Парниковый период: льда на реках Арктики станет вдвое меньше

Лед на арктических реках будет держаться не шесть-семь месяцев, а три-четыре, что изменит привычный уклад жизни обитателей региона. Впрочем, это лишь один, самый жесткий сценарий последствий глобального потепления, который рассчитали эксперты. Если он сбудется, жителей Арктики ждут большие перемены: ранние разливы рек продиктуют новые правила судоходства и водоснабжения, пересмотр графиков эксплуатации ГЭС и транспортных сообщений между населенными пунктами. Не исключены и серьезные наводнения. Ученые отмечают, что такое развитие событий более чем вероятно, если промышленные предприятия не сократят выбросы парниковых газов в атмосферу.

Зима всё дальше

На формирование льда в водоемах в первую очередь влияет температура воздуха. Глобальное потепление, особенно сильно проявившееся в Арктике, уже привело к некоторым изменениям ледового режима рек. А от него напрямую зависят условия судоходства, водоснабжения и эксплуатации ГЭС, а также частота возникновения наводнений. Поэтому лучше готовиться к резким преобразованиям климата заранее.

Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова сравнили сроки наступления различных фаз ледового режима за последние 60 лет и на основе этих показателей рассчитали грядущие изменения поведения арктических рек. Для оценки были взяты данные со 128 гидрологических постов, расположенных по всей северной зоне России. Период времени исследователи поделили на два отрезка: 1951–1981 и 1981–2016 годы. Выбор дат обусловлен существованием переломного времени, когда климат начал меняться. Произошло это примерно в 1970-х годах, до этого он считался стабильным.

Исследователи проанализировали даты таких ледовых явлений, как начало процесса ледообразования (когда вода замерзает не менее чем на три дня), ледостава (появление сплошного покрова на поверхности всего водоема), вскрытия и полного очищения рек.

Для удобства анализа исследователи поделили российскую Арктику на европейскую и азиатскую части — западнее и восточнее Уральских гор. Дело в том, что климат в данных областях на одинаковых широтах отличается из-за влияния океана и рельефа местности. Под Арктикой исследователи подразумевают территорию на север от 60 градуса северной широты.

Согласно анализу данных, именно в последние десятилетия (1981–2016 годы) дата появления первого льда сместилась к концу календарного года на срок до полутора недель. Сейчас волна замерзания распространяется с северо-востока на юго-запад региона с конца сентября до середины октября. Раньше это происходило с середины и до конца первого месяца осени.

Сплошной лед также стал появляться позже, хотя и всего на несколько дней. В настоящее время на реках европейской части Арктической зоны процессы замерзания завершаются к концу ноября. В азиатской же части они заканчиваются на большинстве водоемов к концу октября.

Сроки очищения рек ото льда в последние десятилетия смещаются на более ранние: от нескольких дней до недели. Однако, согласно данным ученых, полученным за последние годы наблюдений, ледовый период может продолжить сокращаться намного быстрее.

— Были составлены уравнения, связывающие сроки наступления различных фаз ледового режима и даты устойчивого перехода температур воздуха через 0 градусов по Цельсию весной и осенью, — рассказал аспирант кафедры гидрологии суши МГУ им. М.В. Ломоносова Александр Василенко. — Необходимые данные о среднесуточной температуре воздуха были получены из расчетов на основе климатической модели Института вычислительной математики РАН.

Всего лишь оценка

Согласно расчетам, к середине текущего века (2041–2060 годы) при условиях реализации самого жесткого сценария изменения климата период с ледовыми явлениями значительно сократится. Сейчас в европейской части он составляет пять-шесть месяцев, а может сократиться вдвое — до трех. В азиатской части сегодня ледовые явления занимают шесть-девять месяцев, а будут — три-пять. Ученые объясняют такие сильные изменения выходящей перестройкой воздушных масс и смещением азиатского зимнего антициклона на юг либо уменьшением его мощности, согласно результатам моделирования.

— Лед на европейском севере будет появляться не раньше второй половины ноября, а не в конце октября, как сейчас, — пояснила заведующая кафедрой гидрологии суши МГУ им. М.В. Ломоносова Наталья Фролова. — В азиатской части это будет происходить в конце ноября — начале декабря, тогда как сегодня даты начала замерзания воды приходятся на конец сентября или середину октября.

Полностью замерзать реки в будущих климатических условиях будут примерно на месяц позже. Начало ледохода, по расчетам ученых, придется на конец марта или первую половину апреля — почти на полтора месяца раньше, чем в прошедшие годы. На такой же период времени сдвинется дата очищения воды ото льда.

Специалисты из Северного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды сообщили, что ситуация с более поздним становлением сплошного льда в бассейнах европейских северных рек в период с 2008 по 2019 год наблюдалась шесть раз, но и в более ранний период (1930–1980 годы) с поздним установлением ледостава фиксировалась неоднократно. Вскрытие же происходит в сроки, близкие к средним за прошедшие десятки лет.

По словам заведующего лабораторией экономики изменения климата НИУ ВШЭ Игоря Макарова, полученный авторами работы сценарий вполне вероятен. Это может произойти, если не предпринимать никаких действий для сокращения выброса парниковых газов. При таком сценарии будут затронуты не только реки, но и вечная мерзлота, экосистемы и, как следствие, вся хозяйственная деятельность и уклад жителей региона.

— Судя по современным тенденциям антропогенных выбросов парниковых газов в атмосферу, целесообразно оценивать последствия не только умеренных, но и самых жестких возможных сценариев изменения климата, — отметил научный руководитель Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и заведующий кафедрой физики атмосферы МГУ Игорь Мохов. — Это необходимо, чтобы знать диапазон потенциальных последствий. При этом, конечно, нужна адекватная оценка риска реализации различных антропогенных сценариев, в том числе менее жестких вариантов, которые также не исключают значительных изменений условий Арктики.

Авторы планируют перепроверить полученный прогноз на новых данных климатического моделирования, результаты которого должны появиться в 2021 году. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (грант 18-05-60021-Арктика).