Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка и прогноз современных изменений климата Алтайского региона

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка и прогноз современных изменений климата Алтайского региона"

На правах рукописи

яр,.^

ХАРЛАМОВА Наталья Федоровна

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ СОВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА АЛТАЙСКОГО РЕГИОНА

Специальность 25.00.36 - Геоэкология (Науки о Земле)

2 О ДЕК 2012

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Барнаул - 2012

005047552

005047552

Работа выполнена на кафедре физической географии и геоинформационных систем ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет»

Научный консультант: доктор географических наук, профессор

Винокуров Юрий Иванович

Официальные оппоненты: Семенов Вениамин Александрович,

доктор географических наук, профессор, ФГБУ Всероссийского НИИ гидрометеоинформации, главный научный сотрудник

Земцов Валерий Алексеевич, доктор географических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», заведующий кафедрой гидрологии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский

государственный университет»

Защита диссертации состоится «4» декабря 2012 г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 003.008.01 при ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук (ИВЭП СО РАН) по адресу:656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1. Факс: (3852) 240396. E-mail: rotanova@iwep.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИВЭП СО РАН. Автореферат разослан ¿¿АМУч 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.г.н., доцент — Ротанова Ирина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В основе исследования лежит представление о климате как важнейшем экологическом факторе, участвующем, прежде всего, в реализации фундаментальных законов, обеспечивающих существование и эволюционное развитие живых организмов - растений, животных, человека (Исаев, 2003).

В отличие от других физико-географических факторов, которые оказывают преимущественно косвенное воздействие, климат влияет на человека, живые организмы как прямой экологический фактор. Выделяются также опосредованные воздействия климатических, изменений на природную среду, экономику и население регионов. Соответственно, состояние и временная изменчивость климата определяют специфические условия среды существования организмов, а также особенности хозяйственной деятельности человека.

Результаты предварительного исследования особенностей климатических изменений на территории Алтайского региона свидетельствуют о значительных темпах повышения температуры воздуха при недостаточном увлажнении. Оптимизация сельскохозяйственного производства, расширение возможностей использования климата в энергетике и строительстве, минимизация рисков здоровья населения, разработка стратегии реагирования (адаптации) промышленного и сельскохозяйственного производства, населения на изменения природной среды определяют первостепенную необходимость оценки современного состояния и прогноза потенциальных изменений регионального климата. Решение этой задачи необходимо также в целях сохранения такой крупной малоизмененной территории как трансграничный Алтае-Саянский экорегион.

Под современным периодом понимается период с начала инструментальных наблюдений. Территория Алтайского региона включает Алтайский край и Республику Алтай в административных границах.

Цель диссертации заключается в оценке состояния и изменений современного климата Алтайского региона.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучить историю развития представлений о состоянии климата и его изменчивости, основные результаты оценки изменений климата земного шара в целом и территории Российской Федерации;

- охарактеризовать изменения климата равнинной и горной частей региона по данным инструментальных наблюдений;

- исследовать динамику соотношения тепло- и влагообеспеченности территории Алтайского региона;

- рассмотреть экологические последствия климатических изменений на примере урожайности сельскохозяйственных культур в пределах равнинной территории;

- получить оценки ожидаемых изменений регионального климата на основе математико-статистических и геоинформационных методов исследования.

Объект исследования - климат Алтайского региона, его состояние и изменения.

Предмет исследования — пространственно-временные закономерности климатических изменений в Алтайском регионе, влияющие на природные компоненты, условия жизнедеятельности населения и функционирование отраслей ЭКОНОМИКИ.

Теоретико-методологической базой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых в области географии и геоэкологии, затрагивающие проблемы изменений природной среды, оценки тенденций пространственно-временной динамики и устойчивости отдельных компонентов, в том числе, климата: А.И. Воейкова, A.B. Шнитникова, М.И. Будыко, С.П. Хромова, Е.С. Рубинштейн, A.C. Монина, A.B. Кислова, Г.В. Грузы, Э.Я. Ранько-вой, Б.Г. Шерстюкова, Ю.П. Переведенцева, А.П. Сляднева и др.

Методы исследования. Использовался комплекс географических, геоэкологических, математико-статистических, картографических и геоинформационных методов исследования.

Научная новизна:

- получены оценки изменений температуры воздуха, количества осадков, дат перехода температуры воздуха через устойчивые пределы по данным метеостанции Барнаул и репрезентативным станциям Алтайского региона в пределах равнинной и горной территорий;

- выявлено распределение температуры воздуха и осадков для территории Алтайского региона в течение 11-летних циклов солнечной активности;

- для 109 метеостанций Западной Сибири и Алтая рассчитан индекс континентальности, являющийся интегральной характеристикой климатического режима ландшафтов и одним из агроклиматических показателей для мониторинга изменений климата, согласно методикам разных авторов, построены карты континентальности по индексам H.H. Иванова, В. Ценкера, С.П. Хромова, предложен региональный индекс континентальности ИКрегион;

- определена статистическая зависимость урожайности зерновых культур в равнинной части региона от климатических факторов на примере районов Кулундинской равнины и Приобского плато;

- построена серия карт, характеризующих пространственную изменчивость температуры воздуха Алтайского региона на современный и прогнозный период 2025-2034 гг.

Информационная база исследования основана на официальных данных станций государственной наблюдательной сети Роскомгидромета (http://www.meteo.ru), опубликованных данных фонда Западно-Сибирского ЦГМС, статистических данных Главного управления по сельскому хозяйству администрации Алтайского края, справочных и картографических материалах.

Практическая значимость. Полученные оценки и результаты позволяют решать задачи устойчивого развития Алтайского региона: оптимизации сельскохозяйственного производства, использования климатических ресурсов в энергетике и строительстве, минимизации рисков здоровья населения, разработки стратегии реагирования (адаптации) промышленного и сельскохозяйственного производства, населения на изменения природной среды, а также в целях сохранения биоразнообразия в пределах Алтае-Саянского экорегиона. Разработанная методика статистического моделирования приземной температуры воздуха для современных и возможных в будущем условий, полученная серия карт предоставляют возможность комплексного анализа климатических ресурсов на региональном уровне для разнообразных целей. Теоретические и практические рекомендации, изложенные в диссертации, используются в учебном процессе географического и биологического факультетов Алтайского госуниверситета в рамках курсов «Учение об атмосфере», «Метеорология и климатология», «География Алтайского края», а также разработанных автором спецкурсов «Экологическая климатология» и «Прикладная климатология». Серия карт по оценке термических ресурсов и увлажнения, максимальных снегозапа-сов для Алтайского региона вошла в Атлас снежно-ледовых ресурсов мира (Москва, 1997), Атлас Алтайского края (1991), Атлас Барнаула (2006). Полученные результаты внедрены в Программу «Формирование Южно-Алтайского эколого-экономического района» и «Генеральную схему комплексного использования и охраны природных ресурсов бассейна р. Алей». Материалы исследования использовались при выполнении грантов: Минобразования России Е 00-10.0-33 «Эволюция ландшафтной структуры в условиях глобального изменения климата (на примере юга Западной Сибири)»; РФФИ 05-05-64815-а «Региональные изменения климата и других компонентов природной среды. Современное состояние, оценки, прогнозы»; РФФИ 11-04-98061-р «Состояние растительного покрова Кулунды в условиях изменений климата и систем землепользования»; РГНФ 11-01-00001а «Сохранение экосистемы степи Кулунды при непрерывном сельскохозяйственном использовании как необходимый элемент адаптации к климатическим и почвенным изменениям»; международного научно-исследовательского проекта «Кулунда» - как предотвратить глобальный синдром «dust bowl» - «пыльных бурь».

Апробация работы. Основные результаты исследований неоднократно докладывались на конференциях (более 60), среди которых международный симпозиум «Изменения климата и окружающей среды Центральной Азии»

(Чита, 2003), семинар Научной Программы НАТО «Экологическая безопасность и устойчивое землепользование горных и степных территорий Монголии и Алтая» (Барнаул, 2004), XII и XIII съезды РГО (Санкт-Петербург, 2005, 2010), международные конференции «Прогнозирование и адаптация общества к экстремальным климатическим изменениям» (Москва, 2006), «География и геоэкология на современном этапе взаимодействия природы и общества» (Санкт-Петербург, 2009), «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов» (Барнаул, 2010), «Изменение климата и непрерывное сохранение биоразнообразия в Алтае-Саянском экорегионе» (Горно-Алтайск-Усть-Кокса, 2010), «Трансграничное сотрудничество: экономические и социально-гуманитарные аспекты развития Большого Алтая» (Барнаул-Белокуриха, 2010), «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2011), «Изменение климата в Алтае-Саянском экорегионе - стратегии смягчения и адаптации» (Барнаул, 2011), «Алтайский край: состояние и перспективы развития» (Белокуриха, 2012) и др. Автор участвовала в проекте ПРООН/ГЭФ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского экорегиона».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем работы - 158 стр., 25 таблиц, 56 рисунков и 2 приложения. Список литературных источников включает 208 наименований, в том числе 12 иностранных.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному консультанту д.г.н. Ю.И. Винокурову за помощь и поддержку, д.г.н. Б.А. Краснояровой, д.г.н. М.М. Силантьевой и к.г.н. И.Н. Ротановой за ценные замечания и рекомендации при написании работы, к.г.н. О.В. Останину за помощь при составлении карт и, в особенности, профессору B.C. Ревякину.

Положения и результаты исследования, представляющие предмет защиты 1. Установлены значительные современные изменения климата Алтайского региона, сопровождающиеся увеличением повторяемости неблагоприятных природных явлений (засух, пыльных бурь и др.).

Наиболее детальный анализ особенностей климатических изменений в пределах равнинной и горной частей Алтайского региона представлен на основе изучения режимов температуры и осадков ГМС Барнаул, которая первоначально была расположена на окраине города, закрылась в 1964 г., а наблюдения продолжены на ГМС Барнаул, arpo (25 км от города), функционировавшей с 1928 г. Проведено «приведение» рядов наблюдений в целях исключения возможного эффекта урбанизированных территорий и восстановление однородности рядов осадков с учетом коэффициентов перехода от показаний дождемера к показаниям осадкомера (Справочник...,1969) и поправки на смачивание.

В распределении температуры воздуха выявлен статистически достоверный положительный тренд, более интенсивный, чем в целом для России (0,9°С в 1901-2000 гг.): 2,86°С за 167 лет или 1,8°С за 100 лет. Средняя температура холодного периода (Х1-Ш) увеличилась на 3,6°С/167 лет или 2,3°С/100 лет, теплого периода (1У-Х) - 2,4°С или 1,4°С соответственно (Харламова,

| : .. -годовая температур^Г— ~~ полиномиальный тренд 10-летние скользящие средние |

Рисунок 1 - Отклонения годовой температуры воздуха от средней за 1961-1990 гг., Барнаул: полиномиальный тренд (Я2=0,4361) и десятилетние скользящие средние При продлении периода наблюдений до 2011 г. положительный тренд высокой обеспеченности сохраняется с некоторым замедлением темпов потепления вследствие возрастания суровости зим (рисунок 1). Долговременная тенденция повышения годовой температуры воздуха формируется за счет более значительного потепления зимы и весны, а также осени, увеличение температуры летнего сезона в 2,5-3 раза меньше. Потепление сопровождается изменениями сроков перехода температуры воздуха через определенные пределы, особенно значительными для холодного периода года. Начало фаз со среднесуточной температурой ниже -10 и -15°С сдвинулось на более поздние сроки на 10 и 8 дней, обратного перехода на более ранние - 7 и 13 дней соответственно (таблица 1). Продолжительность центральной фазы зимы изменяется в наиболее значительных пределах: от 4 до 29 дней, с сохранением возможности соседства очень теплой и очень суровой зим: 1992/93 гг. (£1<-10°с=-994,1оС) н 1993/94 (-2012,6°С); 2001/02 гг. (-549,7) и 2002/03 гг. (-1581,6°С). Изменение дат и продолжительности фаз теплого периода года значительно меньше: устойчивый переход Твозд через +10°С стал отмечаться на 1 день раньше весной и на 4 дня позже осенью (таблица 2). Сохраняется вероятность опасных поздних

весенних и ранних осенних заморозков. Подтверждением является впервые отмеченный за 170 лет снегопад 26-27.09. 2004 г., когда высота выпавшего снега в Барнауле составила 21 см при температуре воздуха -5,2°С.

Таблица 1 — Даты наступления средних суточных температур

Год Температура, °С

-5 -10 -15 -15 -10 -5

1881-1960 гг.* 6.Х1 18.XI 11.XII 24.11 16.111 30.111

1928-2004 гг. 12.XI 28.XI 19.ХИ 11.11 9.111 25.111

Изменение даты перехода в сторону более позднего (-) или раннего (+), дни -6 -10 -8 +13 +7 +5

Примечание: * — данные за 1881-1960 гг. взяты из Справочника по климату (1965)

Таблица 2- Даты наступления средних суточных температур выше _и ниже определенных пределов, теплый период_

Год Температура, °С

0 +5 +10 +15 +15 +10 +5 0

1881-1960 гг.* 12.IV 25.IV 12.У 5. VI 25 .VIII 17.IX 6.Х 23.Х

1928-2004 гг. 7.IV 22.IV 11.У 29.V 29.УШ 21.IX 9.Х 28.Х

Изменение даты перехода в сторону более позднего (-) или раннего (+), дни +5 +3 +1 +7 +4 +4 +3 +5

Примечание: * - данные за 1881-1960 гг. взяты из Справочника по климату (1965)

В последние десятилетия наблюдается частое смещение даты самой высокой среднемесячной температуры воздуха с июля на июнь (2003 г.: Ту1=+19,9°С, Туп=+18,5°С; 2004 г.: ТУ1=+19,4°С, Туп=+19,0°С; 2006 г.: июнь Ту1=+20,2°С, Туп=+18,1°С), а даты абсолютного максимума — на август. Таблица 3- Оценки линейного тренда годовой температуры приземного воздуха за

1963-2011 гг.

№ Метеостанция 11, м Уравнение Ъ, °С/10 0% ДТ, °С

тренда • лет

1 Барнаул 184 У=0,0359х+1,42 0,4 19,0 1,8

2 Змеиногорск 354 У=0,0421х+1,82 0,4 24,5 2,1

3 Усть-Кокса 977 У=0,0425х-1,34 0,4 32,9 2,2

4 Аккем 2050 У=0,0336х-4,48 0,3 29,4 1,7

5 Кара-Тюрек 2600 У=0,0254х-5,93 0,3 17,3 1,3

6 Кош-Агач 1759 У=0,0519х-5,78 0,5 31,0 2,6

7 Яйлю 482 У=0,0380х+2,97 0,4 26,0 1,9

Примечание: Ь - высота над ур. моря, м;6 - коэффициент линейного тренда, °С/10 лет; Б -вклад тренда в общую дисперсию Т, %; Д Т - величина изменения (повышения Т) за 50 лет (по 2012 г.), °С

В пределах горной территории максимальная величина повышения Тгодза 1963-2011 гг., превышающая темпы в равнинной части (таблица 3), отмечена в межгорных котловинах (Кош-Агач +2,6°С; Усть-Кокса +2,2°С), минимальная - в высокогорьях Алтайской горной области (Кара-Тюрек +1,3°С; Аккем +1,7°С).

Распределение осадков имеет выраженный ритмический характер: выделяется вековой цикл (1862-1976 гг.) продолжительностью 115 лет, с наиболее сухим периодом в 1862-1873 гг., совпадающим с выводами Е. Максимова о том, что самый сухой момент последней реализации 1850-летнего ритма был приурочен к середине XIX в. (Максимов, 2005). В 1907-1912 гг. наблюдался вековой максимум, и началась регрессивная фаза годовых осадков, на фоне которой выделены засушливые периоды 1923-1936 (14 лет), 1947-1957 (11 л.) и 1969-1984 гг. (16 л.), чередующиеся с периодами повышенного увлажнения

(рисунок 2).

200

150 юо

| 50

3 О

л -50

I "10°

| -150 -200 -250 -300

Рисунок 2 — Отклонения годовой суммы осадков от среднего количества за

период 1961-1990 гг.

В 1977 г. началась восходящая ветвь нового векового цикла, в пределах которой выделен внутривековой влажный период 1986-2002 гг. (17 лет), сменившийся современным периодом пониженного увлажнения. После его минимального уровня в 2013-2014 гг. ожидается следующий влажный период с максимумом в 2037-2038 гг., за которым начнется вековая фаза уменьшения осадков. Для метеостанций горной части Алтайского региона также выявлен внутривековой период повышенного увлажнения 1986-2002 гг., сменившийся более сухим, продолжающимся до настоящего времени.

Особенностью современного потепления является изменение соотношения тепло- и влагообеспеченности: равноценное количество осадков в начале и в конце XX в. обеспечивало разную увлажненность, поскольку при более высоком уровне температур увлажнение уменьшается. Данный вывод под-

ill

.,1 Iii llliiiiiiiiiii 1................................

i . и 1 1 Р 1888 1898 1908 1918 1928 1938 1948 1958 1968 1^78 1988 1998 2008

тверждается динамикой неблагоприятных природных явлений: число дней с суховейно-засушливой погодой увеличилось в среднем на 10 дней за 80 лет, как и число пыльных бурь (начиная с 1997 г.). Нарастание сумм тепла, как и сокращение теплообеспеченности летом происходит быстрее и энергичнее, чем аналогичные процессы зимой, а увлажненность не соответствует интенсивности прироста тепла, что создает напряженность функционирования био-ты на фоне значительной межгодовой изменчивости осадков. Очень важные начальные фазы развития растительности протекают при недостаточной обеспеченности увлажнения весеннего сезона и первой половины лета. Простого учета декадных и месячных сумм осадков недостаточно: многолетняя динамика осадков мая характеризуется слабоположительным трендом, одновременно наблюдается увеличение максимального суточного количества осадков. Следовательно, увеличивается вероятность и продолжительность бездождных периодов, а выпадающие осадки, имея ливневый характер, слабо пополняют запасы почвенной влаги. Несмотря на возрастание количества выпадающих осадков, на практике наблюдается усиление засушливости и напряженности функционирования биотического компонента агроценозов, и как следствие -ухудшение погодно-климатических условий сельскохозяйственного производства.

2. Для Алтайского региона в течение среднего 11-летнего цикла солнечной активности выявлено обратное распределение годовой температуры воздуха и постепенное увеличение годовых осадков до наибольших значений на следующий или третий год после максимума и минимальных осадков в годы минимума солнечной активности.

В целях определения корреляции динамики термического режима и увлажнения равниной территории Алтайского региона с солнечной активностью использован «метод наложения эпох» (Вительс, 1977), при котором годы, входящие в одну колонку по вертикали при табличном сопоставлении (в каждую фазу), должны отстоять на определенный интервал времени от экстремумов. Продолжительность большинства фаз осреднения составила 15 лет, коротко-рядные фазы «4р» и «7п» не принимались для расчетов.

Графическое отображение результатов представлено в двух формах: 1) последовательно для каждого года внутри 11-летнего цикла, определяемого от минимума числа солнечных пятен до следующего минимума (рисунок 4); 2) за 2 года до и 2 года после максимума и минимума в 11-летнем цикле (рисунок 5). Эта наиболее распространенная форма представления результатов, на наш взгляд, создает больше неопределенностей для интерпретации, поскольку число «фазовых аналогов» не всегда получается одинаковым.

Рисунок 4 - Распределение годовой температуры воздуха ГМС Барнаул внутри 11-летнего солнечного цикла: средние годовые значения (ряд 1) и 5-летние скользящие

средние (ряд 2)

Рисунок 5 - Годовая температура воздуха в Барнауле в максимуме и минимуме числа солнечных пятен: средние годовые значения (ряд 1) и 5-летние скользящие

средние (ряд 2)

С началом нового И-летнего солнечного цикла в распределении годовой температуры воздуха Барнаула наблюдается постепенное снижение, и наиболее холодные годы отмечаются в годы максимума. При уменьшении активности Солнца на нисходящей ветви цикла годовая температура воздуха повышается, достигая наибольших значений на 4-м и 6-м году после максимума. Флуктуации годовых температур между последовательными фазами максимума и минимума составляют 0,6°С.

В распределении годовых осадков с началом каждого нового цикла наблюдается постепенное увеличение их количества. На следующий и третий год после максимума солнечной активности наиболее вероятно значительное увлажнение. Минимальные годовые суммы осадков, как правило, характерны за год до наступления очередного цикла или в годы

минимумов. Разница в увлажнении территории составляет в среднем 10% от годового количества.

3. Учет увлажнения теплого периода при расчете предложенного регионального индекса континенталыюсти климата позволяет достоверно отразить пространственную изменчивость климатических условий развития природно-антропогенных экосистем.

Одним из показателей климата, который, по мнению А.Г. Исаченко (2001), является интегральной характеристикой климатического режима ландшафтов, является степень его континентальности. В работе рассчитаны индексы для 109 метеостанций Западной Сибири и Алтая и составлены карты их пространственного распределения. Несогласованность результатов определения континентальности при использовании индексов Иванова, Ценкера, Хромова позволяет ставить задачу разработки нового показателя.

Рисунок 6 - Степень континентальности климата Западной Сибири и Алтая на основе регионального ИКрег Предложен индекс континентальности, названный региональным, который представляет модификацию индекса Хромова с учетом влагообеспеченно-сти, как важнейшего фактора функционирования ландшафтов внутриконти-нентальной территории:

ИКрег = [(А - 5,4 ■ sin ф) / А • (Остепл /100)] • 100%,

где Остей - среднемноголетняя сумма осадков теплого периода (апрель-октябрь).

Минимальные значения ИКрег определены для метеостанций Яйлю, Ар-тыбаш и Турочак, максимальные (как и по другим индексам) для ГМС Кош-Агач. Степень континентальное™ климата в Чуйской степной котловине более чем в 2 раза превышает уровень, определенный для следующего кластера повышенной континентальности, расположенного в равнинной части Алтайского региона: Угловское, Славгород, Ключи (рисунок 6). На карте ИКрег, в отличие от карт индексов Иванова, Ценкера и Хромова, хорошо визуализируется полоса предгорий и низкогорий Алтая и Кузнецкого Алатау, для которой наблюдается уменьшение степени континентальное™ вследствие барьерного эффекта, а также районы с континентальным климатом Барабы, Приобского плато и Восточной Кулунды, и резко-континентального климата Западной Кулунды.

Континентальность климата является одним из агроклиматических показателей для мониторинга изменений климата. Изучено влияние климатических изменений на урожайность зерновых культур в наиболее освоенных районах региона - Кулундинской равнине и Приобском плато, расположенных в пределах степной и лесостепной природных зон и отличающихся повышенной степенью континентальное™. Рассчитаны регрессионные уравнения, отображающие воздействие на урожайность наиболее значимых климатических факторов - температуры весенних месяцев (апрель и май), лета, количества осадков апреля, мая и летнего сезона. Полученные зависимости позволяют объяснить от 51 до 70% дисперсии (изменчивости) урожайности под воздействием рассматриваемых показателей.

4. Ожидаемые изменения термического режима к 2035 г. наиболее значительны в пределах равнинной территории и межгорных степных котловин Алтайского региона.

Расчеты возможных сценариев будущих изменений температуры воздуха представлены на десятилетний отрезок 2025-2034 гг., середина которого отстоит от времени окончания имеющихся рядов на 20 лет. На 1 этапе рассчитаны показатели среднегодовой и сезонной температур, характеризующие современное состояние климата (1966-2009 гг.). На 2 этапе решалась задача определения аномалий температуры, характеризующих темпы изменения климата, с использованием двух методик. Первая (традиционная) построена на определении параметров линейных трендов. Вторая методика предложена А.Б. Шмакиным и Н.Ф. Харламовой (2012) на основе анализа динамики изменений термического режима в 1966-2009 гг. В качестве «базового» периода (без выраженного тренда), с которым необходимо сравнить двадцатилетний период 1990-2009 гг., совпадающий с условной границей начала современного потепления в Северной Евразии (Шмакин, Попова, 2006), предложен период 19661985 гг. Рассчитаны величины изменения Тгод за 20 лет на основе 50-летнего

линейного тренда (см. табл. 3), а также определены аномалии Тгод (Аномалия) как разности между средними многолетними соседних 20-летних периодов. Сопоставление двух значений показало, что величины наблюдавшихся в действительности положительных аномалий Тгод в 1990-2009 гг. превысили значения, рассчитанные по линейным трендам, на 26-30% в межгорных котловинах (Кош-Агач) и 60-61% в среднегорьях и высокогорьях (Кара-Тюрек), а также в районе Телецкого озера (Яйлю). Поскольку величины изменений, определенные различными способами, различаются, итоговые показатели для построения карт (ПрогнозСр) рассчитаны как среднее из показателя, представляющего сумму средней температуры последнего 20-летнего периода 19902009 гг. и аномалии, а также показателя, представляющего сумму среднемно-голетней температуры за весь период наблюдений 1966-2009 гг. и аномалии.

Далее определены эмпирические зависимости годовой температуры приземного воздуха и температуры сезонов года как функций физико-географических характеристик местности: высоты (Ь), широты (ф) и долготы (А.) в соответствии с методикой, разработанной и апробированной в работах

H.Ф. Харламовой и Л.А. Михайловой (2004, 2005 и др.). Установленные зависимости позволили перейти к созданию статистических моделей температуры для современных и ожидаемых в будущем условий на основе цифровой модели рельефа 8ЯТМ (1984). Получена серия карт, характеризующих современное распределение годовой и сезонной температуры воздуха, а также ожидаемое к концу следующего 20-летнего периода (Харламова, Останин, 2012).

При современных региональных изменениях климата (1966-2009 гг.) произошло неравномерное повышение температуры воздуха, и центром потепления оказались восточные остепненные межгорные котловины Алтае-Саянской горной страны за пределами территории исследования. В горной части Алтайского региона наблюдались несколько меньшие темпы потепления - в Чуйской и Уймонской котловинах -1,3°С (Кош-Агач, Усть-Кокса). В среднегорной и высокогорной зонах Алтая годовая температура повысилась на

I,0°С (Кара-Тюрек, Аккем). К 2034 г. в межгорных котловинах ожидается повышение Тгод до -2,8 в Кош-Агаче и +1,3°С в Усть-Коксе, на побережье Телецкого озера +5,4°С. Для высокогорий Алтая скорость потепления ниже и годовые температуры составят -4,4°С (Кара-Тюрек).

Темпы изменения температуры сезонов года в пределах равнинной и горной территорий заметно различаются в зависимости от высотного уровня и типов рельефа. В среднегорьях и высокогорьях Алтая Тлета повысилась значительнее других районов. В районе Аккема отмечено почти максимальное повышение ТвеС1Ш. В Кара-Тюреке заметно теплее стал осенний сезон. К 20252034 гг. наиболее теплое лето ожидается в пределах Кулундинской равнины, межгорных степных котловин и предгорий Алтая (рисунок 8).

Легенда

О Лист 1S Событие riv-otob'

-границе асэг prog а12

——- гос. границ« °С

waiera В ивнве ;

I 25,99 - -24.00 [^Н 17.99 16.00 I 23,99 - 22.00 HI -15,99 14.00 I 21.99 -20.00 IHi -13.9912.00 I 19,99 -18.00 I 1 11,99 -10,00 I I -9.99 болев

Система координат :GCS WGS 1984 flaTyMWGS 1984 Единицы измвреиия:Оедгвв

Рисунок 9 - Прогноз средней зимней температуры воздуха на период 2025- 2034 гг.

--- гое граница HI >0.01 •2.00 cm .10.01 .12 00 ЩШ •20.01 • .22,00

О мст HI >2.01 •4 00 en •12.01 • 14 00 HI •22.01 - «24.00

прогноз летней температуры HI *4 01 •e.oo □ •14.0t • 16 00 HI •24.01 • бола*

ч: ИШ .« oí -«.00 r~l • 18.01 . 18 00

ИН О ОО i.,,1 «e.oi • 10.00 HI ♦ 18.01 •20.00

Система координат GCS WGS 1984 fleTyuWGS 1984 Единицы измерения Degree

Рисунок 8 - Прогноз среднелетней температуры воздуха на период 2025-2034 гг.

оКрасн Столбы

Ненастная

о

Абакан

оКу1«дмвоНвожид1нн°н°Мимусиис«

Оленья Речка

Нижнеудинск л Верк Гутара

о

Яйпю

Карты 1 зимы построены с использованием целой группы регрессионных зависимостей: 1) для равнинных территорий на северо-западе, севере и северо-востоке за пределами Алтае-Саянской горной страны; 2) для склонов гор до уровня 2500 м, где отмечается инверсионное распределение - увеличение Т по сравнению с днищами котловин; 3) для склонов гор выше 2500 м (выше слоя

«фенов свободной атмосферы») - уменьшение Т с градиентом 0,65°/100 м; 4) для межгорных котловин с инверсионными «озерами холодного воздуха»; 5) для восточного побережья Телецкого озера с максимальной повторяемостью фенов. Наиболее значительно Тзимы повысилась в межгорных котловинах и на предгорных равнинах Алтайского региона при меньших темпах потепления в среднегорной и высокогорной зонах. Прогнозная карта (рисунок 9) отражает возможное повышение температуры почти повсеместно на 2-4°С, с максимальным - на 4-5°С - в межгорных котловинах западной и центральной частей горной территории Алтайского региона - Уймонской, Чуйской и др.

Основные результаты и выводы исследования

1. Систематизирована история исследований ученых в области изучения изменений (колебаний) климата в виде четырех периодов: 1) начальный - «интуитивно-теоретический» - с начала XIX в.; 2) «вынужденного застоя» -19141945 гг.; 3) «интенсивного изучения» - 1946-1987 гг.; 4) «актуальной активизации» - с 1988 г.

2. В распределении приземной температуры воздуха равнинной территории Алтайского региона (Барнаул) выявлен статистически достоверный положительный тренд, более интенсивный, чем в среднем для России (0,9°С за 1901-2000 гг.): 2,86°С/167 лет или 1,8°С/100 лет при увеличении средней температуры холодного периода (XI-III) на 3,6°С/167 лет или 2,3°С/100 лет, теплого периода (IV-X) - 2,4°С или 1,4°С соответственно. При продлении периода наблюдений до 2011 г. положительный тренд высокой обеспеченности сохраняется с некоторым замедлением темпов потепления вследствие возрастания суровости зим, начиная с 2005 г. Максимальная величина повышения годовой температуры воздуха в пределах всей территории Алтайского региона за 50-летний период 1963-2011 гг. отмечена в межгорных котловинах Алтайской горной области (Кош-Агач +2,6°С; Усть-Кокса +2,2°С) при несколько меньших темпах на равнинах (Барнаул +1,8°С) и в высокогорьях с воздействием фенов (Аккем +1,7°С); минимальные темпы - на высокогорных перевалах с усиленным воздухообменом (Кара-Тюрек +1,3°С). Потепление сопровождается изменениями дат перехода температуры воздуха через определенные пределы, особенно значительными для холодного периода года. Сохраняется вероятность опасных поздних весенних и ранних осенних заморозков. Наблюдается рост межгодовой изменчивости (контрастности) температуры сезонов года.

3. Распределение осадков имеет выраженный ритмический характер: выделен вековой цикл (1862-1976 гг.) продолжительностью 115 лет, наиболее сухой период которого отмечался в 1862-1873 гг., вековой максимум - в 19071912 гг., с последующей регрессивной фазой, на фоне которой выделены засушливые периоды 1923-1936 (14 лет), 1947-1957 (11 лет) и 1969-1984 гг. (16 лет), чередующиеся с периодами повышенного увлажнения. В 1977 г. нача-

лась восходящая ветвь нового векового цикла, максимум которого вероятен в 2038 г. при последующем сокращении осадков.

4. Нарастание сумм тепла, как и сокращение теплообеспеченности летом происходит быстрее и энергичнее, чем остывание и прогревание зимой. Увлажненность конца весны-начала лета в лесостепных и степных районах Алтайского региона не соответствует интенсивности прироста тепла, что создает напряженность функционирования биотического компонента геосистем на фоне значительной межгодовой изменчивости осадков.

5. Оценки возможного воздействия климатического фактора урожайности зерновых культур в пределах степной и лесостепной зон Алтайского региона позволяют объяснить от 51 до 70% дисперсии (изменчивости) урожайности под воздействием наиболее значимых предикторов - температуры весенних месяцев (апрель и май), лета, количества осадков апреля, мая и летнего сезона.

6. Ожидаемые изменения термического режима к 2035 г. наиболее значительны в пределах равнинной территории Кулунды и межгорных степных котловин Алтайского региона. Совместный анализ прогнозируемых тенденций тепло- и влагообеспеченности свидетельствует о преобладающей направленности развития процессов аридизации территории как уменьшения степени увлажнения при сохранении процесса значительного регионального потепления.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Kharlamova N.F. Regional climate and environmental chance in Central Asia / Environmental Security and Sustainable Land Use / N.F. Kharlamova, V.S. Revyakin / Edited Hartmut Vogtmann, Nikolai Dobretsov / Springer. The NATO Programmer for Security through Science. The Netherlands, 2006. - P. 19-26.

2. Харламова Н.Ф. Геоинформационное моделирование климатических параметров на примере Сибирского региона / JLA. Михайлова, Н.Ф. Харламова // Ползуновский вестник, 2006. - № 4-2. - С. 113-118.

3. Харламова Н.Ф. Современные изменения климата внутриконтинен-тальных районов России / Н.Ф. Харламова // Известия АлтГУ, 2006. - № 3(51). - С. 47-52.

4. Харламова Н.Ф. Долговременные климатические изменения на внут-риконтинентальной территории России (Алтайский регион) / Н.Ф. Харламова // Известия АлтГУ, 2010. - №3/1(67). - С. 133-140.

5. Харламова Н.Ф. Континентальность и океаничность как факторы формирования ландшафтной структуры территории / О.Н. Барышникова, Е.П. Крупочкин, Е.М. Мезенцева, P.C. Неприятель, Н.Ф. Харламова // Известия АлтГУ, 2010. - №3-1(67). - С. 89-92.

6. Харламова Н.Ф. Использование временных рядов вегетационного индекса NDVI для мониторинга растительного покрова степной зоны Западной

Сибири / H.H. Михайлов, JI.А. Михайлова, Н.Ф. Харламова, Ч. Лхагвасурэн // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Естественные науки, 2010 - Вып. 12,№15(86). - С. 25-33.

7. Харламова Н.Ф. Современное состояние и тенденции изменений климата Кулунды / Н.Ф. Харламова, М.М. Силантьева // Известия АлтГУ, 2011.— №3/2(71).-С. 50-55.

8. Харламова Н.Ф.Зависимость урожайности зерновых культур в районах Кулунды от климатических факторов/ Н.Ф. Харламова, М.М. Силантьева // Известия АлтГУ, 2011. -№3/1(67). - С. 88-94.

9. Харламова Н.Ф.Обзор современного термического режима Алтае-Саянского экорегиона и возможные прогнозы / Н.Ф. Харламова, О.В. Останин // Известия АлтГУ, 2012. - №3-1 (75). - С. 147-152.

Публикщии в других изданиях

1. Харламова Н.Ф. Алтай и Саяны. Максимальные снегозапасы. Карта М 1: 5000000 / B.C. Ревякин, Н.Ф. Харламова, Н.П. Бахтин / Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. -М.: Рос. Академ, наук. 1997. - С. 156.

2. Харламова Н.Ф. Алтай и Саяны. Число дней со снежным покровом. Карта М 1: 50000Ö0 / B.C. Ревякин, Н.Ф. Харламова, Н.П. Бахтин / Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. - М.: Рос. Академ, наук. 1997. - С. 156.

3. Харламова Н. Ф. Тенденции изменения современного климата в бассейне Верхней Оби / Н.Ф. Харламова / Экологический анализ региона (теория, методы, практика). □ Новосибирск, 2000. - С. 213-218.

4. Харламова Н.Ф. Оценка роли климатических изменений в эволюции природной среды внутренних районов Евразии с использованием ГИС-технологий / Н.Ф. Харламова, Л.А. Михайлова / Университетская география: Материалы Юбилейной научной конференции (9-10 декабря 2004 г.): - М.: Географический факультет, 2005. - С. 294- 300.

5. Харламова Н.Ф. Региональные изменения климата и природной среды Центральной Азии / B.C. Ревякин, Н.Ф. Харламова / Мировой океан, водоемы суши и климат // Труды XII съезда Русского географического общества. Т. 5. -СПб, 2005. - С. 369-377.

6. Харламова Н.Ф. Климат и сезонная ритмика природы Барнаула: монография / Н.Ф. Харламова, B.C. Ревякин, Б.А. Леконцев. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005. - 144 с.

7. Харламова Н.Ф. Колебания ледников и изменения климата в позднем голоцене по материалам исследований ледников и ледниковых отложений бассейна Актру (Центральный Алтай, Северо-Чуйский хребет): монография / В.П. Галахов, А.Н. Назаров, Н.Ф. Харламова. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005. - 132 с.

8. Харламова Н.Ф. Региональные особенности изменений климата юга Западной Сибири / Л.А. Михайлова, Н.Ф. Харламова, H.H. Михайлов /

«International Conferenceon Scythian Archaeology and the Archaeology of the Altai Mountains», Ghent, HetPand, December 4th to 6th, 2006.

9. Харламова Н.Ф. Тенденции изменения параметров гидроклиматического режима в бассейне ор. Обь с середины XVIII в. / Н.Ф. Харламова / География и геоэкология на современном этапе взаимодействия природы и общества: материалы Всероссийской науч. конф. «Селиверстовские чтения» (Санкт-Петербург, 19-20 ноября 2009 г.) - СПб: С-Петерб. ун-т, ВВМ, 2009. - С. 337-342.

10. Харламова Н.Ф. Тенденции изменения климата Алтае-Саянского региона / Н.Ф. Харламова / Изменение климата и непрерывное сохранение биоразнообразия в Алтае-Саянском экорегионе. Материалы межд. совещания 2327 июля 2010 г., Горно-Алтайск - с. Усть-Кокса. — Барнаул, 2010. — С. 10-24.

11. Харламова Н.Ф. Климатические изменения в пределах Алтае-Саянского экорегиона. Мировой океан, водоемы суши и климат / Н.Ф. Харламова // Труды XIII съезда Русского географического общества. - СПб., 2010. -Т. 5.-С. 369-377.

12. Харламова Н.Ф. Изменчивость гидрологических характеристик Верхней Оби под воздействием изменений регионального климата / Н.Ф. Харламова / Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов: Материалы третьей всероссийской конференции с международным участием. Барнаул, 24-28 августа 2010 г. - Барнаул: Изд-во АРТ, 2010. - С. 460-465.

И.Харламова Н.Ф. Климатические изменения в пределах Алтае-Саянского экорегиона / Н.Ф. Харламова / Мировой океан, водоемы суши и климат // Труды XIII съезда Русского географического общества. - СПб, 2010. -Т. 5.-С. 369-377.

14. Харламова Н.Ф. Изменение устойчивости экосистем Кулунды (Алтайский край) в условиях изменений климата / Н.Ф. Харламова / Науки о Земле на современном этапе. Материалы III Международной научно-практической конференции (21.12.2011). - М.: Изд-во «Спутник+», 2012. - С. 90-98.

Подписано в печать 31.10.2012. Формат 60x84 1/16. Печать - цифровая. Усл. п. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 2012 - 534

Отпечатано в типографии АлтГТУ, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 тел.: (8-3852) 36-84-61

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД №28-35 от 15.07.97 г.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Харламова, Наталья Федоровна

Введение

Глава 1. Основные теоретические положения и методы исследования состояния климата

1.1. Понятия и термины, применяемые при изучении изменений климата

1.1.1 Обзор определений понятия «климат»

1.1.2 Изменения и изменчивость климата

1.2. Методы исследований состояния и изменений климата

1.3. История изучения изменений климата на основе инструментальных наблюдений

Глава 2. Изменения климата Алтайского региона по данным инструментальных наблюдений

2.1. Оценки состояния и изменений климата России

2.2. Изменения термического режима территории Алтайского региона

2.2.1. Изменения термического режима в пределах равнинной территории

2.2.2. Изменения термического режима в пределах горной территории

2.3. Изменение режима увлажнения Алтайского региона

2.3.1. О репрезентативности данных наблюдений по количеству осадков

2.3.2. Изменение увлажнения территории Алтайского региона

Глава 3. Динамика соотношения тепло- и влагообеспеченности территории Алтайского региона

3.1. Особенности засушливости климата равнинной территории

3.2. О возможной взаимосвязи распределения температуры воздуха и годового количества осадков с солнечной активностью

3.3. Косвенные индикаторы состояния климата Алтайского 76 региона

3.4 Континентальность климата как интегральная 84 характеристика климатического режима ландшафтов

Глава 4. Экологические последствия климатических изменений в 93 Алтайском регионе на примере урожайности сельскохозяйственных культур

4.1. Воздействие климатической изменчивости на урожайность 93 сельскохозяйственных культур в равнинной части Алтайского региона

4.2. Возможные изменения климатического фактора 101 урожайности зерновых культур на равнинной территории Алтайского региона

Глава 5. Прогнозирование климатических параметров Алтайского 107 региона на современный и последующий периоды

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка и прогноз современных изменений климата Алтайского региона"

Актуальность темы исследования. В основе исследования лежит представление о климате, как важнейшем экологическом факторе, участвующем, прежде всего, в реализации законов, обеспечивающих существование и эволюционное развитие живых организмов - растений, животных, человека (Исаев, 2003). Уже первооснователь экологии, как самостоятельной науки, Э. Геккель среди фундаментальных экологических факторов обозначил приоритетность фактора климата.

В отличие от других физико-географических факторов, которые оказывают преимущественно косвенное воздействие, климат влияет на человека, живые организмы как прямой экологический фактор, создавая условия для жизни и хозяйственной деятельности. Выделяются также опосредованные воздействия климатических изменений на природную среду, экономику и население регионов. Соответственно, состояние и временная изменчивость климата определяют специфические условия среды существования организмов, а также особенности хозяйственной деятельности человека.

Климат претерпевает постоянные изменения, темпы которых, начиная с последней четверти XX в., заметно увеличились, поэтому проблема изменений климата выдвинулась в первый ряд глобальных вызовов XXI века и приоритетов международной повестки дня. Она выходит за рамки чисто научного вопроса и представляет комплексную междисциплинарную проблему, охватывающую все ключевые аспекты устойчивого развития -экологические, экономические и социальные. Своевременное выявление и оценка связанных с изменениями климата угроз устойчивому развитию и безопасности Российской Федерации, включая угрозы экономике и обороноспособности, состоянию окружающей среды, жизни и здоровью населения, относится к числу приоритетов политики Российской Федерации в области климата (Климатическая доктрина., 2009). 4

Результаты предварительного исследования особенностей климатических изменений на территории Алтайского региона свидетельствуют о значительных темпах повышения температуры воздуха при недостаточном увлажнении. Оптимизация сельскохозяйственного производства, расширение возможностей использования климата в энергетике и строительстве, минимизация рисков здоровья населения, разработка стратегии реагирования (адаптации) промышленного и сельскохозяйственного производства, населения на изменения природной среды определяют первостепенную необходимость оценки современного состояния и прогноза потенциальных изменений регионального климата. Решение этой задачи необходимо также в целях сохранения такой крупной малоизмененной территории как трансграничный Алтае-Саянский экорегион.

Объективные показатели климата, основанные на обобщении непосредственных многолетних наблюдений сети метеостанций, по мнению А.Г. Исаченко (2001) представляются более надежной базой по сравнению с различными биоклиматическими показателями, а также методами комплексной климатологии для суждения о климатических условиях и, в особенности, для сравнительной характеристики и оценки различных регионов.

Под современным периодом понимается период с начала инструментальных наблюдений. Территория Алтайского региона включает Алтайский край и Республику Алтай в административных границах.

Цель диссертационного исследования заключается в оценке состояния и изменений современного климата Алтайского региона.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучить историю развития представлений о состоянии климата и его изменчивости, основные результаты оценки изменений климата земного шара в целом и территории Российской Федерации;

- охарактеризовать изменения климата равнинной и горной частей региона по данным инструментальных наблюдений; 5

- исследовать динамику соотношения тепло- и влагообеспеченности территории Алтайского региона;

- рассмотреть экологические последствия климатических изменений на примере урожайности сельскохозяйственных культур в пределах равнинной территории;

- получить оценки ожидаемых изменений регионального климата на основе математико-статистических и геоинформационных методов исследования.

Объектом исследования является климат Алтайского региона, его состояние и изменения.

Предмет исследования - пространственно-временные закономерности климатических изменений, влияющие на природные компоненты, условия жизнедеятельности населения и функционирование отраслей экономики.

Теоретико-методологической базой диссертационного исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых в области географии и геоэкологии, затрагивающие проблемы изменений природной среды, оценки тенденций пространственно-временной динамики и устойчивости отдельных компонентов, в том числе, климата: А.И. Воейкова, A.B.

Шнитникова, М.И. Будыко, С.П. Хромова, Е.С. Рубинштейн, A.C. Монина,

Ю.А. Шишкова, A.B. Кислова, Г.В. Грузы, Э.Я. Раньковой, Б.Г. Шерстюкова,

Ю.П. Переведенцева, А.П. Сляднева и др.

Исходные материалы. Информационную базу составили данные метеорологических станций государственной наблюдательной сети

Росгидромета (http://www.meteo.ru) за основной период 1966-2009 гг. в сравнении с данными ГМС Барнаул за 1838-2011 гг., опубликованные на официальном сайте, в климатологических справочниках (Климатологический справочник. ,1956а; Климатологический справочник., 19566;

Климатологический справочник., 1957; Справочник по климату., 1970;

Справочник по климату., 1977 и др.), а также хранящиеся в фондах

Западно-Сибирского ЦГМС; статистические данные, предоставленные

Главным управлением по сельскому хозяйству администрации Алтайского 6 края; цифровые карты; результаты экспедиционных исследований, в том числе, с участием автора.

Методы исследования. При решении задач исследования использовался комплекс географических, геоэкологических, математико-статистических, картографических и геоинформационных методов исследования.

Научная новизна:

- получены оценки изменений температуры воздуха, количества осадков, дат перехода температуры воздуха через устойчивые пределы и других климатических параметров по данным метеостанции Барнаул и репрезентативным станциям Алтайского региона в пределах равнинной и горной территории;

- выявлено распределение температуры воздуха и осадков для территории Алтайского региона в течение 11-летних циклов солнечной активности;

- для 109 метеостанций Западной Сибири и гор Алтая по различным методикам рассчитан индекс континентальное™ климата, являющийся интегральной характеристикой климатического режима ландшафтов и одним из агроклиматических показателей для мониторинга изменений климата, построены карты континентальности по индексам H.H. Иванова, В. Ценкера, С.П. Хромова, предложен региональный индекс континентальности ИКрегион;

- определена статистическая зависимость урожайности зерновых культур в равнинной части региона от климатических факторов на примере районов Кулундинской равнины и Приобского плато;

- построена серия карт пространственной изменчивости температуры воздуха Алтайского региона на современный и прогнозный период 2025-2034 гг.

Практическая значимость. Полученные оценки и результаты позволяют решать задачи устойчивого развития Алтайского региона: оптимизации сельскохозяйственного производства, использования 7 климатических ресурсов в энергетике и строительстве, минимизации рисков здоровья населения, разработки стратегии реагирования (адаптации) промышленного и сельскохозяйственного производства, населения на изменения природной среды, а также в целях сохранения биоразнообразия в пределах Алтае-Саянского экорегиона.

Разработанная методика статистического моделирования приземной температуры воздуха для современных и возможных в будущем условий на основе цифровой модели рельефа 8ЯТМ (1984 г.) и регрессионных зависимостей распределения Тгод как функции высоты, широты и долготы местности, полученная серия карт предоставляют возможность комплексного анализа климатических ресурсов на региональном уровне для разнообразных целей.

Теоретические и практические рекомендации, изложенные в диссертации, используются в учебном процессе географического и биологического факультетов Алтайского госуниверситета в рамках курсов «Учение об атмосфере», «Метеорология и климатология», «География Алтайского края», а также разработанных автором - «Экологическая климатология», «Прикладная климатология». Серия карт по оценке термических ресурсов и увлажнения, максимальных снегозапасов для Алтайского региона вошли в Атлас снежно-ледовых ресурсов мира (Москва, 1997), Атлас Алтайского края (1991), Атлас Барнаула (2006). Полученные результаты внедрены в Программу «Формирование Южно-Алтайского эколого-экономического района» и «Генеральную схему комплексного использования и охраны природных ресурсов бассейна р. Алей», Концепцию «Изменения климата и биоразнообразие в российской части Алтае-Саянского экорегиона».

Материалы исследования использовались при выполнении следующих грантов: Минобразования России в области естественных и точных наук Е

00-10.0-33 «Эволюция ландшафтной структуры в условиях глобального изменения климата (на примере юга Западной Сибири)»; РФФИ 05-05-648158 а «Региональные изменения климата и других компонентов природной среды. Современное состояние, оценки, прогнозы»; РФФИ 11-04-98061-р «Состояние растительного покрова Кулунды в условиях изменений климата и систем землепользования»; РГНФ 11-01-00001а «Сохранение экосистемы степи Кулунды при непрерывном сельскохозяйственном использовании как необходимый элемент адаптации к климатическим и почвенным изменениям»; международного научно-исследовательского проекта «КУЛУНДА» - как предотвратить глобальный синдром «DUST BOWL» -«ПЫЛЬНЫХ БУРЬ».

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 106 публикациях и двух монографиях, из них 9 статей опубликованы в журналах, входящих в перечень ВАК.

Апробация работы. Основные теоретические и методические положения, а также результаты исследований докладывались на международных, всероссийских и региональных конференциях (более 60), среди которых международный симпозиум «Изменения климата и окружающей среды Центральной Азии» (Чита, 2003), международная конференция «Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений» (Москва-Барнаул, 2003), расширенный семинар «Экологическая безопасность и устойчивое землепользование горных и степных территорий Монголии и Алтая» в рамках Научной Программы НАТО (Барнаул, 2004), XII съезд Русского географического общества (Санкт-Петербург, 2005), международная конференция по проблемам гидрометеорологической безопасности «Прогнозирование и адаптация общества к экстремальным климатическим изменениям» (Москва, 2006), Всероссийская научная конференция («СЕЛИВЕРСТОВСКИЕ ЧТЕНИЯ») «География и геоэкология на современном этапе взаимодействия природы и общества» (Санкт-Петербург, 2009), третья всероссийская конференция с международным участием

Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов» (Барнаул, 2010), 9 международное совещание «Изменение климата и непрерывное сохранение биоразнообразия в Алтае-Саянском экорегионе» (Горно-Алтайск-Усть-Кокса, 2010), международная научно-практическая конференция «Трансграничное сотрудничество: экономические и социально-гуманитарные аспекты развития Большого Алтая» (Барнаул-Белокуриха, 2010), XIII съезд Русского географического общества (Санкт-Петербург, 2010), VI международная научно-практическая конференция «Аграрная наука -сельскому хозяйству» (Барнаул, 2011), научно-практическая конференция «Изменение климата в Алтае-Саянском экорегионе - стратегии смягчения и адаптации» (Барнаул, 2011), всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Алтайский край: состояние и перспективы развития» (Белокуриха, 2012 г.) и др. Автор участвовала в реализации проекта ПРООН/ГЭФ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского экорегиона».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем работы - 158 страниц, 25 таблиц, 56 рисунков и 2 приложения. Список литературных источников включает 208 наименований, в том числе 12 иностранных.