Климатические условия бассейна реки Нуры

В статье рассматриваются климатические условия бассейна реки Нуры. Изучены основные особенно­сти формирования климата исследуемой территории. На основе климатической характеристики бас­сейна реки Нуры выделены элементы, оказывающие существенное влияние на миграцию и аккумуля­цию загрязняющих веществ в природной среде, такие как температурный режим, осадки и ветры. На основе многолетних данных составлена роза ветров.

Территория бассейна реки Нуры расположена в зоне континентального и засушливого климата. Это обусловлено ее удаленностью от больших водных пространств, а также свободным доступом в пределы территории теплого субтропического воздуха среднеазиатских пустынь и холодных сухих арктических воздушных масс. Для теплого полугодия характерны высокая температура воздуха, незначительные осадки и довольно низкая относительная влажность, а для холодного полугодия — продолжительная суровая зима с устойчивым снежным покровом, значительными скоростями ветра и частыми метелями. Коротко рассмотрим климатические особенности исследуемой территории.

Весна наступает в конце марта - начале апреля и длится всего 1-2 месяца. Лето продолжается 4-5 месяцев. Осень, как и весна, короткая. Зима начинается в ноябре, заканчивается в марте. Число ясных дней в году в Караганде составляет 80, в нижнем течении Сарысу — 112. Средняя годовая температура воздуха колеблется от 1,8 °С (Аксуаюлы) до 6,5 °С (Жетыконыр). Осенью переход к от­рицательным температурам происходит обычно в третьей декаде октября - первой декаде ноября. Абсолютный минимум колеблется от 35 °С до 40 °С мороза.

Среднегодовое количество осадков — от 120 до 250 мм. За теплый период (апрель-октябрь) бы­вает 170-240 мм. Осадки выпадают в виде слабых дождей или снегопадов. Максимальные суточные суммы осадков за год достигают 50-60 мм (г. Караганда).

Осадки отсутствуют иногда 50-60 дней. Устойчивый снежный покров на большей части рас­сматриваемой территории устанавливается во второй половине ноября - начале декабря. К концу зи­мы толщина снега достигает 25-30 см. Таяние снежного покрова начинается в марте, полный его сход наблюдается в первой половине апреля. Суммарное годовое испарение с поверхности почвы из­меняется от 170 до 300 мм. Средний слой испарения с водной поверхности 680-1000 мм. Средняя густота гидрографической сети 0,2 км/км², более густая сеть в верховьях (0,4-0,5 км/км²). Водосборы большинства рек расположены на высоте 650-900 м, у некоторых мелких рек второго порядка — 1000 м [1].

Как отмечалось выше, территория бассейна р. Нуры расположена во внутриматериковой области Евразии, имеет резко континентальный и крайне засушливый климат. Расположение региона к северу от области высокого давления определяет в значительной степени хорошую циркуляцию воздушной массы и поэтому отличается малооблачной погодой и малым количеством осадков. Бассейн реки Нуры находится под влиянием трех основных типов воздушных масс: арктического, полярного, тропи­ческого. На формирование элементов климата определенное влияние оказывает наличие на востоке региона низкогорья и мелкосопочного рельефа.

В распределении атмосферных осадков в бассейне реки Нуры также наблюдается неравномер­ность, как в пространстве, так и во времени. Меньше всего осадков выпадает в Тениз-Коргалжынской впадине (менее 220 мм в год), наибольшее за год количество осадков (более 300 мм) выпадает в бас­сейне верхнего течения р. Нуры — Шерубайнура, Акбастау, Байкожа. Закономерность зонального уменьшения осадков с северо-запада на юго-восток нарушается влиянием мелкосопочного и низко­горного рельефа, но и здесь картина выпадения их очень пестрая. Наибольшее количество осадков выпадает на северных и западных склонах низкогорья и мелкосопочного нагорья, благоприятно ори­ентированных и открытых по отношению к влагоносным воздушным потокам, наименьшее — на южных и юго-восточных склонах, межгорных и сопочных долинах. Разница в годовом количестве осадков на различно ориентированных склонах может достигать 50-100 мм. Соотношение сезонных сумм осадков также неодинаково: в верховьях и бассейне среднего течения р. Нуры в теплый период года выпадает 200-250 мм, в низовьях — 130-150 мм. Наибольшая сумма месячных осадков прихо­дится на июнь-июль (80 мм), наименьшее количество (65 мм) выпадает с ноября по март (табл. 1).

Устойчивый снежный покров образуется обычно в середине ноября в среднем на срок 130-150 дней, с высотой снега 10 см в малоснежные зимы в повышенных частях и 5-6 см — на равнине. В многоснежные зимы максимальная высота снежного покрова достигает 40-50 см в равнинной час­ти территории и 50-70 см — в мелкосопочных и горных районах. Плотность снега в начале зимы обычно бывает 150-200 кг/см3. Запасы воды в снеге в этот период самые высокие (40-60 мм), затем они начинают убывать вследствие испарения и вымораживания.

Продолжительность солнечного сияния на рассматриваемой территории значительно не разнит­ся, однако на западе число ясных дней (по общей облачности) несколько больше, чем на востоке бас­сейна (соответственно 74 и 61). Суммарный приток солнечной радиации за год составляет на севере 80 ккал/см2, на юге — 130 ккал/см2. Суммарная годовая величина радиационного баланса составляет соответственно 40 и 46 ккал/см2 [2].

Для температуры воздуха характерна также изменчивость по территории и уменьшение ее с рос­том высоты местности. Средняя температура самого холодного месяца (января) на равнинах -17­18 °С, в низкогорном и мелкосопочном районе — -14-15 °С. Весной среднесуточная температура воздуха переходит через 0 °С в сторону положительных температур 7-8 апреля, через 10 °С — 5 мая.

В повышенных частях мелкосопочника наступление положительных температур наблюдается на 10­15 дней позже указанных дат.

Продолжительность теплого периода в среднем 198-210 дней [3]. Средняя месячная температура июля 18-20 °С, а на востоке бассейна, т.е. в зоне формирования стока, она на 1-2 градуса ниже. Не­защищенность территории от проникновения в ее пределы воздушных масс различного происхожде­ния способствует интенсивной ветровой деятельности. Обширность территории и сложный рельеф обусловливают проявление долинных циркуляций ветров различных скоростей и направлений. В зимний период над территорией области преобладают юго-западные ветры повторяемостью 25 %. Средняя скорость ветра в это время года 4-6 м/с, в летнее время она снижается до 3-4 м/с, с господ­ством северо-западных направлений (табл. 2).

Недостаточность увлажненности территории бассейна реки Нуры проявляется не только в малом количестве атмосферных осадков, но и в низкой влажности воздуха. Средняя годовая абсолютная влажность изменяется от 5,5 до 6,1 мб, годовая амплитуда абсолютной влажности воздуха 4,5-5,5 мб. Весной, с повышением температуры воздуха, дефицит влажности быстро растет и в июле достигает 12-15 мб.

Относительная влажность воздуха в бассейне реки Нуры имеет хорошо выраженный годовой ход: максимум зимой (75-80 %) и минимум летом (30 %), с резким переходом от холодного периода к теплому, что является ярким показателем засушливого климата в этом регионе. Среди климатиче­ских характеристик, изложенных в таблице 1, выделяются элементы, оказывающие существенное влияние на миграцию и аккумуляцию загрязняющих веществ в природной среде: температурный ре­жим, осадки и роль ветров.

Температурный режим определяет характеристику природного и антропогенного влияния на экосистемы бассейна р. Нуры.

Осадки являются одним из главных источников питания поверхностных водоемов бассейна. В летнее время, в силу поступления тропических воздушных масс с юго-запада, на всей территории устанавливается сухая жаркая погода, с минимальным поступлением осадков, что приводит к макси­муму засушливости территории.

Роль ветра является основным трансформирующим фактором в загрязнении природной среды бассейна р. Нуры. Трансформация загрязняющих веществ распространяется по всем компонентам природной среды.

Площадное загрязнение территории зависит от розы ветров, среднемесячное направление ветра приходится на март (6,8 м/с), меньше — на февраль и апрель (6,3 м/с). Ветер играет роль трансфор­мации загрязнения на значительные расстояния. Поэтому основным климатическим компонентом, оказывающим влияние на геоэкологическую ситуацию региона, является сезонное колебание вет­ров [5].

В атмосфере постоянно присутствует пыль различного происхождения. При неполном сгорании топлива образуется сажа, представляющая собой высокодисперсный нетоксичный порошок, на 90­95 % состоящий из частиц углерода. Все промышленные предприятия бассейна р. Нуры расположены вблизи Караганды, Темиртау, Актаса, Абая и т.д. (расстояние колеблется от 5 до 50 км). Опасность загрязнения промышленными отходами на этих территориях высокая, так как ветры в основном дуют с северо-востока на юго-запад (рис. 1-3).

В атмосферно-циркуляционном режиме большую часть года территории бассейна находятся под влиянием северо-восточного отрога азиатского антициклона при юго-западных господствующих вет­рах, прерываемых сравнительно кратковременными северо-западными потоками холодных аркти­ческих масс воздуха. Юго-западные ветры азиатского антициклона являются холодными, поэтому зима суровая. Именно им принадлежит немаловажная роль в переносе загрязняющих веществ в атмосферу исследуемого региона. 

В настоящее время в регионе усиленно работают и, соответственно, пылят золоотвалы ГРЭС-1, ТЭЦ-1 и ТЭЦ-3, поэтому проблема переноса вредных веществ по воздушной среде перед Карагандой, Темиртау стоит остро. Она усложняется тем, что золоотвалы находятся в черте города, создавая до­полнительные осложнения горожанам. По количеству вредных веществ, поступающих в атмосферу от стационарных источников, г. Темиртау занимает почти ведущее место в Казахстане, что все это создает негативные условия для жизнедеятельности человека.

Рисунок 3. Повторяемость ветров разных румбов по средним многолетним данным метеостанции Черниговка [2]

Таким образом, территория бассейна р. Нуры вследствие сформировавшейся литогенной основы за длительную геологическую историю имеет основное направление гравитационного стока с юго-востока на северо-запад. Это обусловлено наличием низкогорного мелкосопочного рельефа на восто­ке и понижением местности в целом на запад и частично на север, к Тениз-Коргалжынской впадине. Климатические условия территории (юго-западное направление ветра, небольшая сумма годовых осадков, ничтожный коэффициент увлажнения, разреженность растительного покрова и др.) способ­ствуют проявлению антропогенных воздействий в виде пыльных бурей, водной и ветровой эрозий.

Список литературы

1. Чигаркин А.В. Геоэкологическое районирование и экологическая реконструкция нарушенных геосистем Казахстана // Вестн. КазГУ. Сер. геогр. — Алматы, 1996. — № 3. — С. 3-8.
2. Фондовые материалы ДГП «Карагандинский центр гидрометеорологии». — Караганда, 2012.
3. Акпамбетова К.М., Жангожина Г.М., Абиева Г.Б. Антропогенез ландшафтов бассейна реки Нуры // Наука и образо­вание — ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030»: Сб. науч. тр. междунар. науч. конф. — Караганда: КарГТУ, 2002. —С. 336-338.
4. Акпамбетова К.М., Жангожина Г.М. Современные рельефообразующие процессы бассейна реки Нуры (Централь­ный Казахстан) // Отечественная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее: Сб. тр.XXX пленума геоморфологической комиссии РАН. — СПб.: Изд. СПбГУ, 2008. — С. 184, 185.
5. Жангожина Г.М. Геоэкологическая оценка земельных ресурсов бассейна р. Нуры // Поиск. — 2010. — № 4. — С. 154-156.