ИСТИНА

Территория исследования – природный заказник «Каменная Степь», располагается на юго-востоке Воронежской области. Каменная Степь особо ценна с точки зрения оценки влияния климатических изменений, поскольку к настоящему моменту по ней накоплены достаточно длинные временные ряды разноплановых наблюдений. С 1904 года на метеостанции Каменная Степь производится замер осадков, температуры воздуха и почвы, скорости ветра и влажности. Помимо этого, имеются данные о среднемесячном поверхностном стоке с 1950 по 2001 гг. по четырем балкам: Травопольная, Степная, Хорольская и Солонцы. В 1892 году на территории заповедника начали измерять уровень грунтовых вод в Докучавском колодце, а к настоящему времени имеются многолетние ряды замеров по целой сети скважин. Данный комплекс наблюдений позволяет не только установить характер зависимости динамики подземных вод от климатических условий, но и оценить влияние изменения последнего. Работа посвящена оценке изменений элементов водного баланса системы «ландшафт-подземные воды» и их влияния на динамику подземных вод для текущих и прогнозных климатических условий. Для этой цели использовалось численное моделирование, в котором выделяется два принципиальных этапа: моделирование трансформации влаги на поверхности земли и в почве и расчет вертикального влагопереноса в насыщенно-ненасыщенной среде. Калибрация модели проводилась на основе данных почвенных температур, поверхностного стока и уровня грунтовых вод. В результате моделирования рассчитывается водный баланс, который представляет собой разложение количества осадков, выпадающих на поверхность земли на суммарное испарение, транспирацию, поверхностный сток и питание подземных вод. Для оценки влияния климатических изменений на водный баланс в качестве исходных данных использовались метеорологические данные с 1904 по 2022 г.г. Для прогноза использовались метеоданные для периода 2020 – 2100 г.г., сгенерированные LARS WG по пяти глобальным климатическим моделям CMIP6 для наиболее пессимистичного сценария SSP5-8.5. Результаты исследования показали, что уже к текущему моменту имеются значимые изменения внутригодовой динамики поверхностного стока, суммарного испарения и питания подземных вод. Современные климатические изменения привели к увеличению количества осадков в жидкой фазе в зимний период времени и уменьшению слоя сезонного промерзания. Это стало причиной уменьшения поверхностного стока в весенне-зимний период времени года и увеличения впитывания в почву. В совокупности с увеличением эвапотранспирации в летний период времени это отразилось на внутригодовой динамике уровня грунтовых вод – смещению времени начала весеннего подъема к началу года. Однако в среднемноголетнем срезе каких-либо трендов элементов водного баланса не наблюдается. Прогнозное моделирование проводилось на основе пяти глобальных климатических моделей, отличающихся темпами увеличения температур воздуха и тенденциями изменения суммарных годовых осадков. Несмотря на различия моделей, все результаты прогноза показали уменьшение инфильтрационного питания грунтовых вод и увеличения глубины уровня грунтовых вод к концу 21 века, к которому привело закономерное перераспределение элементов водного баланса внутри года.