Моделирование формирования стока рек горного Крыма в современных и прогнозируемых климатических условиях

Обложка

Полный текст

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

Аннотация

Модель формирования стока ECOMAG применена для расчетов физически обоснованных изменений вод ного режима рек горного Крыма в XXI в. с использованием данных ансамбля климатических моделей с учетом различных сценариев глобального потепления. Объектами исследования были реки Черная, Бельбек, Дерекойка, Альма, Салгир, Бурульча, Тонас, Кучук-Карасу, Индол. Модели формирования естественного речного стока для указанного набора речных бассейнов построены на основе однородных источников информации о гидрометеорологическом режиме и параметрах подстилающей поверхности. Верификация гидрологических моделей проводилась путем сопоставления фактических и рассчитанных среднесуточных и среднемесячных расходов воды на различных гидрометрических постах за многолетний период. Затем с помощью гидрологических моделей по данным ансамбля глобальных климатических моделей относительно базового периода 2006–2020 гг. были оценены сценарные будущие изменения стока рек за год, условно теплый и холодный сезоны года. При реализации любого из RCP-сценариев в ближайшей перспективе на 2021–2050 гг., равно как и при сценариях RCP 2.6 и RCP 4.5 в конце XXI в., дефицит водных ресурсов может отмечаться в основном в речных бассейнах, расположенных к востоку от верховьев Салгира, впрочем, не достигая катастрофических показателей. Согласно более агрессивным климатическим сценариям RCP 6.0 и RCP 8.5, в конце XXI в. вероятно наибольшее сокращение стока рек горного Крыма, что будет способствовать развитию дефицита водных ресурсов за счет атмосферных источников.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Калугин

Институт водных проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrey.kalugin@iwp.ru
Россия, Москва, 119333

Ю. Г. Мотовилов

Институт водных проблем РАН

Email: andrey.kalugin@iwp.ru
Россия, Москва, 119333

Н. О. Попова

Институт водных проблем РАН

Email: andrey.kalugin@iwp.ru
Россия, Москва, 119333

Т. Д. Миллионщикова

Институт водных проблем РАН

Email: andrey.kalugin@iwp.ru
Россия, Москва, 119333

Список литературы

  1. Дунаева Е.А., Попович В.Ф., Ляшевский В.И. Анализ динамики количественных и качественных характеристик водных ресурсов с использованием открытых ГИС и агрогидрологических моделей // Науч. журн. РосНИИПМ. 2015. № 1 (17). С. 127–141.
  2. Землянскова А.А., Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Федорова А.Д. Моделирование формирования сток горной реки Дерекойки (полуостров Крым) // Сб. докл. международ. науч. конф. памяти выдающегося русского ученого Ю.Б. Виноградова “Четвертые Виноградовские чтения. Гидрология: от познания к мировоззрению”. СПб.: Изд-во ВВМ, 2020. С. 78–83.
  3. Калугин А.С., Мотовилов Ю.Г., Попова Н.О., Миллионщикова Т.Д. Модели формирования стока рек горного Крыма // Свид. гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023687573. 2023. Правообладатель ИВП РАН.
  4. Мотовилов Ю.Г., Гельфан А.Н. Модели формирования стока в задачах гидрологии речных бассейнов. М.: РАН, 2018. 300 с.
  5. Семенов В.А., Алешина М.А. Сценарные прогнозы изменений температурного и гидрологического режима Крыма в XXI веке по данным моделей климата CMIP6 // Вод. ресурсы. 2022. Т. 49. № 4. С. 506–516.
  6. Gelfan A.N., Gusev E.M., Kalugin A.S., Krylenko I.N., Motovilov Y.G., Nasonova O.N., Millionshchikova T.D., Frolova N.L. Runoff of Russian rivers under current and projected climate change. Rev. 2. Сlimate change impact on the water regime of Russian rivers in the XXI century // Water Resour. 2022. V. 49. № 3. P. 351–365.
  7. Gelfan A.N., Kalugin A.S., Motovilov Y.G. Assessing Amur water regime variations in the XXI century with two methods used to specify climate projections in river runoff formation model // Water Resour. 2018. V. 45. № 3. P. 307–317.
  8. Gupta H.V., Kling Y., Yilmaz K.K., Martinez G.F. Decomposition of the mean squared error and NSE performance criteria: Implications for improving hydrological modeling // J. Hydrol. 2009. V. 377. № 1–2. P. 80–91.
  9. Hempel S., Frieler K., Warszawski L., Schewe J., Piontek F. A trend-preserving bias correction – the ISI-MIP approach // Earth System Dynamics. 2013. V. 4. P. 219–236.
  10. Kalugin A. Future climate-driven runoff change in the large river basins in Eastern Siberia and the Far East using process-based hydrological models // Water. 2022. V. 14(4). № 609. P. 1–22.
  11. Kalugin A.S. River runoff in European Russia under global warming by 1.5 and 2 degrees // Water Resour. 2023. V. 50. № 4. P. 543–556.
  12. Poggio L., de Sousa L.M., Batjes N.H., Heuvelink G.B.M., Kempen B., Ribeiro E., Rossiter D. SoilGrids 2.0: producing soil information for the globe with quantified spatial uncertainty // Soil. 2021. V. 7. P. 217–240.
  13. Svisheva I.A., Anisimov A.E. Numerical Modeling of Extreme Flash Flood in Yalta in September 2018 // Ecol. Safety Coastal and Shelf Zones of Sea. 2022. V. 3. P. 43–53.
  14. Takaku J., Tadono T., Doutsu M., Ohgushi F., Kai H. Updates of “AW3D30” ALOS global digital surface model with other open access datasets // Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. 2020. P. 183–189.
  15. Zhang X., Liu L., Chen X., Gao Y., Xie S., Mi J. GLC_FCS30: Global land-cover product with fine classification system at 30 m using time-series Landsat imagery // Earth System Sci. Data. 2021. V. 13. P. 2753–2776.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Доля осадков P в течение периодов с ноября по апрель (а) и с мая по октябрь (б), оцененные для исследуемых речных бассейнов за период 2006–2020 гг., среднегодовой модуль стока М рек Крыма в исследуемых створах, оцененные за период 2014–2020 гг. (в).

Скачать (204KB)
3. Рис. 2. Гидрометрические посты, по которым данные о среднесуточных расходах использованы при моделировании формирования стока исследуемых рек Крыма: р. Черная – с. Родниковское, р. Альма – выше водохранилища Партизанского, р. Дерекойка – г. Ялта, р. Салгир – с. Пионерское, р. Бурульча – с. Межгорье, р. Тонас – г. Белогорск, р. Кучук-Карасу – с. Богатое, р. Индол – с. Тополевка, р. Коккозка – с. Аромат, р. Кучук-Узенбаш – с. Многоречье. Метеостанции: 33945 Почтовое, 33946 Аэропорт, 33955 Симферополь, 33957 Курортный, 33958 Ангарский перевал, 33959 Алушта, 33966 Белогорск, 33973 Владиславовка, 33976 Феодосия, 33990 Ялта, 33991 Севастополь, 33994 Херсонесский маяк, 33995 Никита, 33998 Ай-Петри.

Скачать (379KB)
4. Рис. 3. Аномалии годовых и сезонных величин температуры воздуха, осадков и дефицита влажности воздуха для горной территории Крыма в XXI в. согласно данным GCMs при реализации разных RCP-сценариев на период ближайшей перспективы (слева) и на конец XXI в. (справа) относительно базового периода 2006–2020 гг.

Скачать (269KB)
5. Рис. 4. Аномалии годовых и сезонных величин стока рек горного Крыма согласно результатам гидрологического моделирования на основе данных GCMs при сценариях RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0, RCP 8.5 на период ближайшей перспективы.

Скачать (182KB)
6. Рис. 5. Аномалии годовых и сезонных величин стока рек горного Крыма согласно результатам гидрологического моделирования на основе данных GCMs при сценариях RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0, RCP 8.5 в конце XXI в.

Скачать (191KB)

© Российская академия наук, 2024