– Мы рассматривали именно устьевые участки, потому что ледовый режим в этих местах является весьма чувствительным индикатором изменения климата. По законам гидравлики в районе уширения скорость течения реки гораздо меньше, поэтому этот фактор не так сильно влияет на сроки наступления ледостава, а большее значение имеет именно понижение температуры, – пояснил старший научный сотрудник лаборатории географии и гидрологии ИВПС КарНЦ РАН Вячеслав Баклагин.
В качестве исходной информации ученые использовали данные о среднесуточной температуре по сведениям морских гидрометеорологических береговых станций Росгидромета. Сведения о сроках наступления дат ледовых явлений и их продолжительности представлены данными, собранными с девяти гидрологических постов. Также были использованы материалы Государственного водного кадастра РФ и Автоматизированной информационной системы государственного мониторинга водных объектов.
Лед в устье реки Кемь
Рассматривались даты появления осенних ледовых явлений, начала ледостава, начала и окончания весенних ледовых явлений – разрушения льда, а также продолжительность ледостава и периода с ледовыми явлениями в целом. В итоге были сформированы непрерывные ряды данных за 64 года. В результате их обработки ученые получили осреднённые характеристики ледового режима рек. Они показали, что период замерзания на реках западного побережья Белого моря происходит, преимущественно, с третьей декады октября по третью декаду ноября. При раннем похолодании в отдельные годы, например, в 1961 и 1974 годах, первые ледяные образования наблюдались в первой половине октября, а в тёплые зимы 1968, 1997, 2006 годов – в последних числах ноября.
Разрушение ледяного покрова весной происходит, как правило, во второй половине апреля, средняя дата вскрытия – 22 апреля. Полное очищение рек ото льда приходится на начало мая.
Исследование показало, что с конца 1980-х годов температурный фон на западном побережье Белого моря заметно вырос, и продолжительность периода с ледовыми явлениями сократилась. Переломной точкой стали 1988–1990 года. Так, статистический анализ многолетних колебаний средней температуры воздуха за холодный сезон выявил, что температурный фон последних лет, с 1991 по 2020 годы, стал выше на 1,4 °C, по сравнению с периодом 1956–1990 гг. Регрессионный анализ показал, что в целом за 64 года среднее значение температуры воздуха в регионе за холодный сезон выросло на 2.7 °C.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Лед и снег».
«Анализ многолетних колебаний температурного режима воздуха за холодный сезон на западном побережье Белого моря показал, что за последний ряд лет (1991–2020 гг.) средняя температура воздуха имеет тенденцию к росту 0,42 °C/10 лет. Этот факт соответствует тенденциям глобального потепления, которые отмечаются исследователями для водоёмов и рек арктической зоны в последние десятилетия», – говорится в научной статье.
Из-за повышения температуры продолжительность периода с ледовыми явлениями уменьшилась на 21 день. При этом за последние 30 лет среднее значение этой характеристики на северных реках сократилось по сравнению с периодом 1956–1990 гг. практически до двух недель. В эти годы средние сроки образования устойчивых ледовых явлений сместились на неделю в сторону более поздних дат. Также до недели в сторону ранних дат сдвинулись средние сроки вскрытия и очищения ото льда. Сокращение продолжительности периода с ледовыми явлениями идет со скоростью 3.3 дня за 10 лет.
Хронологический график продолжительности периода с ледовыми явлениями на реках западного побережья Белого моря (1) и её линейные тренды за временные периоды 1956–2020 гг. (2), 1956–1990 и 1991–2020 гг. (3)
Многолетние колебания средней температуры воздуха за холодный сезон на западном побережье Белого моря (1) и её линейные тренды за временные периоды 1956–2020 гг. (2), 1956–1990 гг. и 1991–2020 гг. (3)
Прогнозы процессов формирования и разрушения ледяного покрова на реках требуются в различных отраслях народного хозяйства, например, для судоходства, рыбного промысла, организации ледовых переправ. Их понимание важно и для предупреждения и предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций – наводнений, прорывов дамб и прочих, возникающих при подъёме уровня воды в результате зажоров и заторов на реках. Полученные в работе карельских ученых результаты помогут уточнить и обновить справочные данные Росгидромета, которые могут быть востребованы при разработке методик в гидропрогнозировании.
С научной статьей «Многолетняя изменчивость характеристик ледового режима в устьевых областях рек западного побережья Белого моря на фоне климатических изменений» Вячеслав Баклагин стал победителем конкурса молодых ученых КарНЦ РАН по итогам 2024 года. Старший научный сотрудник специализируется на обработке данных спутниковых наблюдений о ледовых явлениях.
– Сейчас мы планируем сравнить натурные данные, полученные в морских гидрометеорологических постах со спутниковыми наблюдениями, чтобы оценить, насколько точно последние оценивают ситуацию на акватории морей и озер, – поделился планами Вячеслав Баклагин.
По словам ученого, спутниковые наблюдения имеют неоспоримое преимущество перед другими методами получения данных, но большим минусом является их недостаточная достоверность.
– Данные, которые находятся в свободном доступе, имеют хоть и не большое пространственное разрешение, но в целом достаточное для оценки тенденций изменения ледового режима крупных водоемов, а используемые алгоритмы, которые позволяют дешифрировать получаемые датчиками сигналы, не всегда работают корректно и иногда имеют существенные ошибки в определении льда. Особенно это касается микроволнового режима, который применим для любых погодных условий, и поэтому представляет большой практический интерес. Нам интересно оценить эту погрешность и дать заключение о возможности использования спутниковых данных для оценки многолетний изменчивости ледового режима, например, таких водоемов как Белое море, – резюмировал исследователь.
Фото: Алексей Толстиков / Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН
