научная статья по теме ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ И ПЛОТНОСТИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТОЛЩИНЫ И ПЛОТНОСТИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ»

Лёд и Снег • 2014 • № 4 (128)

УДК 551.583:551.578.46

Пространственная и временная изменчивость толщины и плотности снежного покрова

на территории России

© 2014 г. Н.И. Осокин, А.В. Сосновский

Институт географии РАН, Москва alexandr_sosnovskiy@mail.ru

Spatial and temporal variability of depth and density of the snow cover in Russia

N.I. Osokin, A.V. Sosnovsky

Institute of Geography RAS, Moscow

Статья принята к печати 21 июля 2014 г.

Толщина снежного покрова, плотность, пространственная и временная изменчивость.

Density, snow cover depth, spatial and temporal variability.

По данным маршрутных снегосьёмок установлена пространственная и временная изменчивость толщины и плотности снежного покрова на территории России с 2001 по 2010 г. Построены карты распределения средней толщины и плотности снежного покрова на территории России в ноябре, январе и марте. Сравнение с периодом 1966-2000 гг. показало, что в последние годы в ноябре толщина снежного покрова стала меньше на 40% на северо-востоке Европейской территории России, в центральных районах Западной Сибири, а также на северо-востоке Сибири. Анализ максимальной толщины снежного покрова за эти периоды показывает рост толщины снежного покрова на 40% на севере Тюменской области, в ряде районов юга Европейской территории России и в Западной Сибири. Вместе с тем на севере Якутии и в районах восточнее р. Лена, а также в центральных районах Западной Сибири максимальная толщина снега снизилась на 15%. Рост максимальной плотности снежного покрова в 20012010 гг. относительно 1966-2000 гг. не превышает 6%. Значительное снижение этого параметра (до 20%) характерно для верхнего течения р. Лена и районов восточнее р. Индигирка.

Spatial and temporal variability of snow density and depth was studied from data obtained in 2001-2010 by means of snow survey routes on the Russia's territory. Maps of distribution of the snow cover depth and density have been constructed for months November, January, and March. It was found that recently in November the snow cover depth decreased on the north-east of the European part of the territory, in central regions of the West Siberia, and on the north-east of Siberia. Maximal density of snow increased during this period up to 6%.

Введение

Потепление климата изменяет термический режим грунтов [6, 15], который связан как с изменениями температур, так и с толщиной снежного покрова [4, 5, 7]. В работе [12] отмечается, что на Восточно-Европейской равнине на температуру почв и грунтов главным образом влияет температура воздуха, тогда как в Сибири — толщина снежного покрова. Многие авторы исследовали толщину снежного покрова. Так, в работе [13] рассмотрено отклонение среднего месячного значения толщины снежного покрова за 1991—2005 гг. от нормы за 1961—1990 гг.; отмечается, что наибольший рост толщины снежного покрова характерен для восточной части Европейской территории России (ЕТР), Западной и Восточной Сибири, Приморья и Камчатки. Незначительные отрицательные аномалии наблюдаются на небольших участках в западной части ЕТР, Забайкалье, в верховье Лены и на Чукотке.

Согласно данным исследования [2], положительный тренд толщины снежного покрова за 1986—1995 гг. составил 0,4 см/год для Европейской равнины и 1,4 см/год для Западной Сибири. Статистический анализ характеристик снежного покрова в Северной Евразии в базовый период

(1951—1980 гг.) и в период современного потепления (1989—2006 г.) даётся в работе [14]. Максимумы снегозапасов отмечаются на Восточно-Европейской равнине — в Предуралье и в бассейне р. Мезень, а минимумы — в Забайкалье и на юге Восточно-Европейской равнины. Наибольшая аккумуляция снега на севере Европы характерна для низовьев Печоры. В континентальной части Северной Евразии максимальная толщина снега — в среднем течении Енисея.

В последние десятилетия наиболее значительный рост толщины снега происходит на востоке ЕТР и в Западной Сибири. Очаги снижения толщины снежного покрова приурочены к низовьям Лены (до 12 см), северу Амурской области, югу Якутии (до 13 см) и юго-востоку Западной Сибири. Анализ динамики изменения толщины снежного покрова в отдельные месяцы показал [1], что многолетняя тенденция роста снегозапасов для Северной Евразии определяется увеличением прироста месячных снегозапасов января на ВосточноЕвропейской равнине и приростом снегозапасов в декабре для севера Восточной Сибири.

Глубина промерзания грунта в значительной степени зависит не только от изменения толщи-

Рис. 1. Места расположения метеостанций с маршрутными сне-госъёмками в лесу (а) и поле (б) и их высота над уровнем моря Fig. 1. The locations of the weather stations with measurements of snow cover depth on routes in the forest (a) and in the field (б) and their altitude above sea level

ны снежного покрова, но и от внутригодовой динамики метеопараметров, в частности от динамики снегонакопления в первой половине холодного периода. Так, снежный покров небольшой толщины в начале зимы и низкие температуры воздуха в этот период способствуют быстрому промерзанию грунта [10]. Поэтому так важна характеристика толщины снежного покрова в ноябре—декабре, когда в основном и промерзает сезонно-талый слой. В Центральной Якутии на фоне значительного повышения средней годовой температуры воздуха с 1975 по 2000 г. толщина снежного покрова уменьшилась, что существенно повысило устойчивость криолитозоны к потеплению климата [11].

Влияние климата, безусловно, способствует изменению характеристик снежного покрова, в том числе параметров, определяющих его теплоизоляционные свойства, т.е. толщины, плотности и стратиграфии снежного покрова [8, 9]. Первые два параметра измеряются на метеостанциях при маршрутных снегомерных работах. Задачи нашей работы — оценить современное состояние снежного покрова за 2001—2010 гг., а также проанализировать изменчивость максимальных и месячных значений толщины и плотности снежного покрова на территории России относительно их значений в 1966—2000 гг.

Пространственно-временная изменчивость толщины снежного покрова

Как известно, теплоизоляционные свойства снежного покрова, определяющие теплофизиче-ское состояние почв и грунтов, зависят от толщины снежного покрова и его плотности [3]. Плотность снега определяется метеорологическими

условиями и толщиной снежного покрова, которая характеризуется пространственно-временнбй изменчивостью. При анализе современного состояния и изменчивости параметров снежного покрова рассматривались их максимальные значения, а также средние месячные значения за ноябрь, январь и март. Эти значения рассчитывались за 1966-2000 и 2001-2010 гг. При анализе климатических изменений использовались данные ВНИИГМИ-МЦД (http://www.meteo.ru). В основном брали данные метеостанций, расположенных на равнинах, где вместе с измерением толщины снежного покрова на метеоплощадке были проведены маршрутные снегосъёмки. Выбрано 77 метеостанций со снегосъёмкой в лесу (рис. 1, а) и 83 метеостанции со снегосъёмкой в поле (см. рис. 1, б). После исключения из общего числа 24 метеостанций, где выполнялись снегосъёмки как в лесу, так и в поле, для анализа изменчивости толщины и плотности снежного покрова осталось 112 метеостанций (рис. 2, а).

На рис. 2 приведены максимальные и средние месячные значения толщины снежного покрова по данным маршрутных снегосъёмок за период 2001-2010 гг. Наибольшая толщина снежного покрова в ноябре (до 55 см) приурочена к бассейнам среднего и нижнего течения рек Енисей и Лена, а наименьшая — до 10% — к районам Забайкалья, а также южным районам ЕТР и Западной Сибири (см. рис. 2, а). На севере ЕТР в ноябре толщина снега достигает 25 см, хотя в центральных районах она не превышает 10 см. Сравнение ноябрьской средней толщины снежного покрова в 2001—2010 и 1966—2000 гг. показало значительное уменьшение

Рис. 2, а—з. Пространственная и временная изменчивость толщины снежного покрова на территории России. Средние значения толщины снежного покрова в 2001—2010 гг.: а - ноябрь; б - январь; в - март; г — максимальные значения; изменение толщины снежного покрова в 2001—2010 гг. относительно 1966—2000 гг.: д — ноябрь; е — январь; ж — март; з — максимальные значения; треугольник — места расположения метеостанций с данными маршрутных снегосъёмок толщины снежного покрова (а)

Fig. 2. The spatial and temporal variability of the snow depth on the Russian.

Average values of snow depth in 2001-2010, months: а - November; б - January; в - March; г - maximum values; dianges of snow depth in 2001-2010 relative to 1966-2000 in months: д - November; е - January; ж - March; з - maximum values; triangle - the location of weather stations with measurements of snow depth on routes (а)

толщины снега (до 40%) на северо-востоке ЕТР (бассейн р. Печора), в центральных районах Западной Сибири и на северо-востоке Сибири. Менее значительное снижение толщины (на 10—20%) отмечается в восточных районах ЕТР. При этом толщина покрова на севере Красноярского края и в Тюменской области возросла на 20-30%, а на востоке Якутии — на 10% (см. рис. 2, д).

В январе толщина снежного покрова на севере России увеличилась на 70—100% по сравнению с ноябрём и достигла 90 см в среднем и нижнем течении р. Енисей. Рост толщины снежного покрова

на 150—200% произошёл на севере и в центральной части ЕТР (см. рис. 2, б). Сравнение толщины снежного покрова в январе 2001—2010 и 1966—2000 гг. (см. рис. 2, е) показало, что наибольшее снижение толщины снежного покрова (10—20%) отмечается в Мурманской области, Республике Карелия, в междуречье среднего течения рек Обь и Енисей, в бассейне среднего и нижнего течения р. Лена, восточнее р. Индигирка. В январе на севере Сибири, восточнее р. Лена, толщина снежного покрова снизилась на 5—10%, тогда как на юге Сибири она увеличилась на 5—15%. На севере ЕТР в январе отме-

чается рост толщины снега на 10—20% в первую декаду XXI в. в нижнем течении р. Печора. Наибольший рост толщины снежного покрова для января (20—40%) характерен для верхнего течения р. Обь и северных районов Тюменской области.

В марте наибольшая толщина

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.

Показать целиком