Засуха. Подробный разбор

От редактора

Судя по статистике у «Метеожурнала» есть не большая, но постоянная аудитория, посещающая сайт регулярно. Возможно именно читатели этой части посетителей заметили, что уж очень много сообщений так или иначе связанные засухой, засушливостью. Объяснить это вероятно можно двумя причинами – необычной ситуацией этого года по осадкам, температуре и моему большому личному интересу к этому погодному явлению, как наблюдателя и исследователя.

Частое упоминание одной и той же темы, может сместить акценты значимости. К тому же и мои личные оценки могут безусловно не в полной мере соответствовать реальной действительности. Что хочется этим сказать? К примеру утверждение – наблюдается засуха. То, что наблюдается засуха, это однозначно, но засуха сложное природное явление и тут сложнее оценить её силу и негативное влияние. И все бы ни чего, будь информация к примеру, о влагосодержании почвы, её температуре, урожайности пастбищ, данные о водности рек и объеме воды в водохранилищах, и конечно же база данных прошлых лет. Но этого нет, из-за чего дать точную оценку силы явления и его влияния сложно. Остается судить только по различным косвенным признакам. Очень интересны ежеквартальные отчеты водности Амударьи и объеме воды на основных водохранилищах реки, выпускаемые МКВК, что дает хоть какое-то понимание влияние засухи на гидрологический режим реки. Это важно, потому что Амударья — это 90% водных ресурсов Туркменистана.

Засуха – необычное природное явление, отличающееся от многих других. Для её определения нет однозначных критериев. Например, когда температура опускается ниже нуля, можно утверждать – отрицательная температура, заморозок. Если температура достигает и превышает какое-то значение, мы говорим очень жарко или очень холодно. Выпало определенное количество осадков – сильный дождь или снегопад. Скорость ветра достигла некоторого значения – штормовой или ураганный ветер. То есть у всех этих явлений есть критерии. У засухи однозначных критериев нет, а момент её наступления может продолжаться месяцами.

Первые ощущения, что в предстоящие месяцы будет, что-то «интересное» у меня стали возникать уже в сентябре прошлого года. Говоря интересное, я ставлю в кавычки, потому, что это природные явления приносящие ущерб, как и ураганы, ливни, сильная жара и прочие. Они интересны с исследовательской точки зрения и чем необычнее, тем и интереса к ним больше. Только этим можно объяснить такое большое внимание климатологов к различным «рекордам».

Учёные давно пытаются найти более менее однозначные критерии засухи. Но это сложно. Природные условия нашей планеты очень сильно различаются. Если текущие погодные условия в одном регионе соответствует засухе, то в другом нет. В настоящее время существуют десятки индексов для отслеживания и наблюдениями за засухой, но большинство из них применимы по корректности только к отдельным регионам.

В 2016 году Всемирная метеорологическая организация (ВМО) подготовила Справочник по показателям индекса засушливости. Он включает, как множество региональных, так и индексы широко применяемые во многих странах.

Здесь очень удобен и универсален Стандартизированных индекс осадков (SPI). Сегодня он все шире применяется в большинстве стран мира. В 2009 году ВМО рекомендовала SPI в качестве основного метеорологического индекса засушливости, который следует использовать странам для мониторинга и отслеживания условий засушливости.

Как и у всего у SPI есть достоинства и недостатки. Главные – использование только одного входного параметра, осадков. Индекс применим ко всем климатическим режимам, благодаря чему значения могут сравниваться, делая его глобальным индексом. Допускаются пробелы в данных, что довольно часто бывает из-за утери данных наблюдений прошлых лет. Простата расчета.

Есть у него и недостатки. Учитывая только осадки, не учитываются другие важные параметры – температура, влагосодержание почвы и испаряемость. Из-за этого при сравнении данных различных регионов могут возникнуть затруднения, а общая оценка несколько искажаться.

Но, по личному мнению, положительных моментов у SPI безусловно больше.

С осени прошлого года, я стал вести регулярный мониторинг засух по территории Туркменистана. Он основывается только на значениях SPI. Использовать другие индексы нет возможности, так как для их расчета нужны данные, которых нет, к тому же они гораздо сложнее в расчетах. Так, как у SPI есть недостатки, о которых шла речь чуть выше, данные этого мониторинга могут несколько искажаться, но в целом уверен SPI достаточно объективно помогает отслеживать засухи. Здесь можно опираться на исследования по применению SPI проведенные у соседей по региону – Казахстану, Ирану, Киргизии. В них дается положительная оценка использования индекса в климатических условиях региона и его корректность.

Для расчета Стандартизированного индекса осадков, нужны данные по осадкам за минимум 30, желательно 50-70 лет. Программное обеспечение для выполнения расчетов очень удобное, бесплатное, свободно распространяемое и простое, требуется подготовить входной файл с данными, несколько секунд, и готовый результат. Но вот с входными файлами требуется время и усилия. Вероятно, имеется автоматическая возможность подготовки файлов, но у меня её не было и данные приходилось набивать в ручную, походу отслеживая достоверность имеющихся данных и исключая ошибки.

Работа, личная жизнь, все это растянуло этот процесс почти на год – месяцев на 9 2019 года. Но в итоге выявилась вся хронология засух за последние десятилетия и данные для анализа. По 19 пунктам за период с 1948 года и еще порядка десятка из-за не полных данных с 60-ых или 70-ых годов.

Возвращаясь ко второму абзацу данной заметки о акцентах значимости. Для абсолютного числа людей, слово засуха едина восприятии, засуха и засуха. Это конечно не так. Засухи подразделяются на метеорологические или атмосферные, почвенные, гидрологические. Последние самые серьезные. Они возникают при продолжительном периоде с малым количеством осадков, когда мелеют реки, водохранилища, понижается уровень грунтовых вод, иссыхают родники и колодцы. Ущерб от таких засух огромен. Мы, особенно живя в городе можем даже это особенно не замечать, ведь это процесс не одного дня, он растянут на месяца, бывает на год и больше.

Для климатических условий Туркменистана гидрологические засухи самые опасные. 97-98% посевов в стране возделывается на орошаемых землях. Уменьшение стока рек и объема воды в водохранилищах приводит к снижению урожайности, падежу скота.

Особенно эти последствия ощутимы в случаях, когда засуха носит региональный масштаб. Предположим, в конкретно взятом регионе, например Дашогузской области наблюдается почвенная засуха. Уровень влагосодержания низок, дождей нет, высокая температура. Но на водосборной площади Амударьи, в горах Памира зима наоборот была снежной. Талые воды питают реку, ее водность в пределах нормы, а необходимый объем воды доходит до низовий. В таких случаях несмотря на то, что в области засуха, ущерб для растениеводства не столь существенный, так как орошение поливное, и водных ресурсов, имеющих внешнее происхождение более менее достаточно.

Теперь ситуация обратная. Засуха региональная, она охватывает миллионы квадратных километров. В горах Памира зима малоснежная, весной дождей существенно меньше нормы. Амударья мелеет, воду интенсивно разбирают выше по течению, из-за чего и без того обмелевшая река приносит еще меньше воды. Местная засуха приводит, как и в первом случае дефициту влаги в почве. Посевы требуют дополнительного полива, но воды остро не хватает даже для полива в обычном режиме.

В последние годы повторяемость региональных засух существенно возросла. Это прямое следствие глобального изменения климата, к негативным воздействиям которого особенно подвержен Туркменистан. Сильные засухи за последние 30 лет отмечались в 1995-1996 годах, 1999-2001 годах, 2008 году, 2011, 2018 году. Были и менее сильные, но также приносящие ущерб – 2006-2007 годах, 2013-2014 годах.

Даже по датам сразу обращает на себя внимание, что разрыв между сильными засухами максимум несколько лет. Раньше такого не было.

А теперь о нынешней засухе. Выше я упомянул, что первые мысли о возможности засухи в обозримом будущем возникли в сентябре прошлого года. Тогда же читая новость о прогнозе сильного Ла-Нинья в 2020 году случайно обратил внимание на даты прошлых сильных Ла-Нинья. Они удивительным образом совпадали с годами сильных засух в Центральной Азии. Проверившись по годам сильных Ла-Нинья и засухам, оказалось, что в большинстве случаев (но не без исключений) сильные Ла-Нинья совпадали с сильными засухами в регионе.

Еще больше насторожил очень засушливый октябрь. Осадков меньше нормы выпало на большей части Туркменистана и в целом во всем регионе Центральной Азии. На значительной площади дождей просто не было.

Есть еще понятие цикличности. Я к нему отношусь с осторожностью, так как считаю, что его можно использовать как дополнительный показатель для оценки. Зима-весна 2019 и в меньшей степени 2020 годов были влажными. Как правило сухие-влажные года имеют некоторый цикл чередования. Но совсем не значит, что если этот год был сухой, то однозначно точно через скажем два года будет влажный.  Это так не работает.

Ноябрь и декабрь были спорными по территории Туркмении. Где-то осадков выпало существенно больше нормы, а где существенно меньше. Этот разнобой внесли фронтальные разделы южных циклонов, которые прошли по низким широтам. В итоге на юге дождей было много, а на севере и в центре мало. На большей части юга региона ЦА, в том числе в горных районах осадков также выпало меньше нормы.

Отсутствию осадков в декабре способствовало господство антициклональной погоды. Азиатский циклон получил мощное развитие, заблокировав прохождение циклонов, а с ними и влаги. Именно из-за этого на севере Туркменистана дождей почти не было, а на юге, циклоны все же доносили влагу.

Январь 2021 года был аномально сухой. В Ашхабаде, Самарканде и в других городах региона он стал самым сухим за всю историю наблюдений за погодой. В значительной степени это объяснялось меридиональной циркуляцией и все также сильным Азиатским антициклоном. Циклоны с юга и юго-запада проходили по таким траекториям, что Туркмения оказывалась в их переднем секторе с активным выносом теплого воздуха. Так как циклоническая активность была высока, происходил постоянный вынос теплого воздуха, тогда как холодные фронты циклонов проходили по более высоким широтам. В третье декаде января в Туркменистане вновь сильно похолодало. Но воздушная масса сменившая тепло имело арктическое происхождение, с сухим воздухом и вновь сильные осадки прошли только на юго-западе, тогда, как на остальной территории осадков было очень мало.

Схожий характер погоды сохраняется и в феврале, когда наблюдается продолжительный, непрерывный вынос теплого воздуха, с последующим вторжением арктических воздушных масс из Западной Сибири, через Казахстан. Меридиональная циркуляция стала причиной очень резкого изменения погодных условий, не отдельных дней, а именно периодов, когда продолжительная тёплая погода сменялась аномальной холодной от нескольких дней до недели. 30 градусная жара сменялось 15 градусными морозами.

Январь-февраль стали очень сухими почти на всей территории Туркменистана. Исключение юго-запад страны. Осадков в пределах нормы или больше её было на протяжении всех последних месяцев. Засухи в настоящее время здесь нет. Заметно это даже внешне на космических снимках. Горы Западного Копетдага в зеленом фоне, когда в Бадхызе и Карабиле традиционный весенний травостой минимален.

В марте на большей части страны осадков наоборот выпало в пределах нормы или больше, но в целом их распределение было очень на равномерным. Если на юго-западе местами более 200% нормы, то в отдельных северных и южных районах всего 25-40%.

В апреле почти полное отсутствие осадков совпало с другим негативным параметром – высокими температурами и низкой влажностью. После мартовского спада засуха вновь набрала обороты.

На сегодняшний день (25 апреля) почти на всей территории Туркменистана выпало 0-10% месячной нормы. Температура существенно выше климатических норм. В отдельных районах нынешний апрель станет 2-3 по наибольше средней температуре за весь период наблюдений за погодой.

Осадков меньше нормы на сегодняшний день апреля почти на всей территории Узбекистана, на большей части Таджикистана и Киргизии.

Малое количество осадков, температура выше средней, малое количество снега в горах из-за сухой зимы, эти обстоятельства могут привести к сильной гидрологической засухе и существенному ущербу от неё.

По отчетам МКВК дефицит воды уже в апреле в среднем течении достигал 19-23%, а в нижнем 43-52%.

Однако пока можно только опасаться, имея множество аргументов, но все же не утверждать. Амударья река своенравная. Бывает так, что при особенно сильной жаре, сток реки наоборот увеличивается. К примеру, на графике ниже синим показан режим стока 2019 года, оранжевым – 2020 года и серым нынешний год. Не стоит обращать внимание на «падение» линий графика до нуля – по этим декадам нет данных.

Как видно из графика пики стока реки в 2019 и 2020 годах кардинально отличаются. Связано это с тем, что в июле-августе 2019 года в регионе установилась продолжительная аномальная жара. Местами июль стал самым жарким за весь период метеонаблюдений. Высокая температура стала «топить» ледники и вечные снега, что привело к масштабному полноводью.

В 2020 году пик водности за год пришелся на май-июнь, из-за таяния снега в горах накопившегося в первую очередь за прошедшее холодное время года. С июня, когда уже большая часть снега растаяла, водность реки стала понижаться, хотя например для хлопка поливная вода требуется на протяжении всего лета.

Однако, сценарий 2019 года в нынешнем году пока выглядит маловероятным.

©  МетеоЖурнал