Казгидромет: На планете ожидается потепление, причем в Казахстане оно будет более значительным

Изменение климата на Земле ввиду человеческой деятельности привело к тому, что за период 1894-2014 годов рост температуры в Казахстане составил около 2°С. Причем за последние четыре десятилетия температура воздуха повышается более быстрыми темпами – в среднем на 0,4°С каждые 10 лет. Такие данные привела в интервью агентству КазТАГ начальник управления долгосрочных прогнозов РГП «Казгидромет» Гульмира Акишева. При этом, по ее словам, до конца XXI века на территории страны следует ожидать продолжения повышения среднегодовой и среднесезонной температуры воздуха, усиления засушливости и повторяемости засух.

- Ярким примером из аномальных явлений служит май 2015 года в городе Астана, который выдался дождливым, и тем самым стал рекордсменом. Был перекрыт абсолютный максимум, установленный в 1945 году – тогда выпало 84 мм осадков. В мае текущего года в столице республики выпало 113 мм осадков, что в 3,3 раза превысило среднюю многолетнюю норму. И на других станциях Акмолинской области осадков выпало больше месячной нормы в 1,5-3,3 раза. Так, на метеостанции Балкашино выпало 96 мм осадков при месячной норме 34 мм, на станции Атбасар – 86 мм при норме 30 мм. Обилие дождливых дней было обусловлено циклонической деятельностью и связанных с ним фронтальных разделов.

Из всех опасных природных явлений наибольшую повторяемость имеют гидрометеорологические явления. Наиболее часто вызывающими чрезвычайные ситуации в Казахстане являются наводнения (половодья и паводки), сильный ветер, аномальный холод, аномальная жара, засуха, ливневые осадки, метели, гололед, град, пыльные бури.

За последнее десятилетие несколько сократилось число чрезвычайных ситуаций, вызванных сильным морозом, метелью и градом. Одновременно увеличилась повторяемость сильных дождей, снегопадов и штормовых ветров. С 1991 года по настоящее время по сравнению с периодом 1967-1990 годов возросло количество паводков на горных реках, заторов льда, селевых явлений, а также случаев маловодья, которые по наносимому ущербу можно отнести к опасным гидрологическим явлениям. Например, маловодье на реке Ертис в 2012 году и реке Или в 2014 году. Но в это же время сократилось число наводнений на равнинных реках. Это связано, в первую очередь, со снижением водности равнинных рек.

С 1966 года по настоящее время увеличивается повторяемость сильных и средних засух, приносящих значительный урон сельскому хозяйству Казахстана. В основных зерносеющих областях Казахстана значимые для сельского хозяйства засухи (снижающие урожай на 20% и более) имеют вероятность повторения один раз в 3-5 лет. Сильные засухи, приводящие к снижению средней областной урожайности зерновых культур на 50% и более, имеют высокую повторяемость в Западно-Казахстанской, Актюбинской, Карагандинской и Костанайской областях – один раз в 4-5 лет.

Количество опасных гидрометеорологических явлений в будущем будет только увеличиваться. Это связано, прежде всего, с антропогенным воздействием на климат, в результате чего происходит разбалансировка климатической системы. По подсчетам международных экспертов, в ближайшие 20 лет частота опасных гидрометеорологических явлений увеличится в 4 раза.

- С чем связаны климатические изменения? Хотя влиять на климат продолжают много факторов, ученые определили, что доминирующей силой стала деятельность человека, которая является основной причиной потепления за последние 50 лет. Антропогенное изменение климата стало результатом, главным образом, изменений объемов парниковых газов в атмосфере, а также изменений содержания мелких частиц (аэрозолей) или, например, изменений в землепользовании.

Еще 20-30 лет назад большинство климатологов на вопрос: может ли человек изменить климат Земли, ответили бы отрицательно. Однако уже в начале 70-х годов появились первые доказательства изменения количества углекислого газа в атмосфере. Точные измерения были начаты лишь в конце 50-х годов, и понадобилось около десяти лет, чтобы из этих наблюдений извлечь несомненный вывод: количество углекислого газа в атмосфере от года к году растет. Причем растет во всех районах земного шара. И в тропиках, и на южном полюсе, и в средних широтах этот процесс развивается почти с той же самой скоростью. Углекислый газ, как оказалось, сейчас уже не может быть назван постоянной составляющей атмосферного воздуха. Основная причина этих изменений хорошо известна – сжигание угля, нефти, газа и других видов топлива, содержащего углерод.

Деятельность человека приводит к выбросам четырех основных парниковых газов: углекислого газа (CO2), метана (CH4), закиси азота (N2O) и галоидоуглеводородов (группы газов, в которую входят фтор, хлор и бром). Эти газы накапливаются в атмосфере, вызывая со временем повышение концентрации. В индустриальную эпоху имели место значительные увеличения концентрации всех этих газов. Все эти увеличения можно отнести на счет деятельности человека.

За последние 100 лет количество углекислого газа в атмосфере увеличилось на 40%, почти в полтора раза. Этот показатель превысил значимую величину в 400 объемный частей на миллион (ppm). Доиндустриальное значение составляло примерно 280 ppm. Такое значительное увеличение существенным образом меняет тепловой баланс нашей планеты. Если бы не влияние мирового океана, то повышение температуры на нашей планете уже сегодня составляло бы 10 градусов по сравнению с доиндустриальной эпохой.

- На сегодняшний день уже мало кто сомневается, что климат на планете меняется и что концентрация в атмосфере газов, вызывающих парниковый эффект, является результатом жизнедеятельности человека. Изменение климата стало мировой угрозой. Она затрагивает каждого жителя планеты, включая людей со всех уголков нашей страны. Все государства уже испытывают на себе последствия климатических изменений, которые проявляются в значительных изменениях температуры воздуха за последние годы.

Климат Казахстана, как и глобальный климат, претерпевает существенные изменения, что выражается в повсеместном значительном повышении температуры приземного воздуха. Текущее изменение климата Казахстана в целом следует охарактеризовать как продолжающееся потепление со скоростью более чем в 1,5 раза превышающей скорость глобального потепления. За последние 100 лет (1910‑2012 годы), по данным длиннорядных станций Казахстана, потепление в целом по Казахстану составило 1,37°С, при среднеглобальном потеплении, согласно пятому оценочному докладу межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), 0,85°С (график 3). При этом тенденция к замедлению потепления, наблюдаемая в глобальном масштабе, для территории Казахстана пока не прослеживается.

Как показали расчеты, за период 1894-2014 годов увеличение температуры в Казахстане составило около 2°С (0,017°С в год). При этом последние четыре десятилетия температура повышается более быстрыми темпами – в среднем на 0,4°С каждые 10 лет. На большей части Казахстана за период с 1940 года до наших дней самым холодным был 1969 год, когда средняя по территории аномалия среднегодовой температуры воздуха составила минус 2,5°С, а самым теплым – 2013 год с аномалией температуры воздуха 1,69°С.

В период 1941-2014 годов (73 года) рост средней по территории Казахстана температуры воздуха наблюдается во все сезоны. В целом по Казахстану скорость роста среднегодовой температуры воздуха составляет 0,27 ºС каждые 10 лет. Наибольшая скорость потепления характерна для зимы, весны и осени, когда температура повышалась на 0,27-0,32ºС/10 лет. Летом темпы потепления были несколько ниже – 0,19ºС/10 лет.

- Изменения климата проявляются также в изменениях повторяемости или интенсивности экстремальных погодных и климатических условий. По данным большинства метеостанций Казахстана, прослеживается тенденция увеличений значений годовых максимумов температуры приземного воздуха (максимум из суточных максимумов за весь календарный год). Максимумы температуры повышаются на 0,001-0,4ºС каждые 10 лет, местами увеличение составляет до 0,60ºС/10лет. Одновременно происходит увеличение значений годовых минимумов температуры воздуха (минимум из суточных минимумов). Это в свою очередь приводит к значимой тенденции уменьшения годовой амплитуды температуры воздуха – на 0,1-0,2ºС/10 лет, что свидетельствует об уменьшении континентальности климата Казахстана.

На территории западных и южных областей Казахстана наблюдается статистически значимая тенденция увеличения количества дней с температурой воздуха выше 35ºС – от 1 до 5 дней каждые 10 лет. На всей территории республики увеличивается общая продолжительность волн тепла на 1-3 дня/10 лет. За волну тепла принимается случай, когда, как минимум 6 последовательных дней суточная максимальная температура воздуха попадает в интервал 10% самых высоких температур для каждого месяца.

Практически повсеместно на территории Казахстана наблюдается тенденция уменьшения повторяемости дней в году с морозом, когда суточная минимальная температура опускается ниже 0ºС. Наиболее значительными темпами повторяемость морозных дней сокращается в горных и предгорных районах юга Казахстана – на 5-6 дней каждые 10 лет. На остальной территории уменьшение количества таких дней составляет 1-4 дня каждые 10 лет.

- За период 1941‑2014 годов в среднем по Казахстану наблюдалась слабая тенденция к уменьшению количества осадков весеннего, летнего и осеннего сезонов – примерно на 0,8 мм/10лет. Исключение составляет зимний период, когда тенденция к увеличению осадков составляет 1,5 мм/10 лет. В результате годовые суммы осадков незначительно уменьшались на 0,8 мм/10 лет или примерно на 0,4% нормы/10 лет.

По территории республики наблюдается пятнистость в распределении знака изменения сезонного количества осадков. Летом и осенью почти на всей территории Казахстана, за исключением горных юго-восточных регионов, осадки уменьшались на 1-7% нормы каждые 10 лет. Зимой, наоборот, осадки в основном увеличивались, устойчивые положительные тенденции наблюдались в северных и центральных регионах, а также в горных и предгорных северо-западных, восточных, юго-восточных регионах республики – на 1-9 % нормы/10 лет. В весенний период положительная тенденция в осадках наблюдалась в северо-западной половине Казахстана и отрицательная на всей остальной территории. Надо отметить, что за исключением зимних осадков, тенденции в сезонном количестве осадков статистически незначимы.

Наблюдаются некоторые тенденции в экстремумах осадков. Например, на большинстве метеостанций юго-восточного Казахстана увеличивается доля экстремального количества осадков в годовой сумме осадков – на 1-2%/10 лет. На севере Казахстана статистически значимо сокращается продолжительность бездождного периода – на 1-3 дня/10 лет. Иными словами, за этот период возросла неравномерность выпадения осадков во времени, когда ливневые дожди сменялись периодами засухи. В отдельных районах значительно увеличилось число интенсивных осадков, которые летом не обеспечивают необходимое увлажнение почвы, так как быстро стекают по поверхности и почти сразу испаряются за счет высокой температуры воздуха. Практически на всей территории Казахстана уменьшилась максимальная продолжительность бездождного периода, что является важной характеристикой климата, особенно для сельского хозяйства.

Надо отметить, что повсеместное повышение сезонных и годовых температур приземного воздуха и практически неизменное или уменьшающееся количество летних осадков приводят к усилению засушливости климата в равнинных районах полупустынь и пустынь, а также в близлежащих к ним регионах. Вместе с тем общая тенденция к потеплению глобального и регионального климата не исключает случаи, например, экстремально холодных зим на территории Казахстана. Теперь уже необычно холодной была зима 2011-2012 годов. Все помнят, что зима 2007-2008 годов была также экстремально холодной практически во всей Центральной Азии, в том числе и в Казахстане, особенно на юге. Но за ней последовали экстремально теплые весна и лето, что привело к тому, что в целом 2008 год попал в десятку самых теплых лет на территории Казахстана за последние 70 лет.

Примерно такая же ситуация повторилась зимой 2009-2010 годов, когда значительными отрицательными аномалиями были охвачены все северные, восточные и частично западные области Казахстана. Экстремально низкие температуры (на 4-6ºС ниже нормы) наблюдались в Восточно-Казахстанской, Павлодарской, Северо-Казахстанской, Акмолинской и Костанайской областях. По данным большинства метеостанций, расположенных в этих областях, зима вошла в 10% самых холодных зимних сезонов. Лето 2010 года было экстремально теплым во всей западной половине республики, где температуры превышали норму на 3-5ºС. По данным всех метеостанций данного региона, лето вошло в 10% самых жарких летних сезонов. Осень была экстремально теплой почти на всей территории Казахстана. Аномалии температуры достигали 2-3ºС и, по данным большинства метеостанций, осень вошла в 10% самых теплых сезонов, начиная с 1941 года.

Основные тенденции климатических изменений на территории Казахстана, произошедших за последние 70 лет: наблюдается повсеместное повышение температуры воздуха по территории Казахстана, в холодный период года (ноябрь-март) – рост температур более значительный, чем в теплый (апрель-октябрь); увеличиваются абсолютные суточные максимумы температуры воздуха по территории; увеличивается количество жарких дней (выше 35ºС) в западных и южных областях Казахстана; увеличивается продолжительность вегетационного периода; практически повсеместно наблюдается тенденция уменьшения повторяемости морозных дней; наблюдается тенденция уменьшения количества осадков летом и осенью; незначительно увеличилась повторяемость экстремальных осадков на юге и юго‑востоке Казахстана; наблюдается смещение климатических зон к северу, что приведет к расширению пустынных и полупустынных зон.

- Климат обычно определяют как среднюю погоду, и изменение климата как таковое и погода переплетены между собой. Наблюдения показывают, что имеют место изменения погоды, и именно статистика изменений погоды во времени позволяет выявить изменение климата. Хотя погода и климат тесно связаны, между ними есть и важные различия. При этом погоду и климат обычно путают, когда у ученых спрашивают, как им удается предсказать климат на 50 лет вперед, а погоду на несколько недель вперед предсказать они не могут. Хаотический характер погоды делает невозможным ее прогнозирование больше чем на несколько дней.

Прогнозирование изменений климата (то есть долговременной средней погоды) вследствие изменений в составе атмосферы или иных факторов – совершенно другая и более осуществимая задача. Прогнозы будущего климата формируются основополагающими изменениями в тепловой энергии системы Земли, в частности, возрастающей интенсивностью парникового эффекта, который удерживает тепло вблизи поверхности Земли, в зависимости от объема углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере.

Для построения прогнозов вероятного изменения климата Казахстана используются модели глобального и регионального климата. Модели глобального климата являются основным и наиболее перспективным инструментом предсказания будущих изменений климата, обусловленных естественным взаимодействием между разными компонентами климатической системы и внешними воздействиями естественного и антропогенного характера, а также выявления причин наблюдаемых изменений. Одним из важнейших свойств моделей является их реакция на внешние воздействия (изменение потока солнечной радиации, вулканическая деятельность, изменение газового состава атмосферы), которая определяется внутренними процессами климатической системы с прямыми и обратными связями, способными усилить или подавить влияние этого воздействия.

Основным фактором воздействия на климатическую систему является и будет являться увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере. Ожидаемые изменения климата в XXI веке на территории Казахстана получены на основе результатов ансамбля моделей общей циркуляции атмосферы и океана МГЭИК с учетом демографических, экономических и технологических факторов, определяющих эмиссии парниковых газов (ПГ).

- Возможные повышения глобальной температуры воздуха по всем сценариям климата в дальнейшем продолжатся, согласно прогнозам климатологов Казгидромета, повышение средней годовой температуры к концу века может составить уже 3‑5°C. Причем на территории Казахстана значения изменений будут более значительными, чем в глобальном масштабе.

В изменении количества осадков нет однозначной тенденции. Годовое количество осадков в течение XXI века преимущественно возрастает, в основном за счет увеличения осадков холодного периода года, но ожидается уменьшение осадков летнего периода, причем наиболее значительное на юге и юго-западе Казахстана.

Основной вывод заключается в том, что зимы будут более теплыми и влажными. Особенно это характерно для северных, предгорных и горных регионов. Во многие месяцы теплого периода года будет также значительно теплее, но при этом более сухо. Данная неблагоприятная тенденция наиболее выражена в южных, юго-западных и западных регионах Казахстана. Что касается экстремальности гидрометеорологических процессов, то для территории Казахстана были выполнены расчеты специализированных климатических характеристик на перспективу к 2050 и 2085 годов, позволившие оценить изменения в экстремальности температурного режима и режима осадков.

Повсеместно на территории Казахстана ожидается сокращение количества морозных дней в году – к концу текущего столетия сокращение составит 15-30 дней. Следует ожидать сокращение числа экстремально холодных ночей – к середине XXI-го века их станет меньше на 5-7%. Также сократится количество экстремально холодных дней. Одновременно увеличится число экстремально теплых ночей и дней. Наибольшее увеличение ожидается для южных регионов Казахстана в летние месяцы года, когда количество теплых ночей может возрасти на 50% и более, а жарких дней – на 40% и более. При этом сами значения температур самых жарких дней могут возрасти на 3-5С.

В предстоящие десятилетия ожидается увеличение продолжительности волн тепла. К середине столетия в северных регионах продолжительность волн тепла может увеличиться на 40-55 дней, в то время как в период 1961-1990 годов средняя продолжительность составляла около 17 дней. Некоторые изменения произойдут в характеристиках экстремальности режима осадков на территории Казахстана. На территории Казахстана, возможно, увеличится повторяемость дней с экстремальным количеством осадков – на 6-9%, более значительное увеличение произойдет в южных регионах. Увеличится также доля таких осадков в годовой сумме. Несколько увеличится интенсивность осадков, более значительно – в южных регионах.

Основные климатические изменения, прогнозируемые на территории Казахстана до конца XXI века: повышение среднегодовой и среднесезонной температуры воздуха, усиление засушливости; наибольший рост температуры ожидается в зимний и летний периоды, в зерносеющих областях Казахстана (Северо-Казахстанской, Павлодарской, Костанайской, Акмолинской) рост весенних температур превышает летние; увеличение количества жарких дней (выше 35ºС) и повторяемости засух; увеличение продолжительности вегетационного периода; уменьшение повторяемости морозных дней; увеличение количества осадков холодного периода года; примерно с середины текущего столетия ожидается уменьшение количества осадков летнего и осеннего периодов.

- Режим горных и равнинных рек Казахстана существенно различается. Соответственно влияние изменения климата на режим рек горной и равнинной территории также различно. На горных реках ожидается увеличение числа паводков, наносящих ущерб экономике Казахстана. Это связано с изменением климата, ростом температуры воздуха, деградацией горного оледенения и усилением водоотдачи с ледников. Кроме того, в связи с потеплением в горах возрастает верхняя граница осадков, выпадающих в жидком виде, увеличивая тем самым площадь формирования дождевого паводка. Возможно учащение случаев прорыва высокогорных озер в связи с протаиванием внутриморенных ледяных перемычек.

В дальнейшем доля ледникового и снеготалого стока на горных реках будет снижаться (сокращение и исчезновение ледников, выпадение осадков в высокогорной зоне в жидком виде), что приведет к смещению пика половодья на более ранние сроки, а также к большей изменчивости годового объема стока. Эти факторы существенно ухудшат условия для сельского хозяйства и гидроэнергетики.

Таким образом, на горных реках, в их естественном режиме, будут наблюдаться колебания водности год от года, но тенденций на увеличение или снижение стока не ожидается. Но если говорить о реках, чей сток регулируется (Иле, Сырдарья, Шу, Талас), то в связи с усилением хозяйственной деятельности в бассейнах этих рек и увеличением водозаборов ожидается постепенное снижение их водности.

На равнинных реках Казахстана наблюдается тенденция сокращения стока. Это связано, в первую очередь, с изменением климата и повышением температуры воздуха. От сроков начала снеготаяния во многом зависит объем годового стока равнинных рек. Чем более поздняя и дружная весна, тем больше период снегонакопления, меньше потерь стока во время снеготаяния и больше водность рек. И наоборот – более ранняя и затянутая весна с возвратом холодов приводит к большим потерям влагозапасов в бассейнах рек и как следствие – сокращению объема годового стока.

Меры по адаптации: строительство водохранилищ сезонного и многолетнего регулирования, внедрение водосберегающих технологий – капельное орошение, снегозадержание, уменьшение испарения, замена влагоемких сельхозкультур на менее влагоемкие и так далее.