ИЗВЕСТИЯ РАН. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА, 2011, том 47, № 6, с. 709-716
УДК 551.5
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕТНЕЙ ЖАРЫ 2010 г. НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ В КОНТЕКСТЕ ОБЩИХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА И ЕГО АНОМАЛИЙ
© 2011 г. И. И. Мохов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 3
E-mail: mokhov@ifaran.ru Поступила в редакцию 30.05.2011 г.
Особенности экстремальной летней жары 2010 г. в европейской части России анализируются на фоне глобальных и региональных изменений климата с учетом антропогенных воздействий и природных аномалий, обусловленных, в частности, явлениями Эль-Ниньо/Ла-Нинья. В связи с изменениями климата оцениваются тенденции характеристик активности атмосферных блокирующих антициклонов (блокингов), с которыми связано формирование режимов засух и увеличение риска пожаров в средних широтах.
Ключевые слова: климат, естественные изменения, антропогенные изменения, региональные аномалии, моделирование, блокинги, экстремальная жара, засуха, риски, лесные пожары, эффекты Эль-Ниньо/Ла-Нинья.
ВВЕДЕНИЕ
Аномальный режим летней жары 2010 г. на европейской части России был связан с очень длительным — около двух месяцев — блокированием западного переноса в тропосфере средних широт Северного полушария. Эта сильнейшая аномалия была особо выделена Всемирной метеорологической организацией (http://www.wmo.int/) среди основных событий 2010 г. Засуха 2010 г. в России по ее последствиям оценена как наиболее значимая за последние 60 лет (http://www.meteorf.ru/).
С явлениями блокирования в атмосфере (бло-кингами) связано формирование продолжительных (более двух недель) аномалий циркуляционного, термического и гидрологического режимов, сопровождающихся засухами с пожарами летом или сильными морозами зимой [1—15].
Установившийся летом 2010 г. над европейской территорией России блокирующий антициклонический режим был экстремальным по своей продолжительности. Согласно [11], длительность летних блокирующих антициклонов в течение последних четырех десятилетий в Северном и Южном полушариях не превышала трех недель, а самые продолжительные зимние периоды антициклонической погоды длились не больше месяца. Следует отметить, что максимальная частота блокирования летом в Европе в среднем приходится на область около 30° Е [4, 8, 16], а зимой рас-
полагается западнее — около Гринвичского меридиана.
Лето 2010 г. на европейской территории России было рекордным не только по погодно-климати-ческим характеристикам, но и по последствиям. Согласно [17], экстремальные погодные условия лета 2010 г. на европейской территории России привели к огромным человеческим и экономическим потерям. Дополнительная смертность населения России в июле—августе этого года по сравнению с соответствующим периодом предыдущего года оценивается в 58 тысяч человек (http://ifaran. ru/science/seminars/Summer2010 .html). Наиболее сильное воздействие на людей оказали продолжительные высокие температуры и резкое ухудшение качества воздушной среды. Значительное превышение предельно допустимых концентраций токсичных химических соединений в атмосферном воздухе было вызвано неблагоприятными метеорологическими условиями, которые способствовали накоплению загрязнений в приземном слое атмосферы, и поступлением в атмосферу продуктов горения лесов и торфяников. Наряду с очевидным экстремальным количеством аэрозолей в приземном воздухе, не менее негативное воздействие на здоровье людей и экологический режим оказывало невидимое существенное изменение газового состава атмосферы [18].
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ, ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕТА 2010 г.
Аномально высокая температура летом 2010 г. в сочетании с низкой влажностью в условиях блокирующего режима в атмосфере привели к формированию обширной засухи и, как следствие, — к пожарам, вызвавшим сильнейшее загрязнение атмосферы [19]. Засухи — сложные комплексные явления с сильнейшими региональными аномалиями температуры и влажности (осадков, влагосо-держания почвы) [20, 21]. Они формируются летом, а также весной и осенью в безоблачных условиях при антициклоническом атмосферном режиме. Образование блокирующих антициклонов в тропосфере (блокингов) является необходимым, но не достаточным (например, при повышенных осадках в предшествующие сезоны) условием засухи в средних широтах [1]. Летом антициклонические условия при достаточно большой инсоляции в средних широтах приводят к аномально теплым и сухим режимам, тогда как циклонические условия соответствуют дождливым и более холодным режимам. В качестве примеров длительных антициклонических (блокирующих) режимов в атмосфере можно отметить бло-кинги 1972 и 2002 гг., приведшие к засухам и пожарам в европейской части России.
Последние годы выявили тенденцию увеличения числа и интенсивности региональных гидрометеорологических аномалий на фоне глобальных климатических изменений. Это характерно, в частности, для российских регионов. Согласно данным Росгидромета (http://www.meteorf.ru) в России среднее число опасных гидрометеорологических явлений с существенным экономическим и социальным ущербом в последние 5 лет (2006— 2010 гг.) и в предыдущие 5 лет (2001—2005 гг.) было соответственно в 2.3 и 1.6 раза больше, чем для более раннего 5-летнего периода 1996—2000 гг. Наибольшее число таких явлений было в 2010 г. При этом следует отметить, что, хотя глобально последний год был в числе трех самых теплых лет, в России он был только на 22 месте среди теплых лет. (Последнее не случайно и связано, в частности, с блокинговой активностью в атмосфере.) Так, летом 2010 г., в связи с блокинговым режимом и жарой на европейской части России, в западной Сибири сформировался циклонический режим с аномально холодной погодой. Кроме того, зима в России в этот год была аномально холодной, что тоже связано с блокинговой активностью. При этом в 2010 г. отмечены сильнейшие аномалии для отдельных сезонов в России в целом и в разных регионах. Наряду с рекордным летом, в России в последний год были отмечены аномально холодная зима и аномально теплая осень. Локальные
среднемесячные аномалии приповерхностной температуры достигали 8°С летом и —11°С зимой.
Еще в начале 1970-х годов делались выводы, что в конце XX века антропогенное потепление приведет к общему уменьшению количества весенне-летних осадков и увеличению частоты засух в зонах неустойчивого увлажнения, в частности, в степной и лесостепной зонах, что имеет большое значение для сельского хозяйства. Согласно [22], более 60% посевных площадей в России, дающих до 2/3 валового сбора зерна в стране, находятся в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения. В годы сильных засух снижение урожайности в этих регионах достигает 60% и более по сравнению с годами благоприятного увлажнения. В целом для России в последние два десятилетия XX века в годы сильных и обширных засух сборы зерна уменьшались почти наполовину.
В [23] на основе анализа характеристик засушливости в вегетационный период (май—июль) в различных российских регионах был сделан вывод, что наибольшее значение, в частности для сельского хозяйства, имеет не столько повышение приповерхностной температуры, сколько связанное с потеплением изменение режима увлажнения, в том числе увеличение частоты засух в областях недостаточного увлажнения. Оценки изменений характеристик засух в российских регионах сделаны, например, в [21, 24—29]. В [21] отмечены особенности аномальной засухи 2010 г. в российских регионах. Согласно [21], подобной засухи в Приволжском и Центральном округах не отмечалось за весь период анализировавшихся данных с конца XIX века.
Необходимо отметить, что для российских сельскохозяйственных регионов, в частности в европейской части, в вегетационный период (с мая по июль) характерна отрицательная корреляция осадков с приповерхностной температурой [21, 27—29]. При потеплении это способствует формированию более засушливых режимов. Подобная общая тенденция связана с изменением циркуляции атмосферы и эффективности влагопереноса с Атлантики во внутриконтинентальные регионы (в том числе в российские регионы с неустойчивым влагообеспечением) при климатических изменениях.
АТМОСФЕРНЫЕ БЛОКИНГИ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ КЛИМАТИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ
На фоне общих долгопериодных тенденций выделяются резкие погодно-климатические аномалии типа летних засух и экстремальных зимних морозов, в частности летней засухи и зимних морозов 2010 г., связанных с образованием атмосферных блокингов. Адекватное понимание гене-
зиса засух невозможно без понимания условий формирования и эволюции атмосферных бло-кингов. По результатам анализа характеристик тропосферных блокингов в Северном полушарии для последних десятилетий [30—32] по данным ВНИИГМИ—МЦД [33-34] и данным реанализа NCEP/NCAR при общем потеплении Северного полушария отмечено проявление общего увеличения времени жизни летних блокингов, их количества и общей длительности. Общая тенденция увеличения характерного времени формирования (диссипации) и времени жизни блокингов Северного полушария при общем приповерхностном потеплении, отмечена, например, в [7] по эмпирическим данным для последних десятилетий XX века.
Наряду с общими тенденциями изменений режимов температуры и осадков в XX веке отмечены внутри- и междесятилетние региональные вариации, в том числе в северной Евразии, в частности в российских регионах. Так, например, при спектральном и вейвлетном анализе выявлены различные моды изменений индексов засушливости - от циклов с периодом несколько десятков лет до квазидвухлетней цикличности. При этом отмечены существенные различия для европейских и азиатских регионов России.
Значительные внутри- и междесятилетние региональные вариации климата связаны, в частности, с квазидвухлетней цикличностью, явлениями Эль-Ниньо/Ла-Нинья, Северо-Атлантическим и Арктическим колебаниями [6, 30, 35, 36]. Сильнейшие региональные изменения отмечены в этот период в бассейне Каспийского моря с изменением осадков, стока Волги и уровня Каспия.
При этом выявлена статистически значимая связь этих изменений с явлениями Эль-Ниньо, характеризуемыми пол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.