научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВЫСОКОГОРНОЙ РЕКИ ЧЕРЕК-БЕЗЕНГИЙСКИЙ Биология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВЫСОКОГОРНОЙ РЕКИ ЧЕРЕК-БЕЗЕНГИЙСКИЙ»

ЗГлоЗ^лЬИЫе и региональные изменений климй^й

УДК 504.4:556.53

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВЫСОКОГОРНОЙ РЕКИ ЧЕРЕК-БЕЗЕНГИЙСКИЙ

М. А. Газаев, доктор химических наук,

профессор. Министр природных ресурсов КБР,

ФГБУ Кабардино-Балкарский высокогорный

государственный природный заповедник,

kb_zapovednik@rambler.ru,

Э. А. Агоева, научный сотрудник,

ФГБУ Кабардино-Балкарский высокогорный

государственный природный заповедник.

eleonora_agoeva@mail.ru,

Х.-М. М. Газаев, и. о. директора

ФГБУ Кабардино-Балкарский высокогорный

государственный природный заповедник,

kb_zapovednik@rambler.ru,

А. Б. Иттиев, к. х. н., доцент, ФГБО ВПО

«Кабардино-Балкарский государственный

аграрный университет им. В. М. Кокова»,

kb_zapovednik@rambler.ru

В условиях климатических изменений, исследования ионного состава горно-ледниковых бассейнов приобретает актуальность, так как влияет на гидрологический цикл рек. Анализ данных показал, что основными особенностями сезонного стока рек в последнее десятилетие практически по всей России было увеличение их водности в зимний период. В связи с этим в данной работе поставлена цель, оценить влияние изменения климата на ионный состав речных вод, во время зимней межени и летнего паводка за период с 2006 по 2012 г. Объектом исследования являлись высокогорные речные воды Северного склона Центрального Кавказа, Безенгийского ущелья — река Черек-Безенгийский. Исследовался участок реки протяженностью 33 км, из которых 14 км проходят по территории Кабардино-Балкарского Государственного высокогорного заповедника. Проведенные исследования выявляют изменения в ионном составе речных вод для периода зимней межени. Это связано с потеплением климата на планете, способствующего таянию ледников и снежников и как следствие увеличение объема водного стока в зимний период, который привел к разбавлению речных вод и снижению уровня концентраций ионного состава в единице объема.

In the context of climate change, the study of ionic composition of mountain glacial basins is vitally important, as it influences the hydrological cycle of the river. Data analysis showed that in the last decade the main feature of the seasonal runoff in Russia was the increase of water content in winter. In this regard, this work is aimed at the assessment of the impact of climate change on the chemical composition of the river waters during winter low water and the summer floods in the period from 2006 to 2012.

The object of the study was mountain river water of the Cherek-Bezengiisky river on the Northern slope of the Central Caucasus, the Bezengi valley. The studied section of the river is 33 km long, of which 14 km run through the territory of the Kabardino-Balkarian State Highland Reserve.

The study revealed some changes in the ionic composition of the river waters for the winter low water period. This is due to the warming of the planet, contributing to the melting of glaciers and snowfields and as a consequence to the increase of water flow during the winter period, which led to the dilution of the river water and low concentrations of ionic composition in a unit volume.

Ключевые слова: изменение климата, ионный сток, зимняя межень, катастрофы гидрологического характера.

Keywords: climate change, Ion flow, Winter low water, Hydrological disasters.

Введение. Природные воды, являясь носителем вещества и энергии, выступают в качестве динамичного объекта, объединяющего в себе взаимодействия атмосферы, гидросферы, криосферы, деятельного слоя суши и биосферы. Климат — один из основных факторов, вызывающих наиболее резкие и частые колебания процессов тепло- и влагообмена на обширных территориях, а в конечном счете изменения структуры и функционирования природных экосистем регионального масштаба.

В данной работе рассматривается влияние изменения климата на ионный состав речных вод в разные фазы водного режима. Объектом исследования являлась высокогорная река ледникового питания — Черек-Безенгийский, протяженностью от истока до замыкающего створа — 33 км, из которых 14 км проходят по тер-

ритории Кабардино-Балкарского Государственного высокогорного заповедника.

Методы и результаты исследования. Исходя из особенностей гидрологического режима рек Кабардино-Балкарской республики (КБР) и с учетом труднодоступности исследуемой реки, отбор проб было решено проводить: во время минимального стока, когда река переходит на подземное питание — зимняя межень и во время максимального стока, когда интенсивно тают ледники, и происходит активная эрозия русла реки — летний паводок.

В условиях климатических изменений, исследования ионного состава горно-ледниковых бассейнов приобретает актуальность, так как горные экосистемы более чувствительны к изменениям окружающей среды. Так же актуальность данного исследования повышается в связи с рекреационным значением вод исследуемой реки, так как она относится к главной водной артерии КБР — р. Терек, и питает своими водами один из трех южных морей России — Каспийское. Так как это море относится к замкнутому, то для него имеет значение такой гидрометеорологический параметр, как «уровень», который зависит от соотношения составляющих водного баланса и, в первую очередь, от притока речных вод [1].

Анализ фактических данных показал, что изменения температуры воздуха, уровня атмосферных осадков, снежного покрова, а также состояния горных ледников имеют определяющее значение для водных ресурсов, влияя на гидрологический цикл рек и условия хозяйственной деятельности в ряде регионов, где она зависит от состояния этих объектов.

Основными особенностями сезонного стока рек в последнее десятилетие было увеличение их водности в зимний период практически по всей России [2]. В связи с этим в статье особое внимание уделяется изменению ионного стока в зимнюю межень. К сожалению, отсутствие гидрологических сетей наблюдения на высокогорьях северного склона Большого Кавказа не позволяет в полной мере оценить влияние изменения климата на сток рек, в связи с этим использовались климатические сведения по всей России.

Следствиями роста зимних температур воздуха являются: 1) увеличение доли осадков, выпадающих в жидком виде; 2) увеличение числа и интенсивности оттепелей; 3) увеличение питания грунтовых вод при продолжительных оттепелях; 4) увеличение поверхностного притока в реку за счет растаявшего снега; 5) уменьшение глубины промерзания почвы;

6) увеличение водности, особенно в зимний период. В результате этих процессов значительно увеличивается влажность деятельного слоя почвы, усиливается питание подземных вод и происходит повышение их уровня.

Анализ данных об изменении температуры воздуха за 25—30 лет XX века (рис. 1) свидетельствует о том, что этот период был не только самым теплым, но и самым влажным за все время индустриальных наблюдений. Скорость роста температуры приземного воздуха за 1998—2012 гг. составила от 0,05 до 0,15 °С/10 лет [3].

Существующие модели климата предполагают, что увеличение средней глобальной температуры воздуха в приповерхностном слое атмосферы приводит к увеличению глобальной суммы осадков главным образом за счет увеличения испарения с поверхности океана. Судя по некоторым оценкам, повышение средней глобальной температуры на 1 °С приводит к увеличению глобальной суммы осадков на 1,6—2,6 % или на 20—30 мм/год в абсолютных единицах.

Наряду с общим увеличением годовых сумм осадков (рис. 2) существенные изменения отмечаются как в сезонном распределении, так и в изменении типов осадков. За последние 25—30 лет XX века в высоких широтах значительно увеличилась доля жидких осадков в холодное время года. Увеличение водности в осенне-летний период может быть связано с увеличением повторяемости конвективных осадков и увеличением в их доли ливневых дождей, что хорошо согласуется с изменением циркуляционного индекса североатлантического колебания. Увеличение количества зимних осадков, выпадающих на верхнюю кромку снега в виде дождя, ускоряет таяние снежного покрова, влияя на сток рек и увеличивая риск катастроф гидрологического характера [3].

Изменение климата, в первую очередь изменение термического режима и уровня осадков, непосредственно сказывается и на состоянии криосферы, т. е. снежного покрова и горных ледниковых систем. Исследования показали, что площадь снежного покрова и величина снегозапасов коррелируют с температурой воздуха зимой. Данные о площадях горного оледенения свидетельствуют о том, что происходит его деградация. Этот процесс имеет определяющее значение для формирования стока рек, имеющих ледниковое и смешанное горноледниковое питание. Так, например, результаты современных полевых исследований показали, что в последние десятилетия у рек Боль-

шого Кавказа с ледниковым питанием, начиная с 1970 по 2000 г., наметилось увеличение стока, что связано с увеличением атмосферных осадков и таянием ледников. При этом площадь оледенения на северном склоне Большого Кавказа сократилась на 41,7 %, а на южном — на 32,1 %. Также спутниковые данные показывают, что, начиная с конца 1960-х годов,

произошло уменьшение площади снежного покрова примерно на 10 %, а наземные данные показывают, что в течение 20-го столетия произошло уменьшение примерно на 2 недели продолжительности существования ледяного покрова на реках и озерах и повсеместное отступание горных ледников в неполярных районах [4].

Аномалии

huillín iiiiliinliiiiliniliiiiliiiiiiiiliiiiíiiiitiiiliiiiliiiiliiiiliiiil liiiihinliiiliiiiliiiiliiilMiiliiiiliiiliiiiliiiiliiiliiiiliiiiliiiiliiiil

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

рассчитаны как отклонения от среднего за 1961—1990 гг. Сглаженная кривая получена 11-летним скользящим осреднением. Линейный тренд проведен по данным за 1976—2011 гг.

Рис. 1. Средние годовые (вверху) и сезонные аномалии температуры приземного воздуха (°С), осредненные по территории РФ. 1936—2011 гг.

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961—1990 гг. Сглаженная кривая получена

11-летн

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

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»