Влияние изменений климата и деградации оледенения на водный режим в высокогорной части бассейна р. Терек

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе комплекса моделей гидрометеорологического блока выполнена оценка вероятных изменений стока р. Терек в XXI веке с учётом изменений климата и оледенения в бассейне. Показано, что изменение стока составит от –2 до +5% в сценарии RCP2.6 и от –8 до +14% в сценарии RCP8.5. Направленность изменений стока в подбассейнах существенно зависит от высотного расположения зоны снегового и ледникового питания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Д. Корнилова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт водных проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва; Москва

И. Н. Крыленко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт водных проблем РАН

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Е. П. Рец

Институт водных проблем РАН

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва

Ю. Г. Мотовилов

Институт водных проблем РАН

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва

И. А. Корнева

Институт географии РАН; Институт природно-технических систем

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва; Севастополь

Т. Н. Постникова

Институт водных проблем РАН

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва

О. О. Рыбак

Институт водных проблем РАН; Институт природно-технических систем

Email: ekaterina.kornilova.hydro@gmail.com
Россия, Москва; Севастополь

Список литературы

  1. Борщ С. В., Симонов Ю. А., Христофоров А. В. Прогнозирование стока рек России. М.: Гидрометцентр России, 2023. 200 с.
  2. Корнева И. А., Рыбак О. О. Проекции климата на Кавказе (результаты эксперимента CORDEX) // Системы контроля окружающей среды. 2020. № 4. С. 5—12. https://doi.org/ 10.33075/2220-5861-2020-4-5-12
  3. Корнева И. А., Рыбак О. О., Рыбак Е. А. Коррекция модельных климатических данных для моделирования горных ледников Центрального Кавказа // Системы контроля окружающей среды. 2024. № 1 (в печати).
  4. Коровин В. И., Галкин Г. А. Генетическая структура наводнений и паводков на реках Северо-Западного Кавказа за 275-летний период // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1979. № 3. С. 90—94.
  5. Мотовилов Ю. Г., Гельфан А. Н. Модели формирования стока в задачах гидрологии речных бассейнов. М.: Изд-во РАН, 2018. 300 с. https://doi.org/ 10.31857/S9785907036222000001
  6. Носенко Г. А., Хромова Т. Е., Рототаева О. В., Шахгеданова М. В. Реакция ледников Центрального Кавказа в 2001—2010 гг. на изменения температуры и количества осадков // Лёд и Снег. 2013. Т. 53. № 1. С. 26—33. https://doi.org/ 10.15356/2076-6734-2013-1-26-33
  7. Adler C., Huggel C., Orlove B., Nolin A. Climate change in the mountain cryosphere: impacts and responses // Regional Environmental Change. 2019. V. 19. P. 1225—1228. https://doi.org/ 10.1007/s10113-019-01507-6
  8. Bliss A., Hock R., Radić V. Global response of glacier runoff to twenty‐first century climate change // Journ. of Geophys. Research: Earth Surface. 2014. V. 119. № 4. P. 717—730. https://doi.org/ 10.1002/2013JF002931
  9. Duethmann D., Bolch T., Farinotti D., Kriegel D., Vorogushyn S., Merz B., Pieczonka T., Jiang T., Su B., Güntner A. Attribution of streamflow trends in snow and glacier melt‐dominated catchments of the Tarim River, Central Asia // Water Resources Research. 2015. V. 51 (6). P. 4727—4750. https://doi.org/ 10.1002/2014WR016716
  10. Gelfan A., Semenov V. A., Gusev E., Motovilov Y., Nasonova O., Krylenko I., Kovalev E. Large-basin hydrological response to climate model outputs: uncertainty caused by internal atmospheric variability // Hydrology and Earth System Sciences. 2015. V. 19. № 6. P. 2737—2754. https://doi.org/ 10.5194/hess-19-2737-2015
  11. Hagg W., Shahgedanova M., Mayer C., Lambrecht A., Popovnin V. A sensitivity study for water availability in the Northern Caucasus based on climate projections // Global and Planetary Change. 2010. V. 73 (3—4). P. 161—171. https://doi.org/ 10.1016/j.gloplacha.2010.05.005
  12. Hamed K. H., Rao A. R. A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data //Journ. of hydrology. 1998. V. 204. № 1—4. P. 182—196. https://doi.org/ 10.1016/S0022-1694(97)00125-X
  13. Huss M., Fischer M. Sensitivity of very small glaciers in the Swiss Alps to future climate change // Frontiers in Earth Science. 2016. V. 4. P. 34. https://doi.org/ 10.3389/feart.2016.00034
  14. Jones J. A. Hydrologic responses to climate change: considering geographic context and alternative hypotheses // Hydrological Processes. 2011. V. 25. № 12. P. 1996—2000. https://doi.org/ 10.1002/hyp.8004
  15. Kraainjenbrink P. D. A., Bierkens M. F. P., Lutz A. F., Immerzeel W. W. Impact of a global temperature rise of 1.5 degrees Celsius on Asia’s glaciers // Nature. 2017. V. 549. P. 257—260. https://doi.org/ 10.1038/nature23878
  16. Kutuzov S., Lavrentiev I., Smirnov A., Nosenko G., Petrakov D. Volume changes of Elbrus glaciers from 1997 to 2017 // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. P. 153. https://doi.org/ 10.3389/feart.2019.00153.
  17. Lüthi S., Ban N., Kotlarski S., Steger C. R., Jonas T., Schär C. Projections of alpine snow-cover in a high-resolution climate simulation // Atmosphere. 2019. V. 10. № 8. P. 463. https://doi.org/ 10.3390/atmos10080463
  18. Marty C., Schlögl S., Bavay M., Lehning M. How much can we save? Impact of different emission scenarios on future snow cover in the Alps // The Cryosphere. 2017. V. 11. № 1. P. 517—529. https://doi.org/ 10.5194/tc-11-517-2017
  19. Milner A. M., Khamis K., Battin T. J., Brittain J. E., Barrand N. E., Füreder L., Cauvy-Fraunié S., Gíslason G. M., Jacobsen D., Hannah D. M., Hodson A. J., Hood E., Lencioni V., Ólafsson J. S., Robinson C. T., Tranter M., Brown L. E. Glacier shrinkage driving global changes in downstream systems // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017. V. 114. № 37. P. 9770—9778. https://doi.org/ 10.1073/pnas.1619807114
  20. Motovilov Yu., Gottschalk L., Engeland K., Belokurov A. ECOMAG — regional model of hydrological cycle. Application to the NOPEX region // Department of Geophysics, University of Oslo. 1999. 88 p.
  21. Omani N., Srinivasan R., Karthikeyan R., Smith P. Hydrological modeling of highly glacierized basins (Andes, Alps, and Central Asia) // Water. 2017. V. 9 (2). P. 111. https://doi.org/ 10.3390/w9020111
  22. Pellicciotti F., Bauder A., Parola M. Effect of glaciers on streamflow trends in the Swiss Alps // Water Resources Research. 2010. V. 46. № 10. P. 1—16. https://doi.org/ 10.1029/2009WR009039
  23. Postnikova T., Rybak O., Gubanov A., Zekollari H., Huss M., Shahgedanova M. Debris cover effect on the evolution of Northern Caucasus glaciers in the 21st century // Frontiers in Earth Science. 2023. V. 11. № 1. P. 1—22. https://doi.org/ 10.3389/feart.2023.1256696
  24. Rafiq M., Mishra A. Investigating changes in Himalayan glacier in warming environment: a case study of Kolahoi glacier // Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. P. 1—9. https://doi.org/ 10.1007/s12665-016-6282-1
  25. Rahman K., Maringanti C., Beniston M., Widmer F., Abbaspour K., Lehmann A. Streamflow modeling in a highly managed mountainous glacier watershed using SWAT: the Upper Rhone River watershed case in Switzerland // Water resources management. 2013. V. 27 (2). P. 323—339. https://doi.org/ 10.1007/s11269-012-0188-9
  26. Rets E. P., Durmanov I. N., Kireeva M. B. Peak runoff in the north Caucasus: Recent trends in magnitude, variation and timing. // Water Resources. 2019. V. 46 (1). P. 56—66. https://doi.org/ 10.1134/S0097807819070157.
  27. Rets E. P., Durmanov I. N., Kireeva M. B., Smirnov A. M., Popovnin V. V. Past ‘peak water’ in the North Caucasus: Deglaciation drives a reduction in glacial runoff impacting summer river runoff and peak discharges // Climatic Change. 2020. V. 163 (4). P. 2135—2151. https://doi.org/ 10.1007/s10584-020-02931-y
  28. Rets E., Kireeva M. Hazardous hydrological processes in mountainous areas under the impact of recent climate change: case study of Terek River basin // IAHS Publ. 2010. V. 340. P. 126—134.
  29. RGI 6.0 Consortium, 2017. Randolph Glacier Inventory — A Dataset of Global Glacier Outlines, Version 6.0. Boulder, Colorado USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center. Электронный ресурс. https://nsidc.org/data/nsidc-0770/versions/6 Дата обращения: 26.02.2023. https://doi.org/10.7265/4M1F-GD79
  30. Santer B. D., Wigley T. M. L., Boyle J. S., Gaffen D. J., Hnilo J. J., Nychka D., Parker D. E., Taylor K. E. Statistical significance of trends and trend differences // Journ. of Geophys. Research. 2000. V. 105. № 6. P. 7337—7356. https://doi.org/ 10.1029/1999JD901105
  31. Shahgedanova M., Hagg W., Zacios M., Popovnin V. An Assessment of the recent past and future climate change, glacier retreat, and runoff in the caucasus region using dynamical and statistical downscaling and HBV-ETH hydrological model. // Regional Aspects of Climate-Terrestrial-Hydrologic Interactions in Non-boreal Eastern Europe. 2009. P. 63—72. https://doi.org/ 10.1007/978-90-481-2283-7_8
  32. Singh V., Jain S. K., Shukla S. K. Glacier change and glacier runoff variation in the Himalayan Baspa River basin // Journ. of Hydrology. 2021. V. 593. P. 125918. https://doi.org/ 10.1016/j.jhydrol.2020.125918
  33. Tashilova A., Ashabokov B., Kesheva L., Teunova N. Analysis of climate change in the Caucasus region: End of the 20th — Beginning of the 21st Century // Climate. 2019. V. 7 (11). https://doi.org/ 10.3390/cli7010011
  34. Tielidze L. G., Wheate R. D. The greater caucasus glacier inventory (Russia, Georgia and Azerbaijan) // The Cryosphere. 2018. V. 12. № 1. P. 81—94. https://doi.org/ 10.5194/tc-12-81-2018
  35. Tielidze L. G., Jomelli V., Nosenko G. A. Analysis of Regional Changes in Geodetic Mass Balance for All Caucasus Glaciers over the Past Two Decades // Atmosphere. 2022. V. 13. № 2. P. 256. https://doi.org/ 10.3390/atmos13020256
  36. Toropov P. A., Aleshina M. A., Grachev A. M. Large‐scale climatic factors driving glacier recession in the Greater Caucasus, 20th — 21st century // International Journ. of Climatology. 2019. V. 39. № 12. P. 4703—4720. https://doi.org/ 10.1002/joc.6101
  37. Vacco D. A., Alley R. B., Pollard D. Glacier advance and stagnation caused by rock avalanches // Earth Planet. Sc. Lett. 2010. V. 294. P. 123—130. https://doi.org/ 10.1016/j.epsl.2010.03.019
  38. Verhaegen Y., Huybrechts P., Rybak O. and Popovnin V. Modelling the evolution of Djankuat Glacier, North Caucasus, from 1752 until 2100 CE // The Cryosphere. 2020. V. 14. № 11. P. 4039—4061. https://doi.org/ 10.5194/tc-14-4039-2020
  39. Zekollari H., Huss M., Farinotti D. Modelling the future evolution of glaciers in the European Alps under the EURO-CORDEX RCM ensemble // The Cryosphere. 2019. V. 13. № 4. P. 1125—1146. https://doi.org/ 10.1029/2019gl085578

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Бассейн р. Терек (до замыкающего створа Моздок): 1 — гидрологические посты; 2 — гидрологические посты и метеорологические станции; 3 — метеорологические станции; 4 — горные вершины; 5 — государственная граница РФ; 6 — ледники (RGI 6.0)

Скачать (41KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тренды изменения среднегодовой температуры (а) и годовой суммы осадков (б) по фактическим данным метеорологических станций (1977—2014 гг.), среднегодового (в) и максимального (г) годового расходов воды по фактическим данным гидрологических постов в бассейне реки Терек (1977—2018 гг.)

Скачать (70KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема усвоения данных климатического и гляциологического моделирования моделью ECOMAG

Скачать (91KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Прогнозируемое изменение среднегодовой температуры воздуха (а), годовой суммы осадков (б) и площади оледенения (в) для бассейнов рек до различных замыкающих створов на территории бассейна р. Терек для двух сценариев (RCP2.6 и RCP8.5)

Скачать (47KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Прогнозируемые аномалии среднемесячных температур воздуха (а), сумм осадков (б) и снеготаяния (в) на территории бассейна р. Терек для двух различных сценариев (RCP2.6 и RCP8.5) в пределах исследуемого водосбора

Скачать (53KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Аномалии годового объёма стока относительно базового исторического периода (а: 1 — Баксан – Тырныауз; 2 — Баксан – Заюково; 3 — Чегем – Нижний Чегем; 4 — Малка – Каменномостское; 5 — Терек – Котляревская), трансформация внутригодового распределения стока и его аномалии в створе р. Баксан у Тырныауза (б) и р. Чегем у Нижнего Чегема (в) в сценариях RCP2.6 и RCP8.5

Скачать (96KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».