), Drylands ecosystem meeting (China, 2007).

По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в рекомендованных ВАК журналах и 4 тезисов докладов.

Автор выражает благодарность за консультации и ценные замечания сотрудникам лаборатории климатологии Института географии РАН, в особенности научному руководителю работы д.г.н., проф. Золотокрылину А.Н.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы: 156 страниц, 80 иллюстраций, 12 таблиц. Список литературы содержит 130 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Черенкова, Елена Анатольевна

Основные результаты и выводы работы развивают представление о динамике увлажнения суббореальных зональных ландшафтов России и о реакции границ зон увлажнения (семиаридной, сухой субгумидной, субгумидной и влажной субгумидной) на изменение климата в XX и XXI веках по данным наблюдений и моделирования.

С 1936 по 1990 гг. происходило систематическое повышение увлажнения преобладающей части суббореальных ландшафтов России. Оно было вызвано преимущественно статистически значимым увеличением осадков холодного сезона и в меньшей степени осадками теплого сезона в периодs 1961 -1990 гг., в то время как повышение температуры теплого сезона оказалось незначимым.

Рост увлажнения был неоднороден во времени и на территории. Он был выражен интенсивнее во влажных субгумидных широколиственно-лесных и субгумидных лесостепных ландшафтах. Наибольшие абсолютные изменения увлажнения характерны для широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтов Европейской России.

Максимальный рост увлажнения преобладающей части суббореальных ландшафтов отмечался в 1961-1990 гг. В этот период опасные атмосферные засухи в Европейской России отмечались реже и занимали меньшую площадь. В Западной Сибири засухи наблюдались чаще и на большей территории.

В последнюю декаду XX в. - период интенсификации глобального потепления - рост увлажнения суббореальных ландшафтов замедлился или стабилизировался на фоне статистически незначимых изменений годовых осадков. Исключение представляют полупустынные, а также лесостепные и степные ландшафты юга Западной Сибири с сохранившейся положительной направленностью изменения увлажнения. Характерно, что одновременно возросла частота засухи на юге и юго-востоке Европейской России и отмечались разнонаправленные тенденции изменения ее частоты в Западной Сибири.

К концу XX в. отмечалось повышение устойчивости увлажнения полупустынных и части сухостепных ландшафтов, что имело значение для начала процесса восстановления растительного покрова и подъема уровня грунтовых вод.

В период 1996-2000 гг. по сравнению с 1961-1986 гг. годовой радиационный баланс по данным большинства актинометрических станций увеличился за счет холодного сезона. Радиационный баланс теплого сезона уменьшился, понизив тем самым испаряемость.

Увлажнение суббореальных ландшафтов во второй половине XX в. менялось преимущественно по гумидному типу. Определены районы, в которых проявились климатические предпосылки смещения границ зон увлажнения. Так, увлажнение лесостепных ландшафтов юга Западной Сибири приблизилось к увлажнению зоны подтаежных ландшафтов. На юге Западной Сибири условия увлажнения лесостепных ландшафтов доминировали в степных ландшафтах. Условия увлажнения сухих степей Европейской России проявились в полупустынных ландшафтах. На остальной территории исследования границы зон увлажнения оставались в пределах межгодовой выборочной изменчивости.

Модельные сценарии свидетельствуют о возможности изменения увлажнения суббореальных ландшафтов к середине XXI в. как по гумидному, так и по аридному типу. По сценарию ЕСНАМ возможно слабое иссушение территории. По сценарию UKMO в Европейской России вероятно слабое иссушение широколиственно-лесной зоны, западной части лесостепной и степной зон. В то же время ожидается повышение увлажнения остальных частей лесостепной и степной зон, а также полупустынной зоны. На юге Западной Сибири повышенное увлажнение сменится слабым иссушением. Сценарий региональной климатической модели ГГО указывает на слабое повышение и стабилизацию увлажнения большей части суббореальных ландшафтов Европейской России, за исключением степей юго-запада, где возможно снижение увлажнения. Также возможно уменьшение увлажнения лесостепи и степи юга Западной Сибири.

Основной вывод работы состоит в том, что наблюдаемые во второй половине XX в. изменения увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России не привели к смещению границ зон увлажнения. На фоне систематического повышения увлажнения в полупустыне Северо-Западного Прикаспия и степи юга Западной Сибири сформировались климатические предпосылки смещения границ. К середине XXI в. увлажнение большей части территории будет развиваться скорее по гумидному, чем по аридному типу. Но изменения окажутся недостаточными, чтобы произошло смещение границ увлажнения семиаридных, сухих субгумидных и субгумидных зон.

Заключение.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Черенкова, Елена Анатольевна, Москва

1. Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989. 608 с.

2. Актинометрический ежемесячник. JL: 1961-1986.

3. Алисов Б.П. Климат СССР. М.: Изд-во Московского Университета. 1956. 128 с.

4. Архив данных ВНИИГМИ-МЦД (Обнинск) (http://www.meteo.ru).

5. Архив центра распределения модельных данных IPCC (http://www.ipcc-data.org).

6. Бардин М.Ю. Изменчивость температуры воздуха над западными территориями России и сопредельными странами в XX веке // Метеорология и гидрология. 2002. №8. С. 5-22.

7. Бомер-Кристиансен К.С. Что движет Киото: наука или интересы // Тезисы докладов Всемирной конференции по изменению климата. М.: Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, 2003. С.659-660.

8. Бочаров М.К. Методы математической статистики в географии. М.: 1971. 375 с.

9. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. М.: Наука, 1964. 242 с.

10. Будыко М.И. О закономерностях поверхностного физико-географического процесса // Метеорология и гидрология. 1948. №4, с. 17-29.

11. Будыко М.И. Климатические условия увлажнения на материках. Изв. АН СССР, серия геогр. 1955. №1 и №2.

12. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности. JL: Гидрометеоиздат, 1956. 256 с.

13. Будыко М.И. Климат и жизнь. JL, Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.

14. Ваганов Е.А. Регистрация потепления в текущем столетии клетками годичных колец деревьев // Докл. Акад. Наук. 1996. Т.351. №2. С.281-283.

15. Величко А.А. Зональные и макрорегиональные изменения ландшафтно-климатических условий, вызванные парниковым эффектом // Изв. РАН. Сер. геогр. 1992. №2. С.83-102.

16. Центральной и Восточной Европе. Сравнительный анализ // Изв. РАН. Сер. геогр. 2004. №6. С.41-57.

17. Высоцкий Г.Н. Степи Европейской России. Поли. Энцикл. Русск. Сельск. Хоз. Изд. А.Ф. Девриева, т.1Х, 1905.

18. Географический атлас. Для учителей средней школы. ГУГ и К. М.: 1980. 238с. Агроклиматические ресурсы. 1: 25 ООО ООО. с.149.

19. Голиков А.П., Трофимов A.M., Черванев И.Г. Математические методы в географии. Харьков: Вища школа, 1986. 144с.

20. Гречиха А.П. Определение опасных гидрометеорологических явлений. Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций: III научно-практическая конференция. 22-23 октября 2003г. Доклады и выступления. М., Едиториал УРСС, 2004, с.19-29.

21. Григорьев А.А. Некоторые итоги разработки новых идей в физической географии. Изв. АН СССР, сер. Геогр. И геоф., №2, 1946.

22. Груза Г.В., Бардин М.Ю., Ранькова Э.Я. и др. Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений. М., 2001. С. 18-39.

23. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Колебания и изменения климата на территории России // Изв. РАН. Сер. ФАО. 2003. Т.39. №2. С. 166-185.

24. Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Аристова Л.Н., Клещенко Л.К. О неопределенности некоторых сценарных климатических прогнозов температуры воздуха и осадков на территории России. Метеорология и гидрология. 2006, №10, с.5-23.

25. Докучев В.В. К учению о зонах природы. М.: Географгиз, 1948.

26. Докучаев В.В. К учению о зонах природы 1898-1899. // Соч., т.6. М.;Л.,1951. С.398-414.

27. Доскач А.Г. Природное районирование Прикаспийской полупустыни. М.: Наука, 1979. 142 с.

28. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики: Учебник. М.: Финансы и статистика, 1995. 368 с

29. Зоидзе Е.К. Об одном подходе к исследованию неблагоприятных агроклиматических явлений в условиях изменения климата в Российской Федерации. Метеорология и гидрология, 2004, №1, с.96-105.

30. Золотокрылин А.Н., Коняев К.В., Титкова Т.Б. Зависимость между аномалиями индекса вегетации и месячных сумм осадков в зоне умеренного и недостаточного увлажнения. Исследование Земли из Космоса. 2000. №6. с.74-78.

31. Золотокрылин А.Н., Черепкова Е.А. Изменение индикаторов соотношения тепла и влаги, биопродуктивности в зональных равнинных ландшафтах России во второй половине ХХв. -Изв. РАН, сер. геогр., 2006, №3, с.19-28.

32. Иванов Н.Н. Об определении величин испаряемости. Изв. Всесоюзного географического общества. 1954. Т. 86. № 2. С. 189-196.

33. Иванов Н.Н. Пояса континентальное™ Земного шара // Изв. Всесоюз. Геогр. О-ва. 1959., т.91, вып 5. С 410-423.

34. Исаев А.А. Статистика в метеорологии и климатологии. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 1988. 245 с.

35. Исаченко А.Г. Экологическая география России. СПб.: Изд-во С.-Петерб. Ун-та. 2001. 328 с.

36. Киктев Д.Б., Секстон Д.М., Александер JI.B., Фолланд К.К. Тренды в полях годовых экстремумов осадков и приземной температуры во второй половине XX в. // Метеорология и гидрология. 2002. №11. С. 13-24.

37. Китаев JI.M. Пространственно-временная изменчивость высоты снежного покрова в Северном полушарии.// Метеорология и гидрология. 2002. № 5. С.28-34.

38. Кокорин А.О., Минин А.А. Обзор итогов работ. Влияние изменения климата на экосистемы. Охраняемые природные территории: анализ многолетних наблюдений. М.: Русский университет, 2001. С.5 8.

39. Коломыц Э.Г. Региональная модель глобальных изменений природной среды. М.: Наука, 2003. 371 с.

40. Коломыц Э.Г. Ландшафтно-зональные системы Волжского бассейна в условиях предполагаемого глобального потепления. Изв. РАН. Сер. геогр. 2004, №3, с.92-105.

41. Коломыц Э.Г. Прогноз влияния глобальных изменений климата на зональные экосистемы Волжского бассейна. Экология. 2006, №6, с. 429-439.

42. Кондратьев К.Я, Ключевые проблемы глобальной экологии // Итоги науки и техники. Теоретические и общие вопросы географии. М.: ВИНИТИ, 1990. Т.9. 454 с.

43. Кондратьев К.Я., Демирчан К.С. Глобальные изменения климата и Киотский протокол // Вестник Российской академии наук. 2001. №11. С. 1-20.

44. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения климата: данные наблюдений и результаты численного моделирования // Исследование Земли из Космоса. 2004. №2. С.61-96.

45. Константинов А.Р. Испарение в природе. Д.: Гидрометеоиздат, 1968. 532 с.

46. Копыл И.В., Николаев В.А. Физико-географическое районирование Прикаспийской низменности по материалам космической съемки. Вестн. Моск.ун-та. Сер.5. География. 1984. №1. с.65-70.

47. Кузьмина Ж.В. Анализ многолетних метеорологических трендов на юге России и Украины (от лесостепи до пустынь) // Аридные экосистемы, 2007. Т.13. №32, С.47-61.

48. Ландшафтная карта СССР. М. 1:4000000. Научн. ред., д.г.н. А.Г.Исаченко. ГУГК при СМ СССР. М.: 1988.4л.

49. Мезенцев B.C. Об уравнениях связи между элементами водного баланса участков суши. Труды ОмСХИ. 1962. Т. XVI. (нет страниц).

50. Мелешко В.П., Катцов В.М., Мирвис В.М., Говоркова В.А., Павлова Т.В. Климат России в XXI веке. Часть 1. Новые свидетельства антропогенного изменения климата и современные возможности его расчета. Метеорология и гидрология. 2008. №6. С.5-19.

51. Мещерская А.В. Анализ и долгосрочный прогноз осредненных метеорологических полей в основных зернопроизводящих районах СССР. Автореферат, дис. . д-ра геогр. наук. Л., 1987. 32 с.

52. Мещерская А.В., Белянкин И.Г., Голод М.П. Мониторинг толщины снежного покрова в основной зернопроизводящей зоне бывшего СССР за период инструментальных наблюдений //Изв. РАН. Сер. геогр. 1995. №4. С.71-78.

53. Мирвис В.М. Районирование в целях изучения климатических аномалий (на примере основной зернопроизводящей зоны СНГ) // Изв. РАН. Сер. геогр. 1996. №1. С.45-60.

54. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971. 576 с.

55. Мяло Е.Г., Левит О.В. Современное состояние и тенденции развития растительного покрова Черных земель // Аридные экосистемы, 1996. №2-3. Т.2. С. 145-152.

56. Назаренко О.Г., Новикова Н.М., Хитров Н.Б. Очаговое переувлажнение почв в формировании флористического разнообразия степных водоразделов //Аридные экосистемы. 2000. №13. Т. 6. С. 47-53.

57. Назаренко О.Г. К вопросу о влиянии климатических факторов на грунтовые воды Донно-Донецкого бассейна во второй половине XX столетия //Водные ресурсы. 2006. Т.ЗЗ, №4, С.504-510.

58. Неронов В.В. К истории массового расселения и фитоценологии тырсы в Калмыкии // Аридные экосистемы. 1997. №5. Т.З. С.82-94.

59. Неронов В.В. Динамика растительности и населения грызунов на Юге Калмыкии в изменяющихся условиях среды. Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. к. б. н. М.: ИЭ РАН, 2002. 24 с.

60. Николаев В.А., Копыл И.В., Линдеман Г.В. Ландшафтный экотон в Прикаспийской полупустыне. Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 1997. №2. с.34-39.

61. Ольдекоп Э.М. Об испарении с поверхности речных бассейнов // Сб. трудов, исполненных студентами при Метеорологической обсерватории Юрьевского университета. Юрьев. Т. 4.1911.209 с.

62. Павлов А.В. Мерзлотно-климатические изменения на Севере России: наблюдения, прогноз // Изв. РАН. Сер. геогр. 2003. №6. С. 39-50.

63. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Наумов Э.П., Шанталинский К.М. Многолетние колебания основных показателей гидрометеорологического режима Волжского бассейна // Метеорология и гидрология. 2001. №10. С.16-23.

64. Покровская Т.В. Синоптико-климатические и гелиогеофизические долгосрочные прогнозы погоды. JL: Гидрометеоиздат, 1969. 253 с.

65. Покровский О.М., Махоткина E.JL, Покровский И.О., Рябова JI.M. Тенденции межгодовых колебаний составляющих радиационного баланса и альбедо поверхности суши на территории России. Метеорология и гидрология. 2004, №5, с. 37-46.

66. Попова В.В. Структура многолетних колебаний атмосферных осадков на Русской равнине // Известия РАН. Сер. геогр. 1999. №3. С.40-50.

67. Попова В.В. Современные изменения климата и их региональные особенности на территории России. В кн.: Антропогенные воздействия па водные ресурсы России и сопредельных государств в конце XX столетия. - М., Наука, 2003, с. 194-218.

68. Проблемы мониторинга засух. Труды ВНИИСХМ, 2000, Вып.33, 244 с.

69. Ранькова Э.Я., Груза Г.В. Индикаторы изменений климата России // Метеорология и гидрология. 1998. №1. С.5-18.

70. Ранькова Э.Я, Климатическая изменчивость и изменения климата за период инструментальных наблюдений. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. М., ИГКЭ, 2005, 67 с.

71. Россия в условиях глобальных изменений окружающей среды и климата. М-, 1996. Вып.6. 83 с.

72. Семенов С.М., Гельвер Е.С. Климатические изменения годовой суммы осадков и частоты измеренных осадков на территории России и соседних стран в XX в. // Докл. РАН. 2003. Том 393. №6. с.818-821.

73. Сиротенко О.Д., Грингоф И.Г. Оценки влияния ожидаемых изменений климата на сельское хозяйство Российской Федерации. Метеорология и гидрология, 2006, №8, с.92-101.

74. Сиротенко О.Д., Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Абашина Е.В., Павлова В.Н. Современные климатические изменения теплообеспеченности, увлажненности и продуктивности агросферы России. Метеорология и гидрология, 2007, №8, с. 90-103.

75. Страшная А.И., Богомолова Н.А. О каталоге сильных почвенных засух под ранними яровыми зерновыми культурами в черноземной зоне России. Труды ГМЦ РФ» 2005, вып.340, с.35-47.

76. Суркова Г.В. Гидротермические ресурсы Восточно-Европейской равнины при потеплении XXI века. В сб.: Прогноз климатической ресурсообеспеченности ВосточноЕвропейской равнины в условиях потепления XXI века. М., 2008. С. 137-166.

77. Титкова Т.Б. Изменения климата полупустынь Прикаспия и Тургая в XX в.// Изв. РАН. Сер. геогр. 2003а. №1. С. 106-111.

78. Титкова Т.Б. Изменение климата Европейского Севера России в XX в. // Изв. РАН. Сер. геогр., 20036. №6. С.30-38.

79. Титкова Т.Б. Изменение климата переходных природных зон Русской равнины. — Диссертация на соискание ученой степени кандидата геогр. наук, 2006, 139 с.

80. Торопов П.А. Оценка качества воспроизведения моделями общей циркуляции атмосферы климата Восточно-Европейской равнины. // Метеорология и гидрология. 2005, №5, с.5-21.

81. Тюрк JI. Баланс почвенной влаги. JL: Гидрометеоиздат, 1958. 228 с.

82. Указания по расчету испарения с поверхности суши (проект). Валдай.: Изд-во ГГИ, 1970. 133 с.

83. Уланова Е.С., Страшная А.И. Засухи в России и их влияние на урожайность зерновых культур. Труды ВНИИСХМ, 2000, вып.ЗЗ, с. 64-83.

84. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. JL: Гидрометеоиздат, 1974. 568 с.

85. Физико-географический атлас мира. АН СССР и ГУГиК. М. 1964. 298 с. Климатическое районирование 1: 20 000 000. с.203.

86. Черенкова Е.А., Шумова Н.А. Испаряемость в количественных показателях климата. — Аридные экосистемы, 2007, Том 13, №33-34, с.57-69.

87. Чирков Ю.И. Агрометеорология. JL, Гидрометеоиздат, 1986, 296 с.

88. Шерстюков Б.Г. Климатические условия отопительного периода в России в XX и XXI веках. В сб. «Анализ изменений климата и их последствий». Труды ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2007, вып. 173, с.163-170.

89. Шерстюков Б.Г. Региональные и сезонные закономерности изменений современного климата. Обнинск, 2008, 246 с.

90. Школьник И.М., Мелешко В.П., Павлова Т.В. Региональная гидродинамическая модель атмосферы для исследования климата на территории России. // Метеорология и гидрология, 2000, №4, с.32-49.

91. Школьник И.М., Мелешко В.П., Катцов В.М. Возможные изменения климата на Европейской части России и сопредельных территориях к концу XXI века: расчет с региональной моделью ГГО. Метеорология и гидрология, 2006, №3, с.5-16.

92. Школьник И.М., Мелешко В.П., Катцов В.М. Региональная климатическая модель ГГО для территории Сибири. // Метеорология и гидрология, 2007, №6, с.5-18.

93. Шмакин А.Б. Сезонная организация регионального энерговлагообмена суши с атмосферой. Известия РАН. Сер. геогр. 2006, № 5, с. 22-29.

94. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Мир. 1970. 368 с.

95. Шумова Н.А. Оценка точности модели для расчета динамики запасов воды в почве. Метеорология и гидрология. 2003. № 10. С. 124-133.

96. Шумова Н.А. Прогноз воздействия возможных изменений климата на гидротермические условия и урожай сельскохозяйственных культур лесостепной и степной зон. В сб.: Оценка влияния изменения режима вод суши на наземные экосистемы. М.: Наука, 2005, с.71-107.

97. Шумова Н.А. Оценка уязвимости гидротермических условий и зональных границ аридных территорий при различных сценариях изменения климата. // Аридные экосистемы, 2007. Т. 13, №32, С.34-46.

98. Юдин М.И., Мещерская А.В. Комплексный физико-статистический метод прогноза погоды большой заблаговременности // Метеорология и гидрология. 1977. №1. С.3-12.

99. Archive of National Climatic Data Center, NOAA-9290, NOAA-9813c, http://www.ncdc.noaa.gov

100. AllenR.G., PereiraL.S., Raes D., SmithM. Crop evapotranspiration. Rome, 1998. 301 p.

101. CCD: United Nations Convention to combat desertification in those countries experiencing serious drought and desertification, particulary in Africa. Geneva, 1994.

102. DAAC (Distributed Active Archive Center). Pathfinder AVHRR Land One Monthly Composite: http://daac.gsfc.nasa.gov/campaign docs.

103. Groisman P.Ya. and E. Ya. Rankova. Precipitation trends over the Russian permafrost zone // Int. J. Climatology, 2001, No. 21, p. 657-678.

104. Holdridge L.R. Simple Method for determining Potential Evapotranspiration from Temperature Data. Science, 1959. 130. P. 572.

105. Joussaume J and Taylor K.E. The Paleoclimate Modeling Intercomparison Project./In: Proc. Trird PMIP Workshop, 2000, pp.9-25.

106. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., et al. The NCEP/NCAR 40-year Reanalysis Project. -Bull. Amer. Meteorol. Soc., 1996, vol.77, pp. 434-471.

107. Kogan F.N. Vegetation index for areal analysis of crop conditions. Proc. of the 18th conf. on agricultural and forest meteorol. Amer. Meteorol. Soc- West Lafayette (IN). 1987. p.103-106.

108. Kogan F.N. Global Drought Watch from Space // Bulletin of the American Metejrological Society. 1997. V.78. p.621-636.

109. Monteith J.L. Evaporation from land surface: progress in analysis and prediction since 1948 // Advances in Evapotranspiration. Proceedings of the ASAE Conference on Evapotranspiration, Chicago, 111. ASAE. Michigan: St.Joseph, 1985. Pp. 4-12.

110. Stooksbury D.E., Michael P.J. Cluster analysis of southeastern U.S. climate station // J.Theor. and appl. climatol. 1991. V.3-4. № 44. P.143-150.

111. Thornthwaite C.W. The climates of North America // Geograph. Rev. 1931/ 21(3). Pp.633655.

112. Thornthwaite C.W. An approach toward a rational classification of climate. Geograph. Rev., 1948,38 (1), p. 55-94.

113. Tucker C.G., Vanpraet C.L., Sharman M.J. Van Ittersum G. Satellite remote sensing of total herbaceous biomass production in the Senegalise Sahel: 1980-1984 // Remote Sens. Enviren. 1985. Vol.17, p.233-249.

114. Tucker C.G., Sellers P.G. Satellite remote sensing of primary production // Int. J. Rem. Sens. 1986. V.7. p.1395-1416.

115. UNEP. World atlas of desertification. L.: Arnold, 1992.69 p.