Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Определение испарения с поверхности Каспийского моря

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Определение испарения с поверхности Каспийского моря"

Государственной кокнет СССР ло гидрометеорологии

ГОСТДАГСТВЕНШЙ ОРДЕНА ТРУДЭВОК) КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ШДР010ШЧЕСЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукошсг

ЛОБАНОВ Владга.зф Вешгамгповэт

УДК 555.132.2/262.31

ОПРЗШШИЕ ИСПАРИЛСЯ С ПОВЕРХНОСТИ

каспийского ides

Специальность II.00.II - охрана округагдей среди z

рациональное Еспользовазпе природных ресурсов П.00.09 - гетеорологпя, шпп'лтологпя z агрометеорология

Автореферат

диссертации на сопскапив у^споЗ стзяеш занлтаата географллесстх цауд

Лепшград - 1990

Работа выполнена в Государственном ордена Трудового Красног Знамени гидрологическом институте, ■

Научный руководитель -член.-корр. All СССР М.И.Будыко

Официальные оппоненты -доктор географических наук,

профессор В.Н.Адаменко -доктор географических наук, профессор О.А.Дроздов

Ведущая организация - Государственный океанографический

инс-тптут.

Защита состоится "ХЗ" 1990 г. в час. на

заседании специализированного совета Д.063.57.42 при Ленинград -сг.сгл университете, факультет географик и геоэкологии (адрес: КЭШ, Ленинград, В.О., 10-я линия, д.33, ауд. 74).

С диссертацией kosho ознакомиться в Научной библиотеке им, А.М.Горького Ленинградского государственного университета.

Автореферат разослан " сугСТ^Лiggo г.

Ученый секретарь ; . f—

опзцлалпзлрокишого совета /¡Kl/1

Г.И.Мосолова

Лобанов В.В.

Определение испарения с поверхности Каспийского ыоря

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Подписано в печать 13.07.90 г. 1,1-19606, Формат 60x90. Бумага картографическая«, Офсетная печать. Усл.печ.л» 1,0. Уч.-изд.л.1,0.

Титюг. 100 8кзс Заказ . Бесплатно._,

<Ш ВФ ИИ, 175400, г.Валдай, ул. Победа, 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Хотя вопрос об определении испарения с поверхности Каспийского моря изучался во многих исследованиях, в настоящее время он требует дополнительного рассмотрения в связи с происходящими изменениями глобального климата. Существует представление, что колебания уровня Каспийского моря в прошлом в значительной мере объяснялись крупномасштабными колебаниями климата. Не вызывает сомнений, что в течение ближайпик десятилетий глобальное потепление приведет к значительному изменению уровня моря. Оценка предстоящих изменений этого уровня может быть сделана в исследовании, учитывающим ожидаемые колебания всех компонент водного баланса Каспийского меря.

Цель и задачи работы. Основной целью диссертационного исследования является не только систематизация теоретического и экспериментального материала по проблеме водного баланса Каспийского моря, главное внимание в работе уделено исследованию процессов испарения и его уточненному расчету, а также изучению динамики изменений членов водного баланса моря под влиянием антропогенного изменения климата с учетом водохозяйственных мероприятий для определения ожидаемого в блияайдей перспективе реаима уровней самого большого бессточного водоема и богатейшего на Земле по рыбной продуктивности и уникальным природным источникам химического сырья - Каспийского моря.

В этой связи в работе решались следующие задачи:

- проанализировать результаты применения диффузионных формул, используемых з расчетах величины испарения,

- рассчитать испарение с поверхности «оря диффузионным методом и методом теплового баланса,

- сравнить полученные результаты независимых методов с мето-цом водного баланса,

- выбрать из существующих моделей процесса испарения вариант, юзволяюций рассчитать испарение в будущем и дающий такую ке :редняго величину испарения, как метод водного баланса,

- изучить динамику изменений членов водного баланса Каспий-:кого моря, принимая во внимание полученные в настоящее время материалы о предстоящих изменениях климатических условий и г'идггалогического режима.

- рассчитать уровень Каспийского шря для блисайлего будущего,

- оценить влияние изменений испарения на его будущий уровен.

Методическая основа. В основу работы положены:

- физическая теория, позволявшая рассчитать турбулентные по> токи влаги, a такне составляющие теплового баланса водной поверхности,

- известные приеш статистической обработки гидрометеорологической информации,

- цзтоды корреляционного анализа.

Большинство расчетов выполнено на ЭШ-Ю4э.

Научная новизна работы. Собран и систематизирован большой объеи гидрометеорологической информации, который позволил опре делить величины испарения двумя независимым: методами. Расчет осуществлен как по осредненной гидрометеорологической информации, Tai: и по первичной, записанной на магнитные ленты и в дос таточной степени систематизированной для шести районов моря с различна! климатическими условиями, а для повышения точности, вычисления проведены для двух частей суток (день, ночь). При этой выполнено о..ело 274 ООО расчетов. Будущий уровень. Каспийского паря рассчитан е учетом динамики изменений членов водног баланса моря в блшайаем будущем при влиянии антропогенного из кензння климата.

Научная .и практическая пзнность.

1) Систематизирован теоретический и экспериментальный материал по проблеме современного водного баланса Каспийского моря

2) Сопоставлены результаты независимых расчетов современных величин испарения с поверхности коря.

3) Рассчитаны будущие уровни Каспийского моря, оценки изменений которых под влиянием климатических факторов и хозяйствен ной деятельности являются основой для разработки мероприятий л оптимальному регулированию режима и водного баланса Каспия.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссерта ции докладывались на научных семинарах отдела изменений климата и влагооборота в атмосфере ГГИ в 1986-1989 гг.

По теме диссертации опубликовано три научные работы, отраяа щие ее основной содержание.

1 исударствсннын комитет по долам пауки и высмей школы

ЛЕНИНГРАДСКИ!! ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ленинград, 199034, Университетская наб., 7/9. тсл.2--18-96-30

В ШСУДАРСИИ!1 ОЮ ОРДШ ЛШШ,. БШЖОТЕКУ ш:опп 13.Н-Я1уСШЛ

[жшшш виштошишп фозд

ЛЗ. Н.Ь* ^

Ленинградский университет высылает диссертацию Лобанова

Владимира Вениаминовича_на соискание ученой степени

кандидата географических наук__наук на тему

" Определение испарения с пдддрунппти-Каспийекаре-моря".

Диссертация защищалась в Ленинградском университете

13" ноября

199 о г-

Диссертация \ том

Ученый секретарь специализированного совета

ь

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, заключения и списка литературы, включающего ¿Ь^Л/наименований, в том числе иностранных источников. Диссертация содержит стра-

ницу текста, рисунке^ и ¿¿ЛЗгаблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Глава I. КАСПИЛСШЕ ¡.ЮРЕ И КОЛЕБАНИЯ ЕГО УРОЗШ

»~~ 2

"овременкая площадь Каспийского моря составляет ¿''о тыс.км . что в 4,о раза превышает второе пс величине озеро Верхнее, находящееся в Северной Америке. Общая длина береговой линии «оря . около 7 тыс.км, из них более 6100 км находится в пределам Советского Союза. Перед началом понижения уровня (1925 г." его площадь составляла 422 тыс.км^, т.е. больше Черного и Балтийского морей, которым оно сейчас уступает по величине.

В последнее тысячелетие уровень моря колебался в пределах 14 метров, а за последние 125 лет колебания составили около 4 метров. Известно, что понижение уровня моря на 3 метра привозит к уменьшению водной поверхности на 38 тыс.км^ или на площадь, равную Азоескому морю. Объем Каспия при этом уменьшается на 1030 км3, что примерно равно стоку Волги за 4 года. С 1Э2Э по 1977 гг. уровень Каспийского коря снизился на 3,0 м и несмотря на подъем уровня с 1977 г. на 1,5 м, площадь Каспийского моря сильно изменилась.

Анализируя изменение Каспийского моря за историческое время, можно заключить, что ни о каком' беспрерывном падении уровня Кас-пиД за историческое время не может быть и речи. Как отмечалось еще Л.С.Бергом, такие колебания уровня за историческое время хорошо согласуются с заключением об относительном постоянстве климата.

Глава 2. ПРИРОДОХСОЯШГБЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ УРОВНЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ

Большое разнообразие природных ресурсов моря является значительной ценностью не только для Каспийского морского хозяйства, но и .для всей страны в целом. К примеру, пс рыбной продуктивности Каспий еще недавно занимал одно из первых мест в асире, да*е тли неполном использовании рыбных ресурсов в отдельные годы он

давал около 7С$ всей добычи рыбы в Советском Союзе. Б настоящее время улов осетровых в Каспийском море составляет 90$ от мирового, а получение черной икры оценивается в 85%. По данным Гидрорыбцроекта оптимальным уровнем для рыбного хозяйства являв1 ся его положение на отметке -28.5 м абс. При всем этом Каспий является уникальным природным источником химического сырья, применявшегося для развития химической промышленности. Отмечено, что трудность использования ресурсов Каспийского моря заключается в тоы, что этот водоем испытывает заметные колебания уровня. Так, падение уровня с 1929 по 1977 гг. нанесло значительный уро; рыбному хозяйству, при этом происходило сокращение нерестовых * и нагульных площадей ценных промысловых рыб, многие промыслы совсем перестали существовать. Ежегодный ущерб от снижения улов, рыбы составил за период 1932-1957 гг. 100 млн. рублей в год. Изменение уровня также отрицательно отразилось на работе водног транспорта в связи с тем, что резко уменьшились глубины судоход ных путей, многие районы стали недоступны для судов. Известно, что только на углубление Волго-Каспийского канала ежегодно треб валось 25-30 млн. рублей. Понижение уровня сказалось и на состо янии сельского хозяйства в довольно обширных районах. В дельте Волги обсохли рукава и протоки, затруднялось орошение, в резуль тате чего погибли многие сады, недостаток воды ощущали также животноводческие фермы и в связи с непредсказуемым изменением уровня в будущем возникла необходимость в устройстве дорогостоя щих обводнительных систем. Значительные трудности испытывало в этот период и нефтяное хозяйство, так как уменьшение глубин, особенно в северной части моря, создало благоприятные условия для образования льда, которые причинили немалый ущерб нефтяным вышкам. По нефтяному хозяйству только за 10 лет после понижения уровня, согласно данным С.А.Гросса, ущерб оценивается в 50 млн. рублей. В то ®е время, если отнести сада потерю продукции от частичных простоев нефтеперегонных заводов из-за неподачи воды к нефтепромыслам вследствие изменения уровня моря, потери будут еще большими.

Дальнейшее снижение уровня моря повлекло бы за собой увеличе ние в так ухе значительного ущерба для Каспийского хозяйственно го комплекса. По данным ШВ.Жшю в связи с падением уровня моря

ущерб народному хозяйству только Азербайджанской ССР за 20 лет с 1930 по 1950 гг. оценивается в I млрд.800 млн.рублей.

В настоящее время подъем уровня воды, начавшийся в 1977 г., составил I м 55 см и вызвал новые проблемы. Теперь уходит под воду все созданное более чем за полвека. Сейчас основной научной проблемой Каспия является наиболее достоверная разработка прогноза водного баланса моря и его уровенного режима не менее чем На 30 лет, а также изменение его экосистем под влиянием ожидаемых изменений водно-солевого режима. Разработка такого сверхдолгосрочного прогноза является сложной задачей. Совсем недавно считалось, что можно давать только вероятностные прогнозы, исходя из стационарности климатических условий, путем экстраполяции составляющих водного баланса моря на будущее. Некоторые исследователи использовали также связь колебаний уровня с индексами атмосферной циркуляции и солнечной активностью. Б настоящее время путем практического применения информации о предстоящих изменениях климатических условий можно получить некоторые оценки по изменению уровенного режима Каспийского моря в будущем.

Глава 3. ДОЛГООЮЧШЙ ПРОГНОЗ УРОВНЯ МОРЯ

Рассматриваются методы расчета компонент водного баланса Каспийского моря,таких кал: а) поверхностный приток, б) атмосферные осадки, в) сток морских вод в залив Кара-Богаз-Гол, г) испарение, д) подземный приток в море. Отмечено, что причины малой эффективности прогнозов уровня моря, обусловленных естественными колебаниями климата, выяснены В.Ю.Георгиевским, которым было выполнено исследовани £ связи уровня Каспийского моря с индексами солнечной активности и атмосферной циркуляции, где показано, что для прогноза с заблаговременностью 6-18 лет связь неустойчива, т.к. периоды с достаточно тесной связью сменяются периодами, когда эта связь отсутствует, или даже меняет знак на противоположный, поэтому использовать такие связи для надежного прогнозирования не представляется целесообразным.

Изменение водного баланса Каспийского моря и, следовательно, изменение его уровня зависит не только от климатических факторов. Кроме естественных колебаний климата, для колебаний уровня Каспия вполне очевидна роль хозяйственной деятельности человека.

Как установил И.А.Шикломанов, в последнее десятилетие эта роль возросла, причем стало необходимым оценивать влияние хозяйствеь ной деятельности человека, а именно динамику потерь за счет влияния на объем годового стока: а/ гидротехнических сооружения б/ орошаемого земледелия, в/ агротехнических и агролесомелиоративных мероприятий, г/ промышленно-коммунального и сельскохозяг ственного водоснабжения, д/ осушение болот и заболоченных земел Рассмотрено влияние каждого из этих факторов на водный баланс Каспийского моря. Сделано заключение, что вопрос изменений бузд щего уровня Каспийского моря под влиянием хозяйственной деятел! ности является не очень простым, а различие в полученных оценкг влияния хозяйственной деятельности на сток объясняется как несс вершенством используемых методов, так и отсутствием достаточног количества данных для учета влияния отдельных факторов и их коь ддекса, поэтому величина количественного изменения уровня под влиянием хозяйственной деятельности в настоящее время может быт определена только приближенно.

Слава 4. ИСПАРЕНИЕ С ПОВЕРХНОСТИ МОРЯ

Известно, что величина испарения с водной поверхности в гиде логических исследованиях рассчитывается: а/ по материалам испа; тельных установок и испарительных бассейнов, б/ по методу водно баланса, в/ по методу теплового баланса, г/ по методу турбулент ной диффузии, д/ по эмпирическим формулам, е/ по пульсационному методу. Рассматривается каждый из этих методов, изложены их приемущества и недостатки. Приведены результаты первых исследоЕ ний испарения с водной поверхности Каспия.

При определении испарения с поверхности Каспийского моря чаще всего использовались методы водного ж теплового балансов, а также инструментальные наблюдения и различные модификации диффузионного метода. Средняя годовая величина испарения, по определениям различных авторов составляет от 866 до 1300 мм, причем основным методом, применяемым исследователями этой проблемы является расчет испарения по водному балансу Каспия. Однако этот метод основан на приближенных оценках всех компонентов баланса, поэтому пока не может рассматриваться как совершенно точный, в связи с чем желательно подтверждение его каким-либо другим способом» Наряду с этим, по водному балансу можно рассчн тать только испарение для моря в целом, тогда как в некоторых

случаях нужны данные об испарении, относящиеся к отдельным районам моря. Такие данные могут быть получены диффузионным методой и в некоторых случаях методом теплового баланса.

По методу теплового баланса величина испарения впервые была определена Л.З.Руповцем. Хотя использованная им схема расчета была в ряде отношений неправильной, а применяемые в расчете исходные данные явно недостаточными для определения испасения для моря в целом, Рудовиц получил значение испарения методе;/ теплового баланса, близкое к результату, ранее найденному зоей-ковык, Таксе согласование было скорее всего случайным. Хотя е дальнейшем метод определения испарения по расчету теплового баланса редко находил применение для Каспийского моря, однако яго ни в коем случае нельзя считать малоэффективным (в частности, он с успехом используется в современных расчетах испарения с поверхности океанов). Так как рассмотренные диффузионные (5ор-мулы даит не вполне согласующиеся результаты в расчете испарения с поверхности моря, что характеризует их ограниченную точность, крайне желательно определить величину испарения при применении по крайней мере дополнительных независимых методов оценки испарения - диффузионным методом и методом теплового баланса, для этого, по всей акватории Каспийского моря были рассчитаны методом теплового баланса и диффузионным методом величины потоков влаги с его поверхности следующим образом.

Произведена оценка средней длительности максимальных скоростей ветра, используя сеязь средних скоростей с их максимальными значениями во всех координатных точках моря с шагом по широте и долготе в один градус для каждого месяца. Выяснилось, что для расчета величины скорости испарения с учетом максимальных скоростей ветра можно использовать формулу:

— -2 -I

где ]г - скорость испарения (кг м с ), определяемая без

влияния учета скоростей ветра, коэффициент, зависящий

от максимальной скорости ветра, значение которого приведено &

методических указаниях по расчету турбулентных потоков тепла,

влаги и количества движения над морем, \£<а*с ~ максимальная

скорость ветра (м/сек), де-Сс"^ ^ 60- давление насыщающего

водяного пара в мб при температуре поверхности слоя воды (°С),

парциальное давление водяного пара на высоте ^ = 10 м над поверхность» моря в мб.

Для получения величины использована формула

= (4.2)

Здесь - размерный коэффициент, характеризующий турбулент-

ный поток влаги с поверхности моря (кг м~^мб ), - скорость аетра на высоте над поверхность» моря (м/сек).

По этим формулам на основе среднемноголетних данных (около 3400 значений с 1898 по 1Э45 гг.) климатического и гидрологического атласа были вычислены величины скорости испарения по всей акватории Каспийского моря. Результаты расчетов показывают, что величины годового испарения довольно сильно отличаются в различных частях моря и б среднем по всему моро за год величина испарения оказалась равной 850 мм/год. Анализируя данные для отдельных областей Каспийского .моря, можно прийти к выводу, что Северный Каспий испаряет наибольший слой воды, величина которого составляет до ПОЯ, тогда как для Среднего эта величина равна 21% и для Южного 82$ от общего среднего испарения по всему морю. Кроме того, необходимо отметить существенную разницу в режиме испарения в холодное полугодие (Х1-1У) и теплое (У-Х), значения которого в среднем по всему морю составляет соответственно 40% и летом 6ОД от годового.

По методу теплового баланса величина скорости испарения определялась по формуле:

Я- А Л-А

где - радиационный баланс, А - сумма изменения теплосо-

держания и горизонтального потока тепла в воде, Тп - температура поверхности воды, Ть - температура воздуха, скудельная влажность воздуха, насыщенного водяным паром, рассчитанная по температуре испаряющей поверхности, Су - удельная влажность воздуха на некоторой высоте, Е>о - число Боуэна, которое рассчитывалось как по связи между температурой и влах-костью воздуха в приводно* слое и над морем, так и по отношению турбулентного потока Р к затратам тепла на испарение

кЕ.

Скорость испарения определялась по всей актоварии Каспийского моря, после предварительного определения среднемесячных значений радиационного баланса, которые находились как разность поглощенной радиации и эффективного излучения.

Я-аа-сО-Н ^ (4.5)

Для расчета суммарной коротковолновой радиации ^ ; на основе многочисленных наблюдений установлено, что формула Т.Г.Берлявд дает несколько более точные результаты, позволяющие учесть наличие определенной зависимости между количеством облаков и их формой _

а = (4.6)

где О-о - суммарная радиация при безоблачном небе, И, -количество баллс&облачности, о, - безразмерный коэффициент, зависящий от широты, значения которого увеличиваются при ее уменьшении, а коэффициент % является довольно устойчивой величиной и для различных широт его величина равна 0,38.

Имея в виду, что значительная часть потока длинноволновой радиации, излучаемой подстилающей поверхностью, компенсируется противоизлучением атмосферы, которое зависит от содержания водяного пара, температуры воздуха, условий облачности и учитывая также, что Каспийское море окружено обширными оНЬгдстями суши, есть основания использовать при расчете радиационного режима над этим морем методы, разработанные для воздушных масс над континентом. В соответствии с этим, для расчета эффективного излучения использовалась эмпирическая формула, предложенная Рейфманом при исследовании радиационного баланса Каспийского моря:

где ^ - постоянная Стефана-Больцмана, - упругость водяного пара, с? ~ коэффициент, зависящий от высоты облаков (для высоких облаков этот коэффициент гораздо меньше, чем для низких), Тп-Ть - разность между температурой вопы и воздуха, - коэффициент, характеризующий отличие свойств излу-

часих поверхностей от свойств черного тела.

Результаты независимых расчетов по диффузионному методу и методу теплового баланса (средние суточные условия) дают средние значения испарения за гол 850 и 1110 мм. Необходимо отметить, что средняя величина ; з этих двух значений о'^изка к результату, полученному при применении метода водного баланса, наряду с этим можно заключить, что примененный здесь вариант диффузионного метода определения испарения дает несколько заниженное значение, по отношению к методу водного баланса, а метод теплового баланса - завышенное значение.

Глава 5. БУДУЩИЙ УРОЕЕНЬ КАСПИЙСКОГО КОРЯ

Б этой главе рассмотрены причины глобального потепления и приведены результаты измерений концентрации углекислого газа э ¡Дауна-Лог и Южном полюсе, которые согласуются с материалами аналогичных измерений на Аляске, Швеции и других странах. Отмечено, что при увеличении концентрации углекислого газа в воздухе на (что произошло за последнее столетие), считается маловероятным, чтобы в будущем биота и океан поглотили бы значительную часть индустриального СС^. Проанализированы результаты исследований проблемы изменения климата как за рубежом, так и з нашей стране. Особенно надежнышоказались оценки зависимости изменения средней глобальной температуры нижнего слоя воздуха от количества С0£ в атмосфере, полученные по палеоклиматическим данным с учетом результатов исследования изменений химического состава атмосферы в геологическом прошлом. Б основу такого метода положена идея применения материалов в более теплые эпохи в прошлом в качестве аналогов ожидаемого потепления в будущем. Сравнение величины разности средней глобальной температуры с ее до индустриальным значением, как по моделям теории климата, гак и с использованием палеоклимативеских данных не очень сильно отличаются друг от друга и их среднее значение для удвоенной концентрации СО« близко к 3°С.

Исследования изменений климата приводят к заключению об оаи-даемоы изменении режима увлажнения, так как все ускоряющееся антропогенное изменение климата приводит ч увеличению годовых суш осадков ка большей части почти всех областей континентов. При рассмотрении изменения уровня моря как слепствия обусловлен-

ного антропогенным потеплением изменения стока рек в море, осадков и испарения с его поверхности, мокно считать, что изменение уровня моря за ряд лет определяется по формуле;

Н = к--»-ъ-ь)

где £ - суммарный сток в водоем, Е. - испарение с поверхности водоема, ^ - осадки, выпадающие на поверхность водоема, £ ~ поверхность водоема, ГЬ - продолжительность зре-меиного интервала. Предполагая, что в начале рассматриваемого интерзала времени Н = 0 и оценивая алгебраическую сумт/у соед-шос значений отклонений члекои водного бачанса от начального е течение каздого интервала, можно рассчитать изменение '/ровня д И для климатических условий 2000, 2025 и 2050 гг., причем наибольшие трудности связаны с вычислением изменений составляющей водного баланса - величины испарения.

Для оценки величины испарения с поверхности Каспийского коря за отдельные годы обычно используется метод водного баланса, результаты применения которого показывают, что от года к году значения испарения изменяются сравнительно мало. Можно поставить вопрос о проверке этого вывода, для чего необходимо оценить достоверность ежегодггьк значений испарения, полученных методом водного баланса. Для выполнения такой проверки рассчитаны величины испарения для отдельных лет (1904-1975 гг.) диффузионным методом и методом теплового баланса, что позволило подтвердить сравнительно малую мег.годовуо изменчивость испарения.

Для решения поставленной задачи - оценки испарения в будущем, мог.но использовать только диффузионный метод, так кале в расчете испарения по водному балансу нужно знать неизвестные для будущего изменения уровня моря, а в Формуле, применяемой для опенки испарения по методу теплового баланса (вклкчагаей отношение Боуэна) есть величины, которые оценить по имеющимся материалам о климате будущего крайне трудно.

При выборе расчетной схемы диффузионного метода из мнегиг существующих моделей процесса испарения можно било бы найтг вариант, дающий такую же среднюю величину испарения, как метод водного баланса. Отказываясь от такого произвольного по существу подхода к решению этой задачи, отметим, что так как расчеты

испарения долкны обеспечивать замыкание уравнения водного баланса, для выполнения этого условия в используемую формулу диффузионного метода нужно ввести эмпирический коэффициент - сомножитель, равный отношению средней величины испарения, рассчи-ганный методом водного баланса к такой же величине, найденной диффузионным методом. 3 дальнейшем рассмотрена связь испарения с поверхности моря с величиной абсолютной влажности воздуха для всех месяцев года. Учитывая ожидаемые изменения температуры воздуха, можно получить изменения влажности насыщенного воздуха, соответствующие изменениям этой температуры. Изменения испарения з данном случае считаются равными произведению отношения скорости испарения к абсолютной влажности насыщенного воздуха на изменение абсолютной влажности насыщенного воздуха. Результаты расчета по формуле (5.1) приводят к выводу, что в результате глобального потепления уровень Каспия после небольшого понижения будет возрастать и это повышение станет значительным не ранее чем через несколько десятилетий, причем главной причиной повышения уровня оказывается рост количества осадков, выпадавших на поверхность моря, а уменьшение стока рек в море в конце нашего века и в начале следующего столетия будет в значительной мере компенсировать влияние роста.количества осадков, после чего увеличение стока ускорит подъем уровня.

В настоящей работе получены следующие основные выводы.

I. Испарение с акватории Каспийского моря было рассчитано тремя независимыми методами: диффузионным, по водному балансу и по тепловому балансу. При этом для получения более надежных результатов была произведена оценка повторяемости максимальных скоростей ветра, что позволило более точно учитывать влияние максимальных скоростей для расчета испарения в новом варианте диффузионных формул- Установлено, что учет суточного хода метеорологических элементов при определении испарения оказывает некоторое влияние на получаемые результаты, однако, это влияние сравнительно невелико и приводит к увеличению среднегодового Испарения на величину не более Средние годовые величины испарения, полученные при применении названных выше методов, оказались равными: по диффузионному методу - 934 мм/год, по водному балансу - £?9 т/гоц. по тепловому балансу - 1062 иш/гоа.

2. Наибольшие отклонения испарения в отдельных пегионах от среднего для всей акватории отмечаются в прибрежных зонах, особенно в мелководные частях моря. Б течение года, наиболь .лге отклонения от среднего для всей акватории наблюдается б ::слсд-ную часть года, так в зимне-весенний и летне-осенний периоды в Северном Каспии и в прибрежных районах Среднего и ¡О-ного ^с-пия испарение отклоняется от среднего более чем на 6(Я>. ЗкмоГ. отклонениями охватызаются более обширные пространства, чем в другие сезоны года, однако это не имеет существенного значения для годовых сумм испарения, так как абсолютные его величины зимой невелики.

3. При сопоставлении значений испарения для ряда лет с сравнительно многочисленными данными наблюдений можно заключить, что значения испарения, найденные разным* методами более или менее согласуются, причем величины, рассчитанные по тепловому балансу, в среднем на Э% больше значений, определенных по водному балансу. Относительные величины испарения за отдельные годы, определяемые по методу водного баланса, изменяются в пределах 11% и

по методу теплового баланса в пределах 15% от их среднего значения. Коэффициент корреляции между значениями испарения за отдельные годы, рассчитанный обоими методами, равен 0,6/.

4. Вычисленные величины испарения за отдельные годы диффузионным методом дали удовлетворительное согласование со значениями испарения, полученными по методу водного баланса. Величины испарения, рассчитанные диффузионным методом, в среднем на несколько процентов занижены по отношению к значениям испарения, найденным по методу водного баланса. Коэффициент корреляции в этом случае равен 0,70.

5. Погрешность определения величины испарения за отдельные годы зачетно больше по сравнению о погрешностью оценок средних многолетних значений, что вероятно объясняется высокой чувствительностью результатов расчетов по моделям диффузионного метопь и метода теплового баланса к ограниченной точности судовых метеорологических наблюдений.

6. Так как временная изменчивость испарения с поверхности Каспийского моря сравнительно мала, то это монет создать впечатление, что колебания испарения не оказывают влияния на изменения уровня моря. Такое предположение нельзя считать правильны?/.,

потому что длительные однонаправленные изменения этого члена водного баланса могут привести к большим повышениям или понижениям уровня Каспийского моря, поэтому в расчете ожидаемых изменений уровня необходимо учитывать влияние на этот уровень изменения испарения с поверхности моря. Если этого не делать, то ошибки в определении будущих оценок уровня Каспийского моря для рассматриваемый в настоящей работе временных интервалов могут составлять от 0,3 до трех метров.

7. Изменения испарения для климатических условий 2000, 2026 и 2050 гг. с учетом имевшихся материалов о предстоящих антропогенных изменениях климата были определены из найденного еоотно-ления между скоростью испарения и абсолютной влажнссть^насы-"денного воздуха. Значения увеличения испарения для рассматриваемых периодов по сравнению с современным режимом оказываются равными для 2000 г. - 30 мм/год, для 202о г.- l) ' год, для 2050 г. - 70 мм/гол.

3. Результаты расчетов показали, что с учетом антропогенного потепления климата ожидаемые уровни Каспийского моря будут следующими: .для 2000 г. -28,3 м, для 2025 г. -27,9 м, для 2050 г. -24,1 м, а при дополнительном учете водохозяйственных мероприятий уровни составят в 2000 г. -28,5 м, в 2020 г. -28,9 м, и в 2050 г. -24,5 м.

Сопоставление оценок будущего уровня Каспийского моря по различным методикам расчетов показывает, что антропогенное изменение климата оказывает не менее существенное влияние на предстояаие изменения уровня моря по сравнению с влиянием водохозяйственных мероприятий.

Основные результаты диссертации опубликованы в статьях: •

1. Лобанов В.В. Испарение с поверхности Каспийского моря.// Метеорология и гидрология, 1987, F 10, с.62-68.

2. Еудыко М.И., Ефимова H.A., Лобанов В.В. Будущий уровень Каспийского моря.// Метеорология и гидрология, 1983, 5 5,

с.86-94.

3. Лобанов В.В. Влияние изменений испарения с поверхности Каспийского моря на его будущий уровень.// Метеорология и гидрология. I59C. У 3. с. 7-2.-Т?