Тренды изменений атмосферного и почвенного увлажнения в начале XXI-го века на Европейской территории России по спутниковым и наземным данным

Современное потепление, наблюдающееся на Европейской территории России (ЕТР) с середины 1970-х годов, характеризуется статистически значимым ростом в весенний и летний сезон со скоростью 0.41°С/10 лет и 0.59°С/10 лет соответственно [1]. При этом увеличение количества атмосферных осадков весной со скоростью 1.9 мм/месяц/10 лет и их уменьшение летом (со скоростью 1.5 мм/месяц/10 лет) на той же территории отмечалось в период 1976-2012 гг. Вместе с тем дефицит летних осадков, наибольший в центральных и юго-восточных областях зерновой зоны ЕТР, а также участившиеся в период с середины 1990-х гг. летние засухи [2; 5] привели к ухудшению продуктивности агроценозов на этой территории. Согласно ансамблевым проекциям модельного климата, тенденции снижения увлажнения во второй половине лета на засушливых землях ЕТР, выявленные в начале XXI века, останутся таковыми и в ближайшей перспективе в период 2011-2030 гг. [3]. О сохранении тенденций расширения площади опасных атмосферных засух на юге ЕТР в XXI в. свидетельствуют результаты региональной климатической модели ГГО [4].
Исследование тенденций весенне-летнего увлажнения в начале текущего столетия, - атмосферного увлажнения по данным индекса осадков и испаряемости (SPEI) (вычисленного по разности интерполированных в регулярную сетку 0.5°х0.5° эмпирическим данным осадков и испаряемости из архива CRU 4.03 Университета Восточной Англии [6]) и почвенного увлажнения (по спутниковым данным гидрологической модели Noach 2.7.1 GLDAS эксперимента GRACE [7]), выявило негативные изменения увлажнения во многих регионах ЕТР. Установлено, что в юго-восточной части ЕТР в период 2001-2015 гг. преобладали отрицательные статистически значимые тренды обоих рассмотренных параметров, свидетельствующие об атмосферном и почвенном иссушении территории в середине и в конце весны, а также в начале и середине лета. В то время как на остальной части ЕТР отмечено несущественное уменьшение почвенного и атмосферного увлажнения. Положительные тренды индекса SPEI в мае-июне в Карелии, Архангельской и Мурманской области (статистически значимые в Мурманской области) свидетельствуют о неблагоприятных тенденциях нарастания атмосферного увлажнения в период активной вегетации в начале текущего столетия в районах избыточного увлажнения на западе Кольского п-ва.
С другой стороны, в регионах недостаточного и неустойчивого увлажнения преобладали негативные тенденции роста иссушения территории. Об этом свидетельствуют значимые отрицательные тренды индекса SPEI в мае-июне в начале XXI-го века на юге и юго-востоке ЕТР. Показано, что атмосферное иссушение этой территории наблюдалось на фоне понижения почвенного увлажнения в апреле-мае в период 2001-2015 гг. Наиболее существенным оно было в регионах Южного Урала и Нижнего Поволжья. Наблюдаемое ухудшение условий атмосферного и почвенного увлажнения в начале вегетации сельскохозяйственных растений, ассоциирующееся со снижением климатически обусловленной урожайности, приводило к тому, что устойчивость сельскохозяйственной отрасли в зерновой зоне ЕТР все чаще подвергалась испытанию на прочность. Выявлено, что в период 2006-2013 гг. зернопроизводящие регионы на юге ЕТР испытывали наибольшее негативное влияние со стороны изменяющегося климата. Практически во все года периода наблюдались отрицательные отклонения урожайности как озимой, так и яровой пшеницы от тренда (в среднем –0.52 ц/га).
Исследование изменений увлажнения на Европейском севере России выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 17-77-20123). Исследование для юга ЕТР проведено в рамках научной темы ИГ РАН №0127-2019-0010 (АААА-А19-119102890091-1).