ИСТИНА

В гидрологии речных бассейнов все большее развитие получают методы оценки гидрологических последствий изменения климата, основанные на численных экспериментах с региональными гидрологическими моделями, на входе которых задаются временные ряды метеорологических величин, рассчитанные с помощью моделей климата. Эти методы, объединяющие современные гидрологические и климатические модели, предоставляют наибольшие возможности для получения физически обоснованных оценок возможных изменений гидрологической системы. В настоящей работе указанные возможности реализованы на основе численных экспериментов с физико-математической моделью формирования речного стока ECOMAG и ансамблем глобальных моделей климата (GCM). Исследования проводились в рамках международного проекта ISI-MIP (Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project) на примере двух крупнейших рек арктического бассейна – Лена и Маккензи Для проведения численных экспериментов использовались данные о ежедневных величинах осадков, температуры и влажности воздуха, рассчитанных для исследуемых водосборов по ансамблю GCM для современных условий (1971-2005 годы) и для трех 30-летних периодов, начиная с 2006 года (2006-2035, 2036-2065 и 2070-2099 годы). Вначале с помощью модели формирования стока по данным GCM были рассчитаны гидрографы стока в различных створах речной сети за период 1971-2005 годы, и для каждого набора входных данных определены средние многолетние величины стока год и за календарные месяцы. Затем по данным климатических моделей при разных RCP-сценариях внешних радиационных воздействий рассчитывались гидрографы стока за период 2006-2099 годы и определялись аномалии характеристик стока в сравнении с соответствующими средними величинами за период 1971-2005 годы. В результате были получены ансамбли аномалий характеристик стока, рассчитанных при разных сочетаниях климатических моделей и сценариев внешних воздействий. По полученным ансамблям определялись средние значения аномалий и их доверительные интервалы, служившие мерой неопределенности оценки соответствующей характеристики стока. Получены следующие основные результаты: 1. Показано, что по метеорологическим данным, полученным с помощью глобальных моделей климата и заданным в качестве входной информации в модель формирования стока, удалось с удовлетворительной точностью рассчитать среднемноголетние характеристики стока в бассейнах рек Лена и Маккензи за период наблюдений (1971-2005 годы). 2. Показано, что, в среднем, годовой сток р. Лена растет в течение XXI века быстрее, чем сток р. Маккензи: от 9% в первой трети века до 20% в последней трети для р. Лена и от 6 до 11% для реки Маккензи.. 3. Гидрологические проекции годового стока реагируют с многолетним запаздыванием на изменения радиационных воздействий, задаваемых наиболее мягким RCP2.6 сценарием. Например, траектория изменения годового стока р. Маккензи имеет ту же форму, что и траектория RCP2.6 сценария, но если пик радиационных воздействий по указанному сценарию приходится на период 2030-2040, а затем происходит их снижение, то пик рассчитанных аномалий годового стока р. Маккензи пришелся на начало последней трети XXI века. Анализ показал, что полученный эффект связан с запаздыванием реакции климатической системы на изменения радиационного воздействия. Этот эффект необходимо учитывать при разработке адаптационных мероприятий для рассматриваемых регионов. 4. Неопределенность оценок аномалий стока р. Лена, обусловленная совместным эффектом неопределенности будущих сценариев внешних воздействий, а также различиями моделей климата, растет к увеличением горизонта прогноза и уменьшением периода осреднения стока (от года к месяцу). 95%-й доверительный интервал оценок годового стока достигает к концу XXI века величины 30% для р. Лена и превышает 100% для р. Маккензи.