24386 (Региональный климат Рязанской области, его вековая динамика и роль в эволюции ландшафтов)

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»

Естественно-географический факультет

Кафедра физической географии и методики преподавания географии

Выпускная квалификационная работа

Региональный климат Рязанской области, его вековая динамика и роль в эволюции ландшафтов

Работу выполнила:

Юсова Ольга Викторовна

Рязань 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Современные подходы к оценке климатических изменений и их последствий для природных комплексов

1. Вековая динамика климатической системы Земли, её масштабы и периодизация

2. Предполагаемые причины и факторы климатических изменений. Циклические колебания климата

3. Наблюдаемые последствия климатических изменений и их возможные влияния на эволюцию ландшафтов

4. Ландшафтно-климатическая динамика в Центре России и сопредельных регионах на рубеже XX – XXI вв.

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Физико-географические условия Рязанской области

1. Источники данных

2. Методология исследований

Глава 3. Основные особенности регионального климата Рязанской области и его динамики

1. Среднемноголетние и экстремальные значения метеорологических величин

2. Вековая динамика климата и специфика периода «глобального потепления»

3. Пространственная неоднородность климата в пределах Рязанской области и её физико-географические факторы

4. Общий обзор наиболее существенных изменений регионального климата, произошедших к началу XXI века

Глава 4. Связь региональных климатических изменений с функционированием и эволюцией ландшафтов

1. Сток, биопродуктивность и почвообразование – важнейшие интегральные характеристики ландшафтов

2. Анализ физико-географических условий формирования стока на территории Рязанской области

3. Региональные гидроклиматические взаимосвязи

4. Климат как фактор динамики региональных экосистем

5. Предполагаемые перспективы климатических изменений и сопряженных с ними преобразований ландшафтов

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении многих лет было широко распространено представление, что современный глобальный климат более или менее постоянен и что нет оснований ожидать его заметных изменений в ближайшем будущем. Немногочисленные высказывания отдельных ученых, которые, начиная с конца XIX века, выдвигали предположения о возможном влиянии на климат роста количества углекислого газа в атмосфере, образуемого при сжигании углеродного топлива, не вызывали доверия и не получали какой-либо поддержки.

Однако во второй половине XX века стало очевидно, что общая климатическая ситуация меняется гораздо быстрее, чем в прежние времена. Это обстоятельство заставило ученых всего мира направить усилия на изучение природы климатических изменений и их воздействия на биосферу и общество.

Стоит отметить, что большая часть работ связана с изучением изменений глобального климата, климата регионов мира, отдельных стран, а климатические колебания в пределах небольших территорий исследуются в меньшей степени.

Таким образом, цель данной работы: проанализировать закономерности вековой динамики климата на территории Рязанской области, её пространственно-временные особенности и показать значимость происходящих изменений для природных комплексов области и хозяйственной деятельности человека в этом регионе.

В рамках данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить современные представления о процессах глобальной климатической динамики.

2. Охарактеризовать изменения параметров климата на территории Рязанской области в конце XIX и в XX веке и сравнить их с глобальными тенденциями климатических изменений.

3. На основании пространственно распределенных метеоданных за первые годы XXI века дать характеристику современных климатических параметров Рязанской области и провести сопоставление с показателями за 60-е – 80-е годы, а также выявить тенденции территориальных изменений в распределении соответствующих величин.

4. Охарактеризовать речной сток с территории Рязанской области, проанализировать факторы его динамики (в первую очередь климатические).

5. Оценить направленность климатических изменений, происходящих на территории исследуемого региона и оценить изменение состояния природных комплексов под их влиянием.

Исходными материалами являются ряды метеонаблюдений по 13 метеостанциям Рязанской области и соседних территорий, среди которых наиболее длительные периоды наблюдений в Елатьме (1886 – 2003) и Павельце (1936 – 2003). Также использовались данные по расходу воды в реках Рязанской области (Ока, Мокша, Проня, Гусь, Пёт, Истья).

Достоверность определяется большими объемами выборок метеоданных (ежесуточные данные наблюдений с 1886 по 2003 гг.). Полученные результаты являются статистически достоверными, что подтверждается в процессе применения соответствующих методов (метод статистического анализа, эмпирических зависимостей и др.).

Основные положения работы докладывались и обсуждались на студенческих научных конференциях по итогам 2006 и 2008 гг.

По теме выпускной квалификационной работы опубликовано 2 статьи, вошедшие в межвузовские сборники научных трудов («Вопросы региональной географии и геоэкологии: Материалы Всероссийской научной конференции «Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский и географическая наука: вопросы региональной географии»: Межвузовский сборник научных трудов» / Отв. ред. В.А. Кривцов, 2007 год; «Вопросы региональной географии и геоэкологии: Межвузовский сборник научных трудов» / Отв. ред. В.А. Кривцов: Вып. 8, 2008 год).

Дипломная работа состоит из введения, четырех глав, заключения. Содержит 90 страниц основного текста, 32 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 30 наименований и приложения.

климат региональный ландшафт рязанский

ГЛАВА 1. Современные подходы к оценке климатических изменений и их последствий для природных комплексов

1.1 Вековая динамика климатической системы Земли, ее масштабы и периодизация

Для понимания физического механизма современных изменений климата большое значение имеет изучение колебаний климатических условий, происходивших за последнее столетие, когда на большей части поверхности континентов существовала сеть постоянно действующих метеорологических станций.

Наиболее крупное изменение климата за время инструментальных наблюдений началось в конце XIX века. Оно характеризовалось постепенным повышением температуры воздуха на всех широтах северного полушария во все сезоны года, причем наиболее сильное потепление происходило в высоких широтах и в холодное время года. Потепление ускорилось в 10-х годах XX в., после небольшого минимума в конце XIX в., и достигло максимума в 30-х годах, когда средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась приблизительно на 0,6 ⁰C по сравнению с концом XIX в. Затем до середины 60-х годов наблюдалось некоторое снижение глобальной средней температуры воздуха в пределах 0,3⁰C, которое сменилось дальнейшим повышением, с максимумом в 1990-1992 гг., относительно 60-х годов прошлого столетия. Об этом говорят и рассчитанные Л. П. Спириной аномалии температуры для внеэкваториальных широт, которая использовала не данные отдельных метеостанций, а карты средних аномалий температуры воздуха для каждого месяца с 1881 года на северном полушарии, кроме экваториальной зоны.

Из рисунка 1.1.1 также следует, что во внеэкваториальных широтах северного полушария в конце XIX в. началось потепление, которое достигло слабо выраженного максимума в последние годы прошлого столетия. Затем последовало некоторое понижение температуры, сменившееся быстрым повышением. Это повышение особенно ускорилось для холодного периода года в конце 10-х и начале 20-х годов. Положительная аномалия температуры была максимальной в конце 30-х годов, в 40-х годах процесс потепления сменился похолоданием, которое ускорилось в 60-х годах. К середине 60-х годов средняя температура для северного полушария достигла уровня температуры конца 10-х годов.

Рис. 1.1.1. Вековой ход аномалий температуры воздуха (пятилетнее скользящее осреднение).

1 — аномалии средней за год температуры северного полушария, 2 — аномалии температуры широтной зоны 70—85° с. ш. для теплого полугодия, 3 — то же для холодного полугодия.

Можно думать, что вековой ход температуры для внеэкваториальной зоны северного полушария качественно соответствует вековому ходу температуры воздуха у земной поверхности для земного шара в целом. Имеющиеся данные (более ограниченные по сравнению с материалами для внетропических широт северного полушария) показывают, что в экваториальной зоне и во внетропических широтах южного полушария также происходили изменения средней температуры воздуха, причем характер этих изменений в большинстве районов, для которых имеются соответствующие данные, по-видимому, совпадал с изменениями в зоне, освещенной многочисленными материалами наблюдений. Из рисунка 1.1.1 видно, что с повышением широты вековой ход температуры воздуха усиливался и что температура воздуха для холодного периода года, в особенности в более высоких широтах, изменялась сильнее, чем температура для теплого периода.

Важной особенностью является значительно большая (приблизительно в 3,5 раза) амплитуда изменений температуры в высоких широтах, чем в низких).

Если до начала 80-х годов увеличение глобальной температуры в определенной степени было замаскировано естественными изменениями климата (колебания прозрачности атмосферы и частично с влиянием циркуляционных процессов типа Эль-Ниньо – южное колебание, североатлантическое колебание и другие), то со второй половины 80-х годов отмечается почти линейный рост аномалий глобальной температуры. Если за 1971 – 1975 гг. аномалия средней глобальной температуры по сравнению с нормой 1951 – 1975 гг. была еще отрицательной (-0,03⁰С), то в 1976 – 1980 гг. она равнялась 0,12⁰С, в 1981 – 1985 гг. 0,20⁰С, а в 1986 – 1990 гг. достигла 0,33⁰С.

Глобальное потепление климата практически охватило как Северное, так и Южное полушарие. Глобальное повышение температуры, с учетом территории континентов и акватории океанов, за последние 100 лет составило 0,83⁰С. При этом Северное полушарие прогрелось на 0,3⁰С больше, чем Южное, более океаническое и с большей массой льда.

Потепление на территории континентов составило 1,6⁰C, а в районе морской поверхности – около 0,8⁰C. Таким образом, разница потепления на суше по сравнению с акваторией океана составила около 0,8⁰С [10].

Анализ колец древесины лиственницы (Larix sibirica) из северных районов Сибири (62,5 и 67,2⁰ с. ш.) с 914 по 1990 г. показал, что, несмотря на относительно холодную погоду в 1960 – 1970 гг., температура воздуха в XX столетии была самой высокой за последние 1000 лет и на 0,13⁰С превышала температуру воздуха климатического оптимума средних веков («потепление викингов») [7].

Материалы полярных исследований указывают на то, что температура воды в районе Северного полюса выросла на 2⁰С, вследствие чего началось подтаивание льда снизу. Температура воды в тропических широтах в 1995 году также была значительно выше нормы, наиболее высокие значения температуры были зафиксированы в районе Азорского максимума в Атлантике и в экваториальных широтах Тихого океана.

Согласно данным измерений температуры поверхности почвы в 56 отработанных нефтяных скважинах в Канадских прериях на площади более 7 млн. км², со второй половины XX века отмечается статистически значимое увеличение температуры поверхности почвы в среднем на 2,1⁰С за 100 лет, что хорошо согласуется с трендом температуры воздуха для этой территории, равным 2,0⁰С за 100 лет.

Развитие потепления и увеличение контрастности температур между океаном и континентами, между северными и южными широтами приводит к интенсификации циркуляционных процессов в атмосфере с возрастанием в Северном полушарии переноса с запада на восток, смещением и усилением центров низкого давления, например, Алеутская депрессия увеличилась более, чем на 6 млн. км². Это вызвало увеличение количества глубоких циклонов над Европой на 50%. Происходит заметная активизация циклональных процессов и над Восточной Европой, в результате чего в последнее десятилетие возросло количество циклонов на 12% (в августе – на 31%, в сентябре – на 38%). Возросло число атлантических (на 48%) и западно-европейских (на 31%) циклонов с одновременным ростом их водности на 35% и 18% на фоне глобального повышения температуры воздуха. Это привело к росту облачности и атмосферных осадков.