Пространственно-временные особенности температурного тренда на территории Казахстана

В статье расмотрены особенности изменения климатических данных, факторы, определяющие их изменение. Сделан анализ особенности климата Казахстана, в частности, в качестве критерия взята среднегодовая температура воздуха за период с 1991 по 2007 годы по различным метеостанциям РК, расположенным в различных регионах. Эти среднестатистические величины сравнивались со среднемноголетними и раcсчитаны отклонения от нормы. Составлена карта температурного тренда по территории Казахстана, позволяющая судить об особенностях пространственно-временного изменения термического режима рассматриваемого региона.

В последнее время в мировой и отечественной науке все чаще поднимается вопрос о глобальном потеплении климата. Данная проблема требует очень корректного подхода и тщательного изучения с учетом комплекса условий. Не секрет, что климатические изменения наблюдались всегда, во все гео­логические эпохи Земли, когда об антропогенном влиянии не было и речи. Мнения ученых разделя­ются в вопросах выделения факторов изменения современного климата. Условно эти факторы разде­лены на внешние и внутренние [1]. К внешним факторам отнесли:

  • изменение состава атмосферы (содержание углекислого газа и аэрозолей вулканического про­исхождения);
  • изменения формы земной поверхности;
  • изменения астрономических факторов (колебания солнечной активности, изменения элементов земной орбиты, изменения состава межзвездного пространства и др.).

К внутренним факторам отнесли состояние подстилающей поверхности, а именно системы «ат­мосфера - океан - подстилающая поверхность» [2].

Как показывает обзор научной литературы по данной проблеме, однозначного ответа на вопрос о глобальном потеплении климата и его антропогенной природе нет. Отсутствие более или менее общепринятых взглядов по этому вопросу можно заметить во всех современных обзорах исследова­ний климата. Это связано, по моему мнению, с тем, что нет единого подхода к изучению данной про­блемы. Многие аспекты климата рассматриваются главным образом как качественная характеристи­ка, без применения надежных количественных подходов. Создание метода количественного расчета изменений климата является в настоящее время актуальной задачей. В качестве количественного критерия в данной статье рассматривается среднегодовая температура воздуха, так как одним из важ­ных показателей климата является температура воздуха. Конечно, для анализа климатических изме­нений нельзя рассматривать среднегодовую температуру воздуха в отрыве от других метеоэлементов. Комплексный подход предусматривает, например, анализ сочетания температуры и осадков, средне­годовой амплитуды температуры воздуха и влажности воздуха и т. д. Но эти вопросы — темы других статей.

Значения метеорологических величин за большой период наблюдений не являются совокуп­ностью однородных статистических данных, так как на протяжении многих лет меняются условия наблюдений, а также влияние основных климатообразующих факторов, влияние антропогенных фак­торов на условия метеостанции. Например, нельзя сравнить условия существования метеостанции Караганды 30-40 лет назад и сейчас. В данный момент она окружена многочисленными предпри­ятиями, в том числе с активным транспортным передвижением около метеостанции.

Климатологические ряды не являются и стационарными вследствие существования суточных, годовых, периодических и многих ритмических изменений метеорологических величин. Многие ав­торы предлагают разные подходы при обработке климатических статистических данных. По мнению климатолога О.А.Дроздова, члены климатологических рядов связаны между собой как внутри одного ряда, так и в разных рядах [3]. Характер связи зависит от многих факторов: временного разрешения членов ряда, географического положения пункта наблюдения, самой метеорологической величины и ее характеристики, выбранной в качестве членов ряда. Связность метеорологических рядов во време­ни и пространстве, отличающихся многообразием и зависящих от географических условий, вносит определенные трудности в процесс климатологической обработки ряда. Климатолог — обработчик статистических данных должен хорошо владеть не только методами математической статистики, но и специальными методами и методиками приспособления статистического аппарата к климатологиче­ским рядам. При этом необходимо использовать методы пространственного обобщения климатиче­ской информации: построение климатических карт разного масштаба, климатическое районирование данных, пространственное осреднение средних значений метеорологических величин (метод корре­ляции, интерполяции и др.).

Статистика строга к исходному материалу, поэтому при обработке обязательно учитывается и однородность. Но однородность наблюдений иногда нарушается следующими причинами: изменения в действии основных климатообразующих или антропогенных факторов, цикличность солнечной ак­тивности, изменения в условиях и методике наблюдений (перенос метеостанции, смена приборов или методик), индивидуальные ошибки наблюдателей (что также не исключено), изменения в сроках на­блюдений и способах расчета средней величины. Поэтому при таких ситуациях вводятся специаль­ные поправочные коэффициенты. Результатами климатологической обработки статистических дан­ных являются различные климатические бюллетени, климатические карты, справочники и другие ма­териалы.

Для выяснения тенденции изменения среднегодовой температуры на территории Казахстана бы­ли обработаны метеорологические данные шести станций, расположенных в разных регионах Казах­стана: Астаны, Актобе, Аральска, Караганды, Семея и Алматы. В качестве ряда наблюдений взят пе­риод с 1991 по 2007 гг. [4]. Станции расположены в различных ландшафтных зонах страны, что по­зволит выявить зависимость пространственно-временного тренда температуры от физико-географи­ческих условий.

Географическое положение Казахстана, почти в центре Евразии, в значительной степени пред­определяет характер происходящих на его территории циркуляционных процессов. Вхождение на территорию Казахстана различных воздушных масс осуществляется в процессе прохождения цикло­нов и тыловых затоков холодных масс воздуха. В связи с этим необходимо отметить большое клима­тологическое значение циклонов, которые являются основными переносчиками и распределителями влаги с океанов на континент [1, 2]. Термический режим значительной территории Казахстана крайне разнообразен, что находится в прямой связи с его физико-географической неоднородностью и осо­бенностями процессов климатообразующих факторов. Однако общим для термического режима Ка­захстана являются материковый тип годового хода температуры воздуха и повышенная континен-тальность его климатов [3, 4].

Как известно, климат Казахстана, резко континентальный и крайне засушливый. Продолжитель­ность солнечного сияния, основного климатообразующего фактора, составляет 2300-2500 часов в год, максимум его приходится на июль. Величины годовых суммарных радиаций достигают около 110-120 ккал/см2, а рассеянной — до 50 ккал/см2. Средняя температура самого холодного месяца — января колеблется от -19 °С на севере, до -2 °С на юге страны. Абсолютный минимум составляет от -52° до -44 °С соответственно [3]. Погодные процессы весеннего времени характеризуются неустой­чивым режимом. В летнее время над степными пространствами Казахстана под влиянием интенсив­ного прогревания воздуха устанавливается безоблачная сухая, жаркая погода. Средняя температура самого теплого месяца — июля колеблется от +18 °С до +27 °С. Максимальная температура воздуха в июле достигает +40-45 °С. Среднемноголетняя годовая температура воздуха на рассматриваемых станциях колеблется от 3,2 °С (Семей) до 8,8 °С (Алматы).

В таблице даны для сравнения среднемноголетние значения среднегодовой температуры воздуха и среднегодовая температура за рассматриваемый период по различным станциям Казахстана [5]. В четвертой колонке приведена разница между ними — At °С, которая показывает тенденцию изме­нения среднегодовой температуры воздуха.

Сравнительные данные среднегодовой температуры воздуха на территории Казахстана 

Используя среднемесячные температуры воздуха, были подсчитаны среднегодовые температуры воздуха по всем станциям за рассматриваемые годы. На графиках по оси абсцисс отмечены годы, по оси ординат — среднегодовая температура воздуха в градусах по шкале Цельсия. На рисунке 1 при­веден ход среднегодовой температуры воздуха г. Астаны за 1991-2007 гг. Самые высокие значения за последние 17 лет были отмечены в 1991, 1995 и 1997 гг. — 5,0; 4,45 и 4,47 °С соответственно, в то время как многолетняя среднегодовая температура составляет 3,36 °С.

Минимальные среднегодовые значения отмечены в 1993 и 1996 гг.: 1,5 °С. Как видно из рисун­ка, с 1991 по 1995 гг. среднегодовая температура была ниже нормы в среднем на 0,8 °С. Начиная с 1998 г. значение рассматриваемого метеоэлемента около нормы. Осредненная среднегодовая темпе­ратура за 17 лет оказалась 0,0 °С, т.е. соответствует норме.

На рисунке 2 показано изменение среднегодовой температуры воздуха г. Актобе за 1991-2007 гг. Самые высокие значения за рассматриваемые 17 лет были отмечены также в 1995 г., 1999 и в 2006 г.: 6,65 °С, 6,66 °С, и 6,86 °С соответственно, в то время как многолетняя среднегодовая темпера­тура составляет 3,6 °С. Минимальное среднегодовое значение отмечено в 1993 г.: 3,0 °С. Как видно из рисунка, с 1991 по 2007 гг. среднегодовая температура воздуха в Актобе была выше нормы в среднем на 1,5 °С. В 14 случаях из 17 было отмечено превышение среднегодовой температуры воздуха.

На рисунке 3 дан график изменения среднегодовой температуры воздуха г. Караганды за 1991­2007 гг. Самые высокие значения за 17 лет были отмечены в 2001 и 2002 гг. — 4,3 °С, при норме 3,4 °С. Ниже нормы на 1,5 градуса — в 1993 и 1996 гг., т.е. 1,9 и 2,0 °С соответственно. В остальные годы наблюдались среднегодовые температуры воздуха выше многолетней нормы, в 2003 г. — сов­падение с многолетними данными.

На рисунке 4 приведен график хода среднегодовой температуры воздуха г. Аральска за 1991­2007 гг. Самые высокие значения среднегодовой температуры за последние 17 лет были отмечены в 2004 г. — 10,8 °С, в то время как многолетняя среднегодовая температура составляет +7,8 °С. Мини­мальное среднегодовое значение отмечено, как и в Актобе, в 1993 г.: 6,7 °С. Как видно из рисунка, с 1991 по 2007 гг. среднегодовая температура воздуха в Аральске была выше нормы в среднем на 1,3 °С. Среднегодовая температура за рассматриваемые годы составила +8,8 °С, т.е. на 1 градус выше нормы. В 14 случаях из 17 было отмечено превышение среднегодовой температуры воздуха, причем, как видно из графика, тенденция увеличения налицо.

На рисунке 5 показан график изменения среднегодовой температуры воздуха в г. Семей. Броса­ются в глаза колебания среднегодовой температуры. Но в целом отмечается тенденция увеличения на фоне среднемноголетней: 3,2 °С — +0,9 выше нормы. За рассматриваемый период только в трех слу­чаях из 17 были отмечены значения, близкие к норме. Самые высокие значения зарегистрированы в 1997 г.: +2,6 °С выше нормы, т.е. 5,8 °С.

Как видно из рисунка 6, в г. Алматы в ходе среднегодовой температуры воздуха также отмечает­ся тенденция к повышению — при норме 9 °С в среднем составляет +0,4 градуса. Ниже нормы на 0,8 °С наблюдалось в 1993 г., максимальное среднее значение наблюдалось в 2004 г.: +1,1 °С. Если построить среднюю линию хода температуры, то заметна также тенденция роста, как отмечалось выше.

В целом по Казахстану наблюдается тенденция к повышению средней годовой и средней сезон­ной температуры воздуха, причем в большей степени «теплеют» зимы. При сравнении сезонных трендов по разным регионам выделяется восточное побережье Каспия, где зима теплеет активнее, в то время как на юге положительная тенденция зимой и за год значительно слабее.

В результате проведенных расчетов изменения среднегодовых температур воздуха по станциям Казахстана была составлена карта распределения температурного тренда по территории республики (рис. 7) [6]. Как видно из рисунка, наибольшее изменение среднегодовой температуры воздуха в сто­рону ее повышения происходит в пустынной ландшафтной зоне, в районе Каспийского и Аральского морей, на юго-западе страны. В городе Аральске среднемноголетняя температура воздуха за период с 1991 по 2007 гг. увеличилась на 4,4 °С. Минимальное изменение среднегодовой температуры воздуха — в горных районах, на востоке и юго-востоке страны. В городе Алматы среднемноголетняя темпе­ратура воздуха увеличилась на 0,7 °С.

Также большая часть территории имеет тенденцию к возрастанию среднегодовой и среднемно-голетней температуры воздуха. В городе Актобе среднегодовая температура воздуха увеличилась на 1,6 °С, в Астане на 2,0 °С, в Караганде на 1,2 °С, в Семипалатинске на 1,3 °С. Отсюда можно сделать вывод, что степная зона также имеет тенденцию к повышению среднемноголетней температуры воз­духа. Температурный режим на территории Казахстана изменяется в основном в сторону потепления. Повышение температуры наблюдается практически повсеместно по Казахстану и во все сезоны года, исключение — горные районы в весенний сезон. Характер потепления различается в зависимости от ландшафтных зон. Так, например, равнины в большей степени подвержены росту минимальных су­точных температур (характеризующих температуру ночного времени суток), в то время как в горных районах в основном повышаются максимальные суточные температуры.

На данный момент наблюдается повышение уровня средней температуры на территории стра­ны — в среднем порядка 1,8 °С за 100 лет, что более чем в 2 раза превышает мировые значения [7].

Проделанная работа подтверждает многочисленные данные о повышении уровня средней тем­пературы воздуха на территории страны на 1,8 °С. Учитывая, что большую часть территории Казах­стана занимают пустынные и полупустынные ландшафтные зоны, их экосистемы, в особенности сельское и водное хозяйство, являются уязвимыми к наблюдаемым аномалиям изменения климатиче­ских условий. В результате изменения климата границы зон увлажнения могут сдвинуться к северу и, следовательно, следует ожидать ухудшения условий увлажнения в регионе.

Метеорологическая и климатическая информация, с учетом природных ландшафтов, освоенно­сти тех или иных районов, численности населения и прочее, способствует более эффективному ис­пользованию природного и промышленного потенциала региона и устойчивому развитию приори­тетных отраслей экономики. Также результаты исследования и дальнейшие исследования по данной проблеме позволят вести качественный мониторинг температурного режима климата территории Ка­захстана.

Таким образом, можно отметить, что наряду с высокой уязвимостью наблюдается достаточно низкий адаптационный потенциал антропогенных систем Республики Казахстан. В этой связи разра­ботка и проведение своевременных адаптационных мероприятий к предстоящему изменению клима­та являются весьма актуальной задачей, определенной также подписанием Киотского протокола мно­гими странами [8, 9].

Выводы

  1. На территории Казахстана на рассматриваемых пяти станциях из шести наблюдалось повы­шение среднегодовой температуры воздуха по сравнению со среднемноголетними значениями за 1991-2007 гг. Превышение составило от 0,4 °С (Алматы) до 1,8 °С (Актобе).
  2. Близкие к норме значения наблюдались в Астане, т.е здесь не отмечено отклонения среднего­довой температуры от среднемноголетней.
  3. Повышение среднегодовой температуры наиболее заметно в пустынной зоне (Актобе, Аральск), наименее — в степной и в условиях горной высотной поясности.

 

 

Список литературы

  1. БудыкоМ.И. Изменения климата. — Л.: Гидрометиздат, 1974. — С. 82-109.
  2. ВоейковА.И. Воздействие человека на природу. — М.: Изд-во АН СССР, 1977. — С. 111-118.
  3. Климат Казахстана / Под ред. А.С.Утешева. — Л.: Гидрометиздат, 1959. — С. 189-203.
  4. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3: Многолетние данные; Сер. 4: Климатические ресурсы. — Л.: Гидрометиздат, 1991. — 656 с.
  5. Статистические данные о температуре воздуха метеостанций (данные таблицы ТМ-1) Казахстана за отдельные годы.
  6. Жакатаева Б.Т., Павлова А.В. Колебания среднегодовой температуры воздуха на территории Казахстана:MaterialyVIMiedzynarodowejnaukowi-praktycznejkonferencji «Nauka: teoriaipraktika — 2010». (07-15 sierpnia 2010 roku). — 6. — Przemysl: Nauka i studia, 2010. — С. 60-63.
  7. Жакатаева Б.Т. Тенденции изменения среднегодовой температуры воздуха на территории Казахстана // Вопросы географии Казахстана: Тр. Казахского географического общества. — Караганда: Изд-во КарГУ, 2010. — Т. 2. — С. 21-27.
  8. http://www.nasa.gov/sitemap/sitemap_nasa.html.
  9. kazhydromet.kz. 
Год: 2011
Город: Караганда
Категория: География