Особенности формирования стока рек криолитозоны (на примере бассейна Колымы)

Формирование стока рек Арктической зоны России неравзрывно связано с наличием вечной мерзлоты в пределах их водосборов. Процесс деградации криолитозоны, активный в последние десятилетия, не может не сказаться на гидрологическом режиме рек, протекающих в данных областях. Современные исследования подчеркивают сложность и неоднозначность связи между динамикой стока воды и состоянием криолитозоны. Анализ и прогнозирование изменений стока – необходимое условие безопасного водопользования в арктических регионах. Данная работа направлена на изучение динамики стока рек криолитозоны и механизмов ее связи с изменением метеорологических характеристик и параметров вечной мерзлоты. Анализ проводился на примере бассейна р. Колыма, крупнейшего речного бассейна, полностью расположенного в зоне сплошного распространения вечной мерзлоты. Целью работы являлось изучение современной динамики гидрологического режима р. Колыма и прогнозирование его возможных изменений. Это потребовало решения следующих задач: 1) знакомство с публикациями, посвященными данной тематике; 2) рассмотрение динамики метеорологических характеристик и глубины сезонно-талого слоя для всей Арктической зоны России и, в частности, для бассейна р. Колыма; 3) рассмотрение динамики основных гидрологических характеристик для ряда постов на реках криолитозоны; 4) анализ изменений гидрологического режима р. Колыма, в том числе с использованием алгоритма GrWat; 5) калибровка и верификация физико-математической модели формирования речного стока ECOMAG для бассейна р. Колыма; 6) дальнейший анализ чувствительности стока воды р. Колыма к климатическим изменениям с использованием модели ECOMAG. В работе выполнена статистическая обработка временных рядов расходов воды. В частности, подробно исследована динамика гидрологического режима р. Колыма и некоторых ее притоков с учетом данных до 2018 года. Модель ECOMAG широко применяется для арктических бассейнов с меняющимися климатом. Однако для р. Колыма моделирование стока и анализ его чувствительности к климатическим изменениям ранее не выполнялись. Основные результаты, к которым удалось прийти в процессе работы: 1. По данным реанализа ERA5 и программы CALM оставлены карты для Арктической зоны России, иллюстрирующие динамику некоторых метеорологических параметров. Установлена положительная динамика глубины сезонно- талого слоя в бассейне р. Колыма (+2 см/год), темпы которой превышают средние для Арктической зоны (+1 см/год). 2. Для ряда отдельных постов на реках криолитозоны установлены статистически значимые изменения годового стока воды, а также перераспределения сезонного. Расчет множественного коэффициента корреляции демонстрирует наличие связи между динамикой гидрологических характеристик в зависимости от изменения глубины сезонно-талого слоя и количества осадков. 3. Для бассейна р. Колыма зафиксировано увеличение годовой температуры на 1.0 ̊С и суммы осадков на 30 мм в 2000-2013 гг. относительно 1979-1999 гг., причем наиболее значительные изменения происходят в весенние месяцы: рост температуры и суммы осадков на 2.3 ̊С и +21% соответственно. 4. Установлена положительная динамика объемов годового стока воды р. Колыма в 2000-2018 гг. относительно 1977-1999гг. Среднегодовые расходы воды увеличились на 7% в створе Колымское (от 3240 до 3475 м3/с) и 24% в створе Среднеколымск на 24% (от 2230 до 2760 м3/с). Выявлены статистически значимые изменения сезонного стока р. Колыма: увеличение средних расходов воды в зимнюю межень, рост подземного стока, смещение на более ранние даты прохождения максимального расхода воды. 5. Выполнены калибровка и верификация физико-математической модели формирования речного стока ECOMAG для бассейна р. Колыма, показавшие хорошую воспроизводимость моделью фактических данных (R2NS = 0.87). Это позволило использовать модель для анализа чувствительности годового и сезонного стока воды р. Колыма к климатическим изменениям. Показано увеличение стока воды при снижении температуры воздуха и при росте суммы осадков. При этом сток воды чувствительнее к повышению осадков на 5%, чем к росту температуры на 1 ̊С. Полученные в данной работе результаты позволяют, во-первых, делать выводы о современной динамике стока рек криолитозоны, а также о зависимостях этих изменений от динамики метеорологических параметров и характеристик вечной мерзлоты, а, во-вторых, получить представление о чувствительности к возможным климатическим изменениям стока р. Колыма, крупнейшей реки в области сплошного распространения мерзлоты.

География
Дипломы

Вуз: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ имени М.В. Ломоносова)

ID: 60e9e9bde4dde500016d2e19
UUID: 4c246c90-c3dc-0139-3c72-0242ac180005
Язык: Русский
Опубликовано: больше 2 лет назад
Просмотры: 85

20.2

Анастасия Лисина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ имени М.В. Ломоносова)


0

Комментировать 1

Рецензировать 2

Скачать - 13,1 МБ


Поделиться работой
Current View

Рецензии:

  Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

Рецензия от Анастасия Лисина
Прикрепляю отзыв рецензента

больше 2 лет назад
Рецензия от Анастасия Лисина
Прикрепляю отзыв рецензента

больше 2 лет назад

20.2
Анастасия Лисина

Прикрепила отзыв рецензента

Для лиц старше 18 лет