С каждым десятилетием вклад сильных ливней в общее количество осадков увеличивается.
Российские климатологи показали, что с каждым десятилетием вклад сильных ливней в общее количество осадков в России увеличивается на 1–2%. Растут как частота, так и интенсивность проливных дождей. В некоторых регионах вклад ливней в общую сумму осадков уже превышает вклад более спокойных обложных дождей вдвое и больше. Ученые выяснили, что эти процессы могут быть связаны как с повышением средних температур, так и с загрязнением атмосферы.
Статья об исследовании опубликована в Environmental Research Letters. Работа выполнена при поддержке Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
Глобальные изменения климата проявляются не только в повышении средней температуры в разных регионах планеты, но и в меняющемся характере осадков. Ученые предполагают, что в наших широтах более высокая температура воздуха обуславливает большую влажность и вертикальную неустойчивость воздуха, из-за чего растет число сильных ливней. Чтобы узнать, как происходят такие изменения на территории России, российские климатологи проанализировали данные об осадках, собранные на 538 метеостанциях с 1966 по 2016 год.
Исследователи разработали методику разделения общей суммы осадков за год по видам — ливневые, обложные и моросящие. Моросящие не вносят большого вклада, так что ученых интересовало главным образом соотношение между более спокойными, монотонными и продолжительными обложными дождями и кратковременными, но бурными ливнями. Именно последние, которые к тому же труднее прогнозировать, обычно вызывают наводнения, оползни и другие опасные природные явления.
За 50 лет протоколы метеорологических наблюдений не изменились: наблюдатели фиксируют информацию о погоде, форме облаков и количестве осадков в определенные сроки. Из имевшихся у климатологов данных по 538 станциям на территории России в исследовании была использована информация только по 326, где соблюдались условия однородности рядов данных. Для каждой станции исследователи определили характер всех выпавших осадков.
Ученые выделили некоторые показатели: общее количество осадков разного вида в миллиметрах для каждого года и сезона, доля ливневых и обложных дождей в общей сумме осадков, частота осадков, их количество в самые дождливые дни, доля этих дней за сезон и за год и так далее. Изменения показателей по каждому десятилетию оценивались отдельно по всем станциям и по пяти регионам: северная и южная части европейской территории России, юг Сибири, северная часть Сибири, включая Чукотский полуостров, и Дальний Восток с Камчаткой и Сахалином.
Оказалось, что во всех пяти регионах наблюдаются схожие изменения: небольшой, в основном незначительный рост общего количества осадков сопровождается значимым увеличением доли ливней и сокращением вклада обложных дождей. Причем темп изменений гораздо выше для южных регионов. Если на большинстве точек данные показывают рост вклада ливней на 1–2% за десятилетие, то на некоторых станциях Дальнего Востока и юга европейской части страны — до 5%. Вклад ливневых осадков в общую годовую сумму в этих регионах уже превышает долю обложных дождей, например, на юге Дальнего Востока — вдвое и больше. В 1960-х годах за сезон там выпадало 250–300 мм обложных дождей и 200 мм ливней, а теперь — по 150–200 мм и 300–350 мм соответственно. Конкретные причины таких быстрых изменений на юге Дальнего Востока еще предстоит выяснить. Роль может играть и рост влажности, и изменение муссонной циркуляции и даже загрязнение атмосферы. В северных регионах России обложных осадков все еще больше, чем ливневых, но соотношение тоже меняется. Растет не только общая сумма ливневых осадков, но и их интенсивность.
«Найденное нами изменение характера дождей необходимо учитывать в разных отраслях. Например, оно важно для сельского хозяйства, поскольку обложные и ливневые дожди по-разному пропитывают почву — обложные могут промочить ее более глубокие слои, в то время как ливневые быстро стекают по поверхности в реки. Знание об изменениях характера осадков необходимо также в городском планировании, так как ливневые дожди обладают в целом большей интенсивностью, а значит, скорее всего, потребуется пересмотреть нормы для дождевых канализаций. Кроме того, учащение и усиление ливней может приводить к более частым паводковым наводнениям, — поясняет старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН Александр Чернокульский. — Мы планируем продолжить работу, чтобы выявить непосредственные механизмы этих изменений и связать сильные ливни с другими опасными явлениями — градами, шквалами и смерчами».
В исследовании участвовали ученые МГУ имени М. В. Ломоносова, Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН, Всероссийского НИИ гидрометеорологической информации – Мирового центра данных, Института географии РАН и Института экологических наук о Земле (Франция).
Работа ученых отвечает на несколько вызовов Стратегии научно-технического развития РФ: возрастание антропогенных нагрузок на окружающую среду, необходимость эффективного освоения и использования пространства, а также потребность в обеспечении продовольственной безопасности и продовольственной независимости России.
