|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Опасные ледовые явления на реках Европейской территории России и их изменение под влиянием нестационарного климатаНИР
- Руководитель НИР: Агафонова С.А.
- Участники НИР: Василенко А.Н., Сазонов А.А., Терский П.Н.
- Подразделение: Кафедра гидрологии суши
- Срок исполнения: 1 января 2014 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-05-31278 мол_а
- Номер ЦИТИС: 01201453722
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Глобальные и региональные изменения природной среды и общества
- ПН России: Рациональное природопользование
-
Рубрики ГРНТИ:
- 37.27.23 Термический и ледовый режим вод суши
-
Ключевые слова:
изменение климата, опасные ледовые явления и процессы, ледовый режим рек
-
Описание:
Исследование направлено на решение научных и практических задач по изучению характеристик ледового режима рек при современных нестационарных климатических условиях в разных регионах страны и разнообразных видах антропогенного воздействия. Выявление изменений характеристик фаз ледового режима в пространстве и во времени, уточнение их соотношения с элементами гидрологического режима и климата позволило оценить современное состояние и дать прогноз изменения в связи с глобальными изменениями климата и антропогенным воздействием на ледовый режим рек. Цель данного проекта состоит в изучении закономерностей изменения характеристик ледового режима рек, в том числе, определяющих ледовую опасность. В рамках проекта была создана база данных, содержащую наиболее полную современную информацию (до 2013 г. включительно) о характеристиках ледового режима рек Европейской территории России: сроках, продолжительности, характерных уровнях и расходах воды, заторных подъемах уровня воды, повторяемости опасных ледовых явлений и процессов, различных метеорологических характеристиках холодного периода по более чем 300 гидрологическим постам. На основе базы данных были выявлены основные факторы изменения характеристик ледового режима от года к году, в том числе, роль климатических изменений, изменений водного режима. Выявленные закономерности изменения этих характеристик позволят оценить возможные изменения ледового режима и ледовой опасности в ближайшем будущем (до 2020-2030 гг.). Создание электронных атласов помогло оценить пространственное распределение характеристик, а также наглядно отобразить выявленные в рамках проекта закономерности.
-
Основные результаты:
Проект направлен на изучение механизмов формирования ледовых явлений и процессов в условиях происходящих климатических изменений с использованием данных наблюдений за ледовым, водным режимом рек за период 1941 – 2010 гг. В рамках проекта была составлена наиболее полная характеристика ледового режима рек Европейской территории России, учитывая опыт предшествующих исследований, используя данные за длительный период наблюдений. Составленная база данных включает данные о сроках ледовых явлений и процессов, их продолжительности и повторяемости, если они наблюдаются не ежегодно, особенностях уровенного и водного режимов (в том числе, заторных подъемах уровня воды, изменение уровня в период подвижек, стоке воды в период появления льда и установления ледостава и т.д.). Электронные атласы также являются важной частью проекта и обеспечивают возможность пространственного анализа имеющихся данных и представление результатов проекта в наглядной форме. Анализ механизмов формирования ледовых явлений и процессов включал оценку влияния природных факторов. В период замерзания теплозапас водного объекта, определяемый климатическими условиями и водностью водного объекта, в условиях отсутствия антропогенной нагрузки, является основным фактором, определяющим сроки и характер ледовых явлений в период замерзания. В период вскрытия рек важно оценить соотношение термических и динамических сил, т.е. определить, как происходит разрушение ледяного покрова: из-за поверхностного и внутреннего таяния льда под влиянием солнечной радиации, теплообмена с атмосферой и водной массой или под влиянием динамического воздействия потока вследствие большой интенсивности и скорости движения волны половодья. Соотношение этих факторов определяет характер вскрытия рек, в том числе процессы заторообразования и ледовую опасность заторных наводнений. Выявление факторов формирования ледового режима позволит оценить возможные изменения характеристик ледовых явлений и процессов, а том числе опасных, в будущем, в меняющихся климатических условиях, а также предложить усовершенствованные методики прогноза и расчета характеристик ледовых явлений и процессов.
- Добавил в систему: Агафонова Светлана Андреевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Опасные ледовые явления на реках Европейской територии России и их изменение под влиянием нестационарного климата, этап 1, 2014 год |
| Результаты этапа: Созданные и дополненные базы данных по 300 гидрологическим постам за период с 1940 по 2011 гг. и ГИС-атласы позволили проанализировать наблюдаемые изменения ледового режима. Полученные обобщения касаются как отдельных бассейнов (Волжского и Донского), так и всей ЕТР. Для оценки наблюдаемых изменений сравнивались 2 периода: до 1975 г. и после. Для рек Волжского бассейна сроки начала и окончания ледовых явлений, как и их общая продолжительность, меняется менее значительно по сравнению со сроками начала, окончания и продолжительности ледостава. Причем это заметно не столько в изменении средних значений, сколько в увеличении повторяемости экстремально позднего установления ледостава или раннего его окончания. При дальнейшем росте температур воздуха смещение сроков начала (окончания) ледовых явлений и ледостава синхронизируется. Средняя продолжительность ледостава изменилась со 130 до 110 сут, а средняя продолжительность с ледовыми явлениями – со 150 до 135 сут. В отдельные годы продолжительность ледостава может составлять менее 50 сут, максимальная продолжительность ледостава меняется не так заметно. Ледовый режим рек бассейна р. Дон характеризуется периодом с конца ноября по начало апреля, непродолжительным периодом ледостава, а на некоторых реках – его отсутствием. Климатические изменения и влияние антропогенной деятельности привело к существенным изменениям характеристик ледового режима. Смещение сроков осенних ледовых явлений составляет около 10 сут в сторону более поздних, весенних – около 10 сут в сторону более ранних. Длительные оттепели в зимний период нередко сопровождаются очищением реки ото льда и делят период с ледовыми явлениями на 2 обособленные части. Изменение ледового режима на реках Донского бассейна выражается в кардинальной смене картины вскрытия. Значительные изменения погодных условий в период подготовки к вскрытию и в период очищения ото льда привели к сокращению повторяемости весеннего ледохода. Ледостав сменяется длительным периодом с закраинами, лед тает на месте. Эта тенденция особо заметна для средних и малых рек. Разнообразие природных условий и глубины климатических изменений в пределах ЕТР позволило выделить основные стадии изменения ледового режима. Ледовый режим не сразу реагирует на изменение климата смещением сроков ледовых явлений. При незначительных изменениях все чаще наблюдаются неблагоприятные сценарии прохождения весеннего ледохода, сопровождаемые опасными ледовыми явлениями, прежде всего заторами льда. Далее смещаются сроки установления ледостава и вскрытия рек. При этом продолжительность замерзания и очищения ото льда растягивается. Неустойчивая погода в период очищения ото льда приводит к повторному ледообразованию. Меняется состав ледового материала, все чаще наблюдается шугоход и образование заторно-зажорных явлений. Затем смещаются сроки появления льда и очищения рек, снижается повторяемость весеннего ледохода, лед все чаще тает на месте. Самые значительные изменения ледового режима рек в пределах ЕТР выражаются в отсутствии устойчивого ледостава, а длительные оттепели делят период с ледовыми явлениями на 2 обособленные части. Результаты опубликованы в 4 работах, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК) | ||
| 2 | 1 мая 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Опасные ледовые явления на реках Европейской територии России и их изменение под влиянием нестационарного климата, этап 2, 2015 год |
| Результаты этапа: На примере бассейна р. Северная Двина были рассмотрены участки заторообразования и их распределение по длине рек бассейна за последние 20 лет. Для идентификации мест образования заторов в конкретный год были использованы данные об уровнях воды в виде изолиний отметок водной поверхности (графики Н=f (L, t)), а также информация, представленная в отчетах Двино-Печорского бассейнового водного управления. Несмотря на огромные объемы противозаторных мероприятий повторяемость заторов не снижается. Для большей части ЕТР изменения ледового режима выражаются в смещении сроков ледовых явлений, их продолжительности и эти изменения статистически значимы. Самые значительные изменения ледового режима рек в пределах ЕТР выражаются в отсутствии устойчивого ледостава, а длительные оттепели делят период с ледовыми явлениями на 2 обособленные части. Но для Арктической зоны ЕТР изменение характеристик ледового режима, если сравнивать периоды до 1975 г. и после, не заметны. Для оценки временной изменчивости и современных изменений характеристик ледового режима был проведен анализ разностных интегральных кривых сроков и продолжительности ледовых явлений и особенности их многолетних колебаний. По этим данным выявлены точки перегиба на разностных интегральных кривых, делящих ряд на две части. Для большинства створов точкой перегиба является 1990 г. Особенности ледового режима в последние годы часто связаны с наблюдаемыми изменениями водного режима, с изменениями внутригодового распределения стока. Была составлена карта, позволяющая оценить опасность прохождения весеннего ледохода на реках Арктической зоны ЕТР. Важными характеристиками потенциальной опасности ледового режима являются повторяемость выхода воды на пойму в период весеннего ледохода и повторяемость заторов льда. Весенний ледоход для рек, Арктической зоны ЕТР, за исключением карстовых проходит при высоких уровнях воды и нередко сопровождается выходом воды на пойму. Благодаря суровой зиме и большому количеству льда в бассейнах рек Арктической зоны ЕТР в весенний период на большинстве участков снижения ледопропускной способности образуются заторы льда. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".