ТРЕНДЫ ПОТЕПЛЕНИЯ И УВЛАЖНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОЙ СТЕПИ (на примере пос. Чертково)

Незначительные колебания климата в засушливых регионах могут привести к серьезным последствиям как для природных экосистем, так и для хозяйственной деятельности человека

В настоящей работе изучаются особенности климатических условий в северной части Ростовской области на примере поселка Чертково. Основная цель исследования — выявление устойчивых тенденций в изменении климатических показателей (среднегодовых и сезонных температур, атмосферных осадков, снежного покрова). Данная работа дополняет информацию по изменению климата в засушливых зонах Юга России, где наблюдения часто фрагментарны, и может стать инструментом для принятия решений в аграрном секторе в условиях изменения климата. 

Изменение климатических условий рассматривается на примере поселка Чертково Ростовской области (49°23 с.ш., 40°10 в.д.), который расположен в условиях засушливой степи, высота местности 145 м. Он расположен на севере Ростовской области, где был основан в 1869 г. Метеорологические наблюдения на станции ведутся с 1924 г.

Анализ изменений климатических характеристик выполнен на основе архивных данных ВНИИГМИ-МЦД

Анализ динамики температуры воздуха показывает, что наблюдается значительное нарастание и увеличение амплитуды годовых значений (рис. 1). Сравнение периодов 1966–2020 и 2001–2020 гг. показывает увеличение среднегодовой температуры на 0,8°С (табл. 1)

Фиксируется устойчивый тренд повышения температуры воздуха с 1998 г., когда она устойчиво превышала средние значения (8°С) за период 1966 – 2020 гг. Отмечается также уменьшение амплитуды колебания среднегодовой температуры воздуха. Исключения составили 2003 (7,0°С), 2006 (7,9°С) и 2011 (7,7°С) гг., когда среднегодовая температура воздуха была ниже среднемноголетних значений. Анализ среднегодовой температуры воздуха позволил выявить аномальные по температуре года. Самым холодным годом за период 1941 – 2023 гг. были 1945 г. (4,7°С), 1987 г. (4,9°С) и 1956 г. (5,2°С). Самыми теплыми — 1979 г. (10,1°С), 2020 г. (10,0°С) и 2010 г. (9,9°С). Отмечается положительный тренд в изменении температуры воздуха (рис.1).

Рисунок 1 - Изменение температуры по данным м/ст Чертково

Примечание: 1941–2023

DOI:10.60797/IRJ.2025.159.46.2

Отмечается значительный рост температуры в холодный период (от -6,7°С до 0,1°С) и незначительный положительный тренд в теплый период (от 15,4°С до 16,8°С). Самым холодным было десятилетие 1941–1950 гг. (6,6°С), а самым теплым — 2011–2020 гг. (9,0°С).

Отмечается повышение температур во все сезоны года: средняя температура в зимний период увеличивается с -10,4 до -3,1°С, в летний период — с 19 до 21,5°С, весенний и осенний сезон характеризуются аналогичными подъемами с 5,9 и 3,9°С до 10,6°С. Рост годовой температуры воздуха связан, главным образом с большим прогреванием атмосферы зимой.

Наиболее теплым в ряду наблюдений стало текущее столетие. Превышение средней годовой температуры воздуха над средним многолетним значением в этот период составил 0,2 – 2°С, исключением стали 2003, 2011 и 2006 гг., когда температура была ниже на 0,1–1°С.

Годовой ход температуры воздуха четко выражен (рис.1). Минимальные средние месячные температуры отмечаются зимой (в январе) и достигают -6,4°С. К маю температура постепенно увеличивается, достигая максимума в июле — августе и составляет 22,8 – 22,1°С. Далее идет постепенное снижение температуры.

Средние температуры января варьировали значительно от -16,1°С (1972 г.) до 1,1°С (2007 г.). Период с 1941 по 1950 гг. является самым холодным в данной выборке. Средняя температура июля изменялась от 17,8°С (1976 г.) до 26,4°С (2010 г.). С 2002 по 2008 гг. отмечается понижение июльской температуры с 2,4°С до 21,7°С, далее устойчивое повышение. С 2008 по 2023 гг. фиксировались температуры июля превышающие многолетние данные на 0,2-3,3°С, за исключением 2019 г., когда была зафиксирована температура ниже на 0,8°С среднемноголетней.

Для степных районов важную роль играет увлажнение территории. Неравномерность выпадения осадков в течение года характеризует период наблюдений 1966 – 2023 гг. (рис.2). Для данной метеостанции сохраняется сложный характер распределения осадков. Минимальное количество осадков было зафиксировано в 1975 г. и оно составило 313 мм. Максимальное — 822 мм (2001 г.). Колебания месячных сумм осадков достаточно велико: от их отсутствия (август 1986 г., сентябрь 1998 г., май 2003 г.) до 179 мм (июнь 1977 г.). Наблюдается период постепенного увеличения количества осадков с 1986 по 2005 гг., за которым последовало значительное их уменьшение до 2007 г. С 2006 по 2015 гг. отмечается период пониженного увлажнения, когда количество осадков было ниже средних многолетних данных. Анализ сумм осадков за период 1966 по 2023 гг. показал, что в 55% случаев отмечался уровень увлажнения ниже средних многолетних данных.

Рисунок 2 - Распределение сумм осадков по м/ст Чертково

Примечание: 1966–2023 гг

DOI:10.60797/IRJ.2025.159.46.3

Летний максимум осадков характерен для континентального типа их годового распределения (табл.2). Преобладают осадки теплого сезона от 50,3 (1961–1970 гг.) до 61,5% (1991–2000 гг.). Наименьшая доля осадков по средним многолетним данным приходится на весну 22%, наибольшая — лето (29%). Осадки, выпадающие в теплый период, варьировали от 16 до 27%. Наибольшее количество осадков в весенний период пришлось на 2011 – 2020 гг. Отмечается существенное уменьшение осадков в зимний период с 33 до 27%. Выделяется период с 1991 – 2010 гг., когда доля осадков летнего периода увеличилась до 30%.

Преобладают осадки в жидком виде, которые выпадают весь год, включая зимние месяцы. Максимальное число дней со снегом зафиксировано в 1988 г. и составило 134 дня, 1994 г. — 130 дней (рис.3, табл.3). Минимальное количество дней пришлось на 1972 г. (25 дней). Среднее число дней со снегом составляет 81. Наибольшее количество дней со снегом приходится на январь (24) и февраль (21), минимальное — ноябрь (5).

Рисунок 3 - Число дней со снегом и его средняя высота

DOI:10.60797/IRJ.2025.159.46.5

Распределение снежного покрова в многолетнем разрезе неравномерно. Средняя высота снегового покрова составляет 7,5 см. Минимальная высота зафиксирована в ноябре (3,2 см), максимальная — 10,3 см. Самая большая мощность снежного покрова была отмечена в 1967 (23 см), 2019 (18 см), 2003 (16 см). Зима 1967 г. была продолжительной и снежной. Устойчивый снежный покров сформировался 6 декабря 1966 г. и пролежал до первых чисел апреля 1967 г. Мощность снежного покрова варьировала от 7,3 см до 45 см.

Корреляция между числом дней со снегом и температурой составила 0,93, высота снежного покрова и температура 0,81.

Анализ многолетних данных по изменению плотности снега и запасы воды в нем за период с 1966 по 2024 гг. показывает, что идет значительное снижение плотности снега за указанный период и тенденция к снижению запасов воды в снеге.

Максимальные значения плотности снега зафиксирована в 1966 и 1989 (0,37 г/см3), 1967 и 1973 (0,36 г/см3), минимальные значения — 2008 (0,1 г/см3). Анализ изменения плотности снега по десятилетиям показывает, что в период с 1971–1980 и 1981–1990 гг. январь отличался достаточно высокой плотностью снега, которая составила 0,26 и 0,27 г/см3 соответственно. Далее отмечается снижение значений и минимальные зафиксированы в 2001–2010 гг. В феврале плотность снега повышается и достигает максимальных значений в марте 0,32–0,37 г/см3. Наименьшая плотность снега отмечается в ноябре – декабре и составляла 0,14 (1991–2000 гг.) — 0,23 (1981–1990 гг.) г/см3.

Запасы воды в снеге значительно изменяются в течение года. Минимальные значения отмечаются в ноябре (16,9 мм), достигая максимальных в марте (48,2 мм). Максимальный запас воды в снеге отмечался Среднее многолетнее значение составляет 30,7 мм. Наименьшее значение отмечалось в период 1991–2000 гг. и составило 23 мм, а максимальное — 2001 – 2010 гг. (33,6 мм).

Данные, полученные в результате исследований, коррелируют с обзорами погодно-климатических особенностей, наблюдавшихся в северном полушарии в 2001 – 2025 гг.

Отмечается значительная положительная тенденция в изменении температуры воздуха. Наиболее выраженный рост температуры наблюдается в 2000-х гг., с максимальными значениями в 2020 г.

В результате исследований изменений климатических показателей в поселке Чертково за период с 1941 по 2023 гг. были выявлены устойчивые тенденции изменения характеристик в условиях засушливой степи. Установлена значительная тенденция к потеплению, что особенно ярко проявляется в зимний период. Отмечается рост зимней температуры от -10,4°С в начале периода наблюдения до -3,1°С. Изменение температур в летний период носит менее интенсивный характер.

Трансформация осадков отличается меньшей выраженностью. Отмечается незначительное увеличение в летний период и сокращение — в зимний. Сократилась продолжительность залегания снега с 81 дня до 60–70 дней и запасы воды в снеге, что, в свою очередь, влияет на снижение увлажнения почвы. Повышение температуры при незначительном увеличении испаряемости и ранее наступление весны может привести к нарастанию аридизации ландшафтов и потребовать пересмотра систем орошения в сельском хозяйстве, а также спровоцировать рост экстремальных погодных явлений.