Обметка А.Н., Еловичева Я.К. Динамика температуры воздуха и осадков на территории Беларуси //
Материалы 72-й Университетской студенческой научно- практической конференция 14 апреля 2015 г. Минск, БГУ. Минск:БГУ, 2015. С. 314-318
А. Н. Обметка, Я. К. Еловичева
Климат, как неотъемлемая и важная часть природной среды Земли, изменялся на протяжении всей истории ее развития под воздействием многих разнообразных факторов: изменения элементов земной орбиты, перемещения полюсов и континентальный дрейф, географического положения территории, колебания количества и состава солнечной радиации, непостоянного состава атмосферы (облачности, содержания углекислоты, наличия вулканического пепла) и движения воздушных масс, различного характера подстилающей поверхности Земли (распределение суши и моря, характер рельефа (наличие и направление горных хребтов, абсолютная высота суши над уровнем моря), близости морей и океанов, солёности океана, океанических течений; деятельности человека. Климат определяет соотношение тепла и влаги на территории, а следовательно, и условия формирования почв, органического мира, гидрологического режима рек.
Климат архейского времени проявлялся в условиях плотной атмосферы, содержавшей много паров H2O, CO2, H3, CH4, лишённой O2, и при почти полном отсутствии суши. Климат раннего и среднего палеозоя был изотермичным. Широтная зональность с тропическими и бореальными (южными и северными) областями наметилась во второй половине каменноугольного периода. В позднем палеозое, мезозое и палеогене климат оставался слабо дифференцированным; разница зимних температур высоких и низких широт не превышала 12-14˚С. Изменения климата вплоть до конца палеогена были связаны главным образом с колебаниями влажности и проявлялись в чередовании глобальных аридных (ранний кембрий, поздний ордовик, конец силура – первая половина девона, поздняя пермь и значительная часть триаса, поздняя юра – ранний мел, конец мела – первая половина палеогена, средний миоцен) и гумидных (раннесилурийская, раннекаменноугольная, раннеюрская и позднеолигоценовая) фаз (превышение ТоС составляло 7-10º).
Атмосфера Земли с каждой геологической эпохой изменяла свой состав – уменьшалось содержание паров H2O и CO2, повышалась относительная роль O2. В связи с этим уменьшался её "тепличный эффект", усиливались термические контрасты между полюсами и экватором, что способствовало развитию межширотной циркуляции атмосферы.
Со второй половины олигоцена (около 20 млн л.н.) наступило значительное похолодание, и в приполярных областях складывался вначале умеренный, а затем и арктический типы климатов. В дальнейшем усилились континентальность и сезонность климата, сократилось общее количество атмосферных осадков и всё более пёстрым стало их распространение. В антропогене (с 2,5 млн. лет) похолодание усилилось и неоднократные колебания Т оС и влажности привели в гляциоплейстоцене (последние 800 тыс. лет) к чередованию 8 ледниковых (снижение ТоС на 13-16º) и 9 межледниковых (превышение ТоС на 1,5-4º) эпох в высоких широтах и плювиальных и ксеротермических климатов в низких широтах.
На метеостанциях мира подробнее изучены колебания климата Земли за время инструментальных наблюдений всего в несколько сотен лет. Самые значительные из них – это «малые ледниковые периоды» (1816 г., ХIV-ХIХ вв.) и «малые климатические оптимумы» (Х-ХIII в., 30-е гг. ХХ в. – известное как «потепление Арктики»).
Не менее мощным явилось «глобальное» потепление климата с конца 80-х гг. ХХ в. Оно побудило ученых, практиков и политиков рассматривать климат как важнейший природный ресурс, перераспределение которого между государствами имеет серьезные социально-экономические и политические последствия, определяющие благосостояние государств мира. В связи с чем, проблема климата и на Беларуси стала первоочередной научной и практической проблемой при расширении работ по изучению гидрометеологического режима.
Температура воздуха (среднеиюльская, среднеянварская, годовая) и годовое количество осадков для климата являются одними из основных характеристик. Их динамика прослежена по результатам гидрометеорологических наблюдений в Беларуси с 1881 по 2014 гг. (рисунок).
В теплый период года, когда формируется широтный характер изменения Т оС по территории региона, в среднем Т оС воздуха повышается на 0,5оС с продвижением на 200 км к югу. В холодный период ТоС режим определяется в основном циркуляцией атмосферы. Аккумулятор тепла – Атлантический океан и господствующий в умеренных широтах западный перенос оказывают основное влияние на распределение Т оС в Беларуси: изотермы направлены почти меридионально. В среднем на каждые 100 км к востоку ТоС понижается на 0,5оС.
На территории республики ТоС воздуха в январе понижается от -4,5оС на западе и юго-западе до -8,0оС и ниже на востоке и северо-востоке. Средняя январская Т оС составляет -6,7оС. Самая холодная – Могилевская область, она почти на 2оС холоднее западной Гродненской, расположенной на тех же широтах. Такое же соотношение между южными областями западной Брестской и восточной Гомельской, однако различия между ними меньше. Северная Витебская область лишь несколько теплее Могилевской. Т оС Минской области в январе близка к средней по республики. Наиболее холодным январем считается январь 1987 г. (от -15 до -18оС) за счет частых вторжений воздушных масс из Арктики. На отдельных станциях (Минск, Горки, Брест, Пинск, Василевичи) холодным является январь 1893 г. с такой же средней месячной ТоС воздуха. Необычно теплые январи отмечались в Беларуси с 1989 г. В 1989 и 2007 гг. средняя месячная ТоС января была наибольшей: от -0,2оС до +2,6оС, что на 6-8 оС выше средних многолетних значений. Интересен январь 1990 г., который лишь на 1-2 оС уступал отмеченным годам. Для январей «глобального» потепления характерно преобладание зонального типа циркуляции под влиянием теплого и влажного воздуха Атлантики.
В летний период в связи с ослаблением Исландской депрессии уменьшается циклоническая деятельность в умеренных широтах за счет усиления влияния Азорского максимума. Это приводит к широтному изменению ТоС воздуха, возрастанию значения теплообмена с подстилающей поверхностью, к усилению влияния рельефа: в долинах, лучше прогревающихся, изотермы отклоняются к северу, а на возвышенностях – к югу. ТоС контрасты по территории невелики – в пределах 1,5-2,0оС
С июля начинает уменьшаться величина солнечной радиации и регион получает несколько меньшее количество тепла, однако ТоС поверхности суши и океана, уже хорошо прогретые к этому времени, продолжает повышаться. На Беларуси она достигает 17,0-19,3оС. Средняя ТоС воздуха в июле 18,1оС. Холодным был июль 1979 г. с Т оС в 14,0-15,5оС, а аномально теплым – июль 2010 г. с ТоС воздуха – 21,0-24,5оС
Годовая ТоС воздуха в Беларуси составляет 5,0-8,0 оС, увеличиваясь с севера-востока на юго-запад, а средняя по республике составляет 6,2оС. Восточные области оказываются холоднее западных на тех же широтах. Максимально высокая годовая Т оС отмечена на преобладающей части республики в 1989 и 2008 гг., для которых характерны необычно высокие Т оС холодного периода: 7,0-9,5оС. Наиболее низкие средние годовые ТоС отмечены в республике в 40-х гг.: в 1940 и 1942, когда их величина изменялась в регионе от 2,7 на северо-востоке (Езерище) до 4,5-4,9оС на юге (Пинск и Лельчицы). В послевоенные годы очень низкие средние годовые Т оС наблюдались в 1956, 1969 и 1987 гг. Они лишь на десятые доли градуса превышали ТоС 40-х гг., а на юге-востоке оказались ниже
Распределение осадков по территории Беларуси определяется рядом факторов, главный из них – рельеф местности. В течение года Белорусская гряда получает больше осадков (на западе), чем южные и северные низменности (меньше всего на юго-востоке). Болота, леса, подпитывая облачность, способствуют выпадению дополнительных осадков.
Если в среднем за год на большей части региона выпадает 600-700 мм осадков, то центральная возвышенная часть получает 650-700 мм, отдельные ее составляющие (Новогрудская, Свентянская возвышенности) – более 700 мм. Максимальные суммы характерны для станции Новогрудок (в среднем 741 мм/год на максимальной высоте 283 м над у. м.), а низменности получают 600-650 мм. Минимальное среднее многолетнее количество осадков отмечено на крайнем юго-востоке в Брагине – 538 мм (самая низко расположенная станция на 114 м над у. м.). Прослеживающаяся связь количества выпадающих осадков с рельефом местности нарушается лишь на юге республики, где наблюдается их возрастание, в левобережной, значительно залесенной части долины Припяти.
В отдельные годы в республике наблюдается как засушливые явления, так и избыточное увлажнение, что связано с неравномерным выпадением осадков и временной их изменчивостью. Наибольшие годовые суммы осадков варьируют в пределах 850-1000 мм и лишь на западных Свентянской и Новогрудской возвышенностях зарегистрировано 1000-1100 мм. Однако абсолютный максимум отмечен на равнинной станции Василевичи в 1906 г. (1115 м). На длиннорядных станциях годовой максимум приходится на конец прошлого (1897 г. – Брест, Марьина Горка) или начало нынешнего века (1902 г. – Полоцк, Сенно; 1903 г. – Минск; 1906 г. – Василевичи). Наиболее влажные станции на западе проявились в 1958 и 1970 гг., на крайнем северо- востоке – в 1990 г.
Минимальная годовая величина осадков находится в пределах 350-450 мм и лишь на западных возвышенностях она не опускается ниже 500 мм. Абсолютный минимум отмечен на юге и юго-востоке республики: в Брагине и Ивацевичах он не более 299 и 298 мм, соответственно. Наиболее засушливый период наблюдался в 50-60-х гг. прошлого столетия.
На теплый период приходится около 70% всей годовой суммы осадков. В отдельные годы эти величины увеличиваются до 600-800 мм с максимумом в 887 мм (Лынтупы). В самые засушливые годы их количество уменьшается до 150-300 мм (в 1961 г. в Пинске – 152 мм).
Необходимо отметить одну июльскую особенность в распределении осадков: большая часть их выпадает на западных склонах восточных возвышенностей (Толочин, Витебск и др.), что объясняется усилением северной составляющей воздушных масс.
Таким образом, нынешние изменения климата Беларуси не противоречат тенденциям изменения климата в Европе: за последние почти три десятилетия наблюдается четко выраженный и наиболее продолжительный тренд потепления – с Т оС воздуха, превысившей климатическую норму уже на 1,1ºС (2015 г.) Уменьшение атмосферных осадков свойственно южной, мелиорированной части республики, а северной – незначительный их рост, и как следствие, увеличилось число экстремальных климатических явлений: засух, обильных осадков, теплых зим.