Ученые МГУ имени М.В.Ломоносова в составе международного коллектива установили, как изменения климата влияют на наводнения в западной части Евразии: в странах Европы и на европейской части России. Возможно, именно анализ сезонности наводнений станет ключом к пониманию того, как изменения климата влияют на водность рек. Результаты многолетних исследований опубликованы в журнале Science.

Исследователи задались целью - понять, в какое время года расход воды в реках Европы максимален и как эта величина изменилась за последние десятилетия. Чтобы определить, как формируются наводнения, а также какое влияние на них оказывает изменение климата, ученые проанализировали, как изменились сроки начала и окончания периодов максимального расхода воды. Расход воды - это объем воды, протекающей за секунду через поперечное сечение реки.

Существуют три механизма возникновения наводнений, каждый из них характерен для определенного региона. Одни наводнения образуются за считанные дни или даже часы после выпадения интенсивных ливней. В других регионах наводнения связаны исключительно с таянием снега, а в третьих для их возникновения необходим длительный период подготовки: влага накапливается в почве за счет небольших дождей, и уже не столь выдающееся событие приводит к образованию наводнения. Ученые следили за наводнениями, связанными как с дождевыми осадками, так и со снеготаянием, но особое внимание было уделено фактору почвенной влаги.

"Впервые в масштабе целого континента были выявлены существенные сдвиги в сроках прохождения наводнений. В различных регионах тенденции имеют разный знак", - сообщает Наталья Фролова, доктор географических наук, соавтор исследования, заведующая кафедрой гидрологии суши географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Чтобы охарактеризовать, как меняется полноводность рек, ученые используют понятие водность - сколько воды проносит река за отрезок времени по сравнению с нормой для данного периода. На северо-востоке Европы максимумы водности сдвинулись назад на 8 дней. Наиболее сильные изменения наблюдаются на Атлантическом побережье (Португалия - Великобритания): там максимумы водности сместились на 16 дней раньше. В Средиземноморье тенденции неоднозначны и зависят от конкретного региона.

В Южной Англии и на северо-западе Испании (в Иберии) наводнения в основном происходят не из-за экстремальных осадков, а из-за почвенной влаги. Несмотря на то, что на юге Англии осадки достаточно обильные, в течение 50 лет прослеживается синхронность наводнений именно с показателями увлажненности почвы. То есть сами по себе интенсивные осадки в меньшей степени вызывают наводнения, чем продолжительный период повышенной влажности в регионе. В Иберии механизм работает в чем-то также, а в чем- то иначе: здесь синхронность характерна для временной изменчивости всех трех показателей: максимум увлажненности почвы, максимум осадков и наводнений совпадают в многолетней динамике.

"На северо-западе Европейской России даты прохождения максимумов увлажненности сдвинулись почти на неделю. А на юге эти тенденции также присутствуют, но выражены менее ярко", - комментирует Мария Киреева, соавтор исследования, младший научный сотрудник кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Работа является уникальным обобщением данных наблюдений за наводнениями в Европе. Ученые подчеркивают, что своему пространственному масштабу она охватывает целый континент и является, пожалуй, единственной в своем роде работой за последние десятилетия. Это связанно с колоссальной трудоемкостью единообразной обработки больших массивов информации. Было проанализировано около 300 000 значений максимальных расходов и еще столько же дат, к которым они приурочены.Втрое больше цифр было обработано для анализа метеоинформации.

"В Европе не существует единой системы обмена данными гидрологических наблюдений, в отличие от метеорологической информации, обмен которой между странами налажен в рамках WMO. Гидрологические данные во многих странах являются закрытыми, и организовать обмен ими было крайне сложно. Фактически, ученые всех европейских стран объединили свои усилия для понимания процесса формирования наводнений. Только совместные усилия могут пролить свет на фундаментальные вызовы, которые ставит перед нами меняющая природная среда", - комментирует Мария Киреева.

Ученые МГУ анализировали данные станций западной половины европейской части России, на стыке со странами Восточной Европы. На территории общей площадью 500 000 км 2 удалось собрать информацию с 300 точек наблюдений (гидрологических постов). В целом в работе приводятся данные почти 5000 гидрологических станций по всей Европе за последние 50 лет.

Для обработки рядов наблюдений ученые использовали авторские программы, написанные на современных языках программирования и визуализации Big Data. В качестве метеорологических показателей (предикторов) были выбраны средняя дата прохождения максимума осадков за 7 дней, средняя дата максимального влагозапаса в почве за месяц и средняя дата первого за год интервала с температурой выше нуля.

Связь изменений климата и характеристик масштабности наводнений к настоящему моменту проследить не удалось, поскольку продолжительность рядов наблюдений еще слишком мала. Кроме того, эта связь может быть нарушена за счет изменения хозяйственной освоенности земель: чем более обжита территория, тем вероятнее возникновение ущербов от подъема уровня воды. Именно поэтому в качестве показателя - маркера - была принята сезонность максимумов водности.

"В дальнейшем планируется проанализировать более детально процессы, происходящие в отдельных регионах с различным генезисом наводнений (дождевые паводки, снеготаяние). В частности, есть задумка продолжить более детальные исследования в Восточной Европе", - заключает Мария Киреева.

Если изменения продолжатся, то последствия для экономики различных регионов могут стать ощутимыми. Так, например, более позднее прохождение максимумов водности рек может сократить продуктивность сельскохозяйственных угодий на побережье Северного моря из-за того, что почва будет более сухой в период начала сельскохозяйственных работ. Более ранние сроки прохождения максимумов в Восточной Европе могут привести к неэффективности работы водохранилищ и необходимости пересмотра графиков их наполнения.

Исследование проходило в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ). Работа велась в течение трех лет в сотрудничестве с коллегами из Венского Технического Университета (Institute of Hydraulic Engineering and Water Resources Management, Technische Universität Wien, Vienna, Austria).

Источники

Ученые проследили изменения количества и сроков наводнений в связи с изменением климата
Российский научный фонд (рнф.рф), 15/08/2017
Ученые проследили изменения количества и сроков наводнений в связи с изменением климата
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (msu.ru), 15/08/2017

Похожие новости

  • 16/09/2016

    Российские ученые создали прибор для измерения длины сгустка частиц в ускорите

    ​Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) при поддержке гранта РНФ разработали новое поколение высокоскоростных электронно-оптических приборов для диагностики пучков в ускорителях заряженных частиц - диссектор на основе стрик-камеры.
    946
  • 01/10/2015

    Российский научный фонд будет сотрудничать с Тайванем

    ​Соглашение с Российским научным фондом (РНФ) подписала делегация Министерства науки и технологий Тайваня 24 сентября в рамках визита делегации Тайваня в Москву, сообщает пресс-центр организации."Наука не знает границ.
    724
  • 02/02/2017

    Российский научный фонд и Министерство сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии объявляют совместный конкурс научных проектов

    Российский научный фонд начал прием заявок на конкурс по поддержке международных научных коллективов. Конкурс проводится совместно c Научным советом Министерства сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии (MAFF/AFFRCS).
    561
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    621
  • 12/07/2017

    Сибирские ученые начали поиск новых месторождений алмазов в Архангельской области

    ​Ученые Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения (СО РАН) при поддержке Российского научного фонда (РНФ) начали масштабное исследование минералов для поиска новых алмазных месторождений в Архангельской области.
    376
  • 01/02/2017

    Геоинформационная система «Чертежи Русского государства XVI-XVII вв.»

    Геоинформационная система "Чертежи Русского государства XVI-XVII вв." открывает широкому кругу пользователей возможности ознакомления с корпусом древнейших русских картографических источников XVI – XVII вв.
    840
  • 22/09/2016

    Минерал-индикатор поможет находить алмазные месторождения

    Российские ученые установили, что высокое содержание хрома в рутиле (минерале-спутнике алмаза) позволяет рассматривать рутил как новый высокоэффективный минерал при поиске алмазных месторождений. Исследования поддержаны Российским научным фондом.
    1210
  • 05/10/2015

    Независимые научные фонды могут попасть под контроль Минобрнауки РФ

     Министерство образования и науки может получить полный контроль над Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и Российским гуманитарным научным фондом (РГНФ).Сейчас функции учредителя научных фондов от имени государства осуществляет Правительство РФ.
    1312
  • 11/03/2017

    Генеральный директор РНФ Александр Хлунов расскажет о Президентской программе поддержки ученых в пресс-центре ТАСС

    ​14 марта в ТАСС состоится пресс-конференция, посвященная презентации президентской программы поддержки ученых. Генеральный директор Российского научного фонда (РНФ) Александр Хлунов представит разработанную по поручению президента РФ программу финансирования исследовательских проектов ведущих ученых.
    563
  • 23/05/2017

    Повод для гордости: РНФ держит марку

    ​Недавно Российский научный фонд (РНФ) отчитался о своей деятельности за 2016 год перед Попечительским советом и направил соответствующий доклад Президенту и Правительству России. Третий год работы РНФ был весьма насыщенным: фонд развивал ставшие уже традиционными формы поддержки ведущих научных коллективов, внедрял новые направления, совершенствовал организацию конкурсов.
    254