Сценарное прогнозирование изменения составляющих водного баланса в Обь-Иртышском бассейне в связи с возможным изменением климата

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Для четырех глобальных климатических сценариев семейства «Special Report on Emissions Scenarios» Межправительственной группы экспертов по изменению климата, соответствующих заданным сценариям экономического, технологического, политического и демографического развития человеческой цивилизации, получены прогностические варианты динамики метеорологических элементов в Обь-Иртышском бассейне в XXI в., на основе которых рассчитаны варианты возможного изменения составляющих водного баланса указанного речного бассейна до середины XXI в. Методика расчетов основана на использовании физико-математической модели тепло- и массообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой SWAP и генератора климатических сценариев MAGICC/SCENGEN. Проведено сопоставление изменения годового стока р. Оби, обусловленного возможными глобальными изменениями климата, с его естественной изменчивостью, вызванной погодным шумом.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. М. Гусев

Институт водных проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sowaso@yandex.ru
Россия, 119333 Москва

О. Н. Насонова

Институт водных проблем РАН

Email: sowaso@yandex.ru
Россия, 119333 Москва

Е. А. Шурхно

Институт водных проблем РАН

Email: sowaso@yandex.ru
Россия, 119333 Москва

Л. Я. Джоган

Институт водных проблем РАН

Email: sowaso@yandex.ru
Россия, 119333 Москва

Список литературы

  1. Бэйтс Б.К., Кундцевич З.В., У С., Палютикоф Ж.П. Изменение климата и водные ресурсы. Технический документ Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Женева: Секретариат МГЭИК, 2008. 228 с.
  2. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Методика оценки динамики водного и углеродного балансов экосистемы хвойного леса // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 1. С. 81-92.
  3. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Методика сценарного прогнозирования изменения составляющих водного баланса северных речных бассейнов в связи с возможным изменением климата // Вод. ресурсы. 2013. Т. 40. № 4. С. 396-411.
  4. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование тепло- и влагообмена поверхности суши с атмосферой. М.: Наука, 2010. 328 с.
  5. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в системе “грунтовые воды-почва-растительный/снежный покров-атмосфера” для территорий с четко выраженной сезонной изменчивостью климата // Почвоведение. 2000. № 6. C. 733-748.
  6. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я. Сценарное прогнозирование изменения составляющих водного баланса в бассейне р. Лены в связи с возможным изменением климата // Вод. ресурсы. 2016. Т. 43. № 5. С. 476-487.
  7. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Айзель Г.В. Сценарное прогнозирование изменения составляющих водного баланса рек Оленек и Индигирка в связи с возможным изменением климата в районе Республики Саха (Якутии) // Вод. ресурсы. 2014. Т. 41. № 6. С. 621-636.
  8. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Ковалев Е.Э. Использование модели взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой для расчетов речного стока в высоких широтах // Вод. ресурсы. 2008. Т. 35. № 2. С. 181-195.
  9. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э. Особенности воздействия возможных климатических изменений на сток рек, расположенных в различных природных условиях // Информационные технологии естественных и математических наук. Сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-практ. конф. № 4. Ростов-на-Дону: ИЦРОН, 2017. С. 38-44.
  10. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э., Семенов В.A. Неопределенность расчетов и прогнозов составляющих водного баланса речных бассейнов, вызванная климатическим шумом // Научное обеспечение реализации “Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 г.”. Сб. науч. тр. Т. 1. Петрозаводск: Кар. НЦ РАН, 2015. С. 128-134.
  11. Гусев E.М., Насонова О.Н., Шурхно Е.А., Джоган Л.Я., Айзель Г.В. Физико-математическое моделирование многолетней динамики составляющих водного баланса и снегозапасов в Обь-Иртышском речном бассейне // Вод. ресурсы. 2019. Т. 46. № 4.
  12. Кузин В.И., Лаптева Н.А. Гидрологические процессы в Обь-Иртышском бассейне в XXI веке // Водные и экологические проблемы Сибири и Центральной Азии. Т. II. Тр. III Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Барнаул, 2017. С. 136-141.
  13. Мелешко В.П., Голицын Г.С., Говоркова В.А., Демченко П.Ф., Елисеев А.В., Катцов В.М., Малевский-Малевич С.П., Мохов И.И., Надежина Е.Д., Семенов В.А., Спорышев П.В. Возможные антропогенные изменения климата России в XXI-м веке: оценки по ансамблю климатических моделей // Метеорология и гидрология. 2004. № 4. C. 38-49.
  14. Обь и Иртыш. Встреча великих сибирских рек [сайт]. URL: https://uritsk.livejournal.com/185802.html (дата обращения 17.04.2019).
  15. Climate change 1992: The supplementary report to the IPCC assessment / Eds. Houghton J.T., Callande, B.A., Varney S.K. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1992. 200 p.
  16. Climate change 1995. The science of climate change: contribution of Working Group I to the second assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds. Houghton J.T., Meira Filho L.G., Callander B.A., Harris N., Kattenberg A., Maskell K. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995. 572 р.
  17. Duan Q., Sorooshian S., Gupta V.K. Effective and efficient global optimization for conceptual rainfall runoff models // Water Resour. Res. 1992. V. 28. № 4. P. 1015-1031.
  18. Gelfan A., Semenov V.A., Gusev E., Motovilov Y., Nasonova O., Krylenko I., Kovalev E. Large-basin hydrological response to climate model outputs: uncertainty caused by the internal atmospheric variability // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2015. № 19. P. 2737-2754. www.hydrol-earth-syst-sci.net/19/2737/2015/ doi: 10.5194/hess-19-2737-2015.
  19. Gusev Ye.M., Nasonova O.N. The simulation of heat and water exchange in the boreal spruce forest by the land-surface model SWAP // J. Hydrol. 2003. V. 280. № 1-4. P. 162-191.
  20. Gusev Ye.M., Semenov V.A., Nasonova O.N., Kovalev E.E. Weather noise impact on the uncertainty of simulated water // Hydrol. Sci. J. 2017. V. 62. № 8. Р. 1181-1199. doi: 10.1080/02626667.2017.1319064.
  21. Model for the Assessment of Greenhouse-gas Induced Climate Change / Concepts and Design Wigley T.M.L., Raper S.C.B., Hulme M., Salmon M. / Model Development and Scientific Programming Wigley T.M.L., Raper S.C.B., Osborn T.J. / Graphical User Interface Salmon M. Norwich, UK: Climatic Research Unit, University of East Anglia; New York. USA: National Communications Support Programme, UNDP/GEF, 2000. 52 p.
  22. Moss R., Babiker M., Brinkman S., Calvo E., Carter T., Edmonds J., Elgizouli I., Emori S., Erda L., Hibbard K., Jones R., Kainuma M., Kelleher J., Lamarque J.F., Manning M., Matthews B., Meehl J., Meyer L., Mitchell J., Nakicenovic N., O’Neill B., Pichs R., Riahi K., Rose S., Runci P., Stouffer R., van Vuuren D., Weyant J., Wilbanks T., van Ypersele J.P., Zurek M. Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies. IPCC expert meeting rep. Geneva: Intergovernmental Panel on Climate Change, 2008. 132 p.
  23. Nakicenovic N., Alcamo J., Davis G., de Vries B., Fenhann J., Gaffin S., Gregory K., Griibler A., Jung T.Y., Kram T., Lebre La Rovere E., Michaelis L., Mori S., Morita T., Pepper W., Pitcher H., Price L., Riahi K., Roehrl A., Rogner H.-H., Sankovski A., Schlesinger M., Shukla P., Smith S., Swart R., van Rooijen S., Victor N., Dadi Z. IPCC Special Report on Emissions Scenarios: A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2000. 599 p.
  24. Nash J.E., Sutcliffe J.V. River flow forecasting through conceptual models: 1 A discussion of principles // J. Hydrol. 1970. V. 10. № 3. P. 282-290.
  25. Nasonova O.N., Gusev Y.M., Volodin E.M., Kovalev E.E. Ability of a land surface model to predict climate induced changes in northern Russian river runoff during the 21st century // Proc. IAHS. 2015. № 371. Р. 59-64.
  26. Nasonova O.N., Gusev E.M., Volodin E.M., Kovalev E.E. Application of the Land Surface Model SWAP and Global Climate Model INMCM4.0 for Projecting Runoff of Northern Russian Rivers. 2. Projections and their uncertainties // Water Resour. 2018. V. 45. Suppl. 6. Р. S85-S92.
  27. Santer B.D., Mears C., Doutriaux C., Caldwell P., Gleckler P.J., Wigley T.M.L., Solomon S., Gillett N.P., Ivanova D., Karl T.R., Lanzante J.R., Meehl G.A., Stott P.A., Taylor K.E., Thorne P.W., Wehner M.F., Wentz F.J. Separating signal and noise in atmospheric temperature changes: The importance of timescale // J. Geophys. Res. 2011. V.116. D22105. doi: 10.1029/2011JD016263.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расчетная схема Обь-Иртышского бассейна и его речной сети [11]. Светло-серым цветом отмечен бассейн р. Иртыша (главного притока р. Оби) до стоковой станции Ханты-Мансийская (2), темно-серым – часть бассейна р. Оби до стоковой ст. Колпашево (3), не закрашена оставшаяся часть Обь-Иртышского бассейна до стоковой ст. Салехард (1).

Скачать (342KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Климатическая эволюция составляющих водного баланса Обь-Иртышского бассейна до 2060 г.

Скачать (92KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Климатическая эволюция составляющих водного баланса верхней части бассейна р. Оби (до стоковой ст. Колпашево) (а), бассейна р. Иртыш (до стоковой ст. Ханты-Мансийская) (б) и нижней части бассейна р. Оби (до стоковой ст. Салехард) (в) для соответствующих климатических сценариев семейства SRES до 2060 г.

Скачать (195KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Эволюция формы климатического годового гидрографа слоя стока R р. Оби в районе стоковой ст. Салехард до 2070 г. при реализации климатического сценария SRES A1.

Скачать (76KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение пространственного распределения составляющих водного баланса Обь-Иртышского бассейна – осадков (а), суммарного испарения (б), стока (в) – в связи с возможными изменениями климата.

Скачать (981KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Бессточные области в Обь-Иртышском бассейне (отмечены пятнистым серым цветом) [14].

Скачать (375KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019