Анализ динамики основных характеристик снежного покрова в восточной части Тамбовской области

Размещено на http://allbest.ru

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕЖНОГО ПОКРОВА В ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация. Изучена динамика основных характеристик снежного покрова по метеостанции «Кирсанов» за 49-летний период. Были определены экстремумы данных параметров, а также вычислены их средние значения и стандартные отклонения. Проанализированы тенденции изменения этих характеристик и определена их достоверность.

Ключевые слова: снежный покров; метеостанция «Кирсанов»; высота снежного покрова; снегозапасы

характеристика снежный покров экстремум отклонение достоверность

Снег является одним из главных факторов, который оказывает влияние на множество компонентов рельефа. Снежный покров образуется вследствие комбинации действия климатических факторов и подстилающей поверхности [1, с. 137].

Высота снежного покрова, его плотность и содержание воды в снеге являются главными параметрами снежного покрова [2, с. 24].

Одним из основных составляющих водного баланса называют снежный покров. Он же является достаточно эффективным индикатором климатических изменений [3, с. 245]. Данный гидрометеорологический параметр фиксируют в холодное время года на поверхности суши, главным образом в средних и высоких широтах северного полушария [2, с. 23]. Отмечается, что характер снегонакопления напрямую зависит от региональных особенностей климата и рельефа [4, с. 65].

Снежный покров представляет собой своеобразный термоизоляционный слой, который способствует отражению до 80 % прямой солнечной радиации и тем самым охлаждает поверхность Земли [5, с. 68].

Наводнение является одним из наиболее опасных экстремальных явлений гидрологического типа для большинства российских рек. Также оно является одним из лидеров по сумме материального ущерба ежегодно [2, с. 23].

При разработке прогнозов половодья необходимо проанализировать некоторый перечень климатических факторов, влияющих на его формирование. Одним из таких факторов выделяют содержание воды в снеге, особенно перед началом снеготаяния, так как оно влияет в общем на величину годового стока и на уровень весеннего половодья, в частности, а также на другие явления на реках [5, с. 68].

Более того, снежный покров способствует поддержанию необходимых условий для перезимовки озимых культур. Высота снега, в свою очередь, влияет на глубину и интенсивность промерзания почвенного слоя, температуру на глубине кущения озимых, режим влажности почво- грунтов, а также определяет величину снегозапасов весной [6, с. 50].

Кроме этого, снег может затруднять передвижения животных, препятствовать нахождению ими запасов пищи. Данное обстоятельство способно привести к сезонной миграции или переменам в режиме питания. В конечном счете, это ограничивающее условие может привести к вымиранию определенного сообщества [7].

Глобальные климатические изменения отражаются, в том числе, и на количестве выпадающих осадков. Многолетняя динамика количества атмосферных осадков на территории Тамбовской области проанализирована в работах ученых Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина [8-9].

В связи с тенденцией глобального потепления происходят изменения в процессах циркуляции, что оказывает непосредственное влияние и на характеристики снежного покрова. Данные процессы в атмосфере также находят свое отражение в экономике и других сферах жизни человека [10, с. 148].

Приведенные выше обоснования значимости снежного покрова определяют необходимость и важность исследования его характеристик.

Изучение параметров снежного покрова проводилось в работах наших коллег на примере метеостанций «Тамбов» и «Моршанск» [11-12].

В данной статье анализируется динамика основных характеристик снежного покрова: высота, дата ее достижения и запас воды в снеге. Анализ производился по метеостанции «Кирсанов» за период с 1970 по 2019 г.

Первичные материалы для работы были предоставлены нам Тамбовским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Они были нами оцифрованы и сведены в аналитические таблицы. Результаты исследования показаны на рис. 1-3.

На рис. 1 демонстрируется динамика значений высот снежного покрова у города Кирсанов за анализируемый период. Изменение данного параметра достаточно волнообразно.

При этом нижний экстремум равен 4 см и датируется 1982 г. Высший же составил 65 см и фиксировался в 1999 г.

Наблюдается уверенная тенденция данной характеристики снежного покрова в сторону повышения. Однако достоверность этого тренда слаба.

Рис. 1. Максимальная за зиму высота снежного покрова на метеостанции «Кирсанов» за 1970-2019 гг.

Рис. 2. Дата достижения максимальной за зиму высоты снежного покрова на метеостанции «Кирсанов» за 1970-2019 гг.

Рис. 2 показывает динамику дат достижения максимальных за зиму высот снега по Кирсанову за взятый период. График очень скачкообразный с постоянными перепадами значений параметра.

Самая ранняя дата достижения максимальной за год высоты снега является 5 февраля 1990 г. Наиболее поздняя дата фиксировалась 30 марта в 2018 г. В целом наблюдается тенденция к небольшому сдвижению данного параметра в сторону более поздних, но достоверным этот тренд назвать нельзя.

Рис. 3. Максимальное за зиму содержание воды в снежном покрове по метеостанции «Кирсанов» за 1970-2019 гг.

На рис. 3 можно наблюдать динамику значений максимальных за год снегозапасов по Кирсанову за анализируемый период. Отмечаются достаточно волнообразные изменения параметра с поэтапным нарастанием в каждом десятилетии.

Наименьшее из максимальных значение снегозапасов отмечалось в 1982 г., оно равнялось 12,4 мм. Наибольшее из максимальных составило 207,2 мм, и оно датируется 2012 г.

В общем, видна тенденция значений снегозапасов к постепенному увеличению. Но и этот тренд можно назвать лишь слабо достоверным.

Подводя итоги проведенной работы, можно выделить следующие пункты.

1. Среднее значение максимальных за год высот снежного покрова составило 35 ± 13 см.

2. В среднем достижение максимальной за год высоты снега фиксируется 25 февраля ± 13 дней.

3. Среднее значение содержания воды в снежном покрове равняется 97,6 ± 40 мм.

4. Все три взятых характеристики снежного покрова имеют восходящую тенденцию, однако эти тренды либо слабо достоверны, либо вообще не достоверны.

Список литературы

1. Стульцева Н.Н., Смирнова С.В. Состояние снежного покрова Свердловской области в условиях современного изменения климата // 46 Огаревские чтения: материалы науч. конф.: в 3 ч. Саранск, 2018. Ч. 2. С. 137-141.

2. Сартин С.А., Литвиненко М.Ю., Маховых И.А., Пономаренко А.С. Определение высоты снежного покрова с целью прогноза весеннего половодья на реке Ишим // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. 2013. № 6. С. 23-26.

3. Шелест Т.А., Шваюк И.В. Снежный покров Бресткой области Беларуси в современных условиях потепления климата // Перспективы развития науки в современном мире: сб. ст. по материалам 12 Междунар. науч.-практ. конф. Уфа: ООО «Дендра», 2018. С. 245-249.

4. Китаев Л.М., Володичева Н.А. Динамика снегозапасов в горах и предгорьях на примере северной части Кордильер // Криосфера Земли. 2009. Т. 13. № 1. С. 65-72.

5. Шкляев В.А., Шкляева Л.А. Статистические характеристики устойчивого снежного покрова в Пермском крае // Географический вестник. 2010. № 4 (15). С. 68-74.

6. Иванова Г.Ф., Левицкая Н.Г. Изменение характеристик снежного покрова и промерзания почвы в Саратовской области // Известия Алтайского отделения РГО. 2014. № 35. С. 50-54.

7. Формозов А.Н. Снежный покров в жизни млекопитающих и птиц. М.: Изд-во МГУ, 1990. 286 с.

8. Дудник С.Н., Буковский М.Е., Шалагина А.Г. Динамика количества атмосферных осадков на территории Тамбовской области // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2012. № 2. С. 22-26.

9. Дудник С.Н., Буковский М.Е., Шалагина А.Г. Изменения в географическом распределении сезонного количества атмосферных осадков на территории Тамбовской области // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2014. № 2. С. 24-29.

10. Стульцева Н.Н., Индюкова В.А. Статистические характеристики температуры воздуха холодного периода в г. Саранске и их временные изменения // Материалы XX научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Саранск: Национ. исслед. Мордов. гос. ун-т им. Н.П. Огарева, 2016. С. 148-153.

11. Бессонова И.В., Кузьмин К.А. Запас воды в снежном покрове Тамбовской области // Региональные аспекты географических исследований и образования: материалы 13 Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 210-летию со дня рожд. уроженца Пензенской губернии, исследователя Русской Америки Л.А. Загоскина. Пенза, 2018. С. 22-24.

12. Семенова А.В., Буковский М.Е., Чернова М.А. Анализ динамики климатических факторов, влияющих на формирование волны половодья на реках Окско-Донской низменности // Глобальные климатические изменения: региональные эффекты, модели, прогнозы: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж: Цифровая полиграфия, 2019. Т. 1. С. 348-355.

ANALYSIS OF THE DYNAMICS OF THE MAIN CHARACTERISTICS OF SNOW COVER IN THE EASTERN PART OF THE TAMBOV REGION

Semenova A.V., Master's Degree Student in “Ecology and Nature Management” Programme. Derzhavin Tambov State University, Tambov, Russian Federation.

Kuzmin K.A., Master's Degree Student in “Ecology and Nature Management” Programme. Derzhavin Tambov State University, Tambov, Russian Federation.

Pechagina D.S., Student of Institute of Natural Sciences. Derzhavin Tambov State University, Tambov, Russian Federation.

Abstract. We study the dynamics of the main characteristics of the snow cover at the meteorological station “Kirsanov” for a 49-year period. We determine the extrema of these parameters, and calculate their mean values and standard deviations. The tendencies of these characteristics change are analyzed and their reliability is determined.

Keywords: snow cover; meteorological station “Kirsanov”; snow cover height; snow storage