Оценка влияния климатических факторов на состояние наземных экосистем Северо-Западного региона России

В статье анализируется изменение климатических условий на Северо-Западе России, включая характеристики опасных гидрометеорологических явлений (волны холода и жары, сильные ветры, экстремальные ливни, снегопады, гололедно-изморозевые отложения, град) и медленные климатические изменения (увеличение числа дней с переходом температуры воздуха через 0°С) в контексте их негативного влияния на наземные экосистемы. На основе оценки характеристик опасных явлений, данных об изменении числа дней с переходом через 0°С и скорости отступления берегов был сформирован массив данных для расчета комплексного показателя, характеризующего негативные воздействия климатических факторов на наземные экосистемы. Было определено, что воздействия погодно-климатических факторов на наземные экосистемы наиболее сильно выражены в северной части рассматриваемого региона и, прежде всего, на побережье Баренцева моря. По мере продвижения на юг значения всех показателей постепенно снижаются, при этом меняется и их структура. В северной части рассматриваемого региона (Мурманская и Архангельская области, Ненецкий автономный округ) преобладают явления, связанные с сильным ветром и интенсивными гололедно-изморозевыми отложениями, способствующими образованию ледяной корки на поверхности земли. По мере удаления от побережья чаще наблюдается сильный мороз (Республика Коми). В центре и на юге региона наибольшую повторяемость имеют сильный дождь, сильный мороз и сильная жара, обуславливающая высокую степень пожароопасности. В работе выполнено ранжирование субъектов Северо-Западного федерального округа по степени интенсивности этого процесса. Комплексные оценки негативных воздействий изменяющихся климатических условий на наземные экосистемы могут быть использованы при принятии решений по разработке стратегии экологической безопасности регионов РФ.

1. Ананичева М.Д., Анохин Ю.А., Асарин А.Е. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. Гл. 6. Природные экосистемы суши / науч. ред. С.М. Семенов. М.: Планета, 2012. С. 190–265.

2. Васильев М.П., Каширина Е.В., Акентьева Е.М. База данных “Погодно-климатические риски для отраслей экономики и социальной сферы субъектов Российской Федерации”: Свидетельство о государственной регистрации базы данных RU 2018620868, 19.06.2018. Заявка № 2018620494 от 26.04.2018. Федеральная служба по интеллектуальной собственности. М., 2018.

3. Васильев М.П., Каширина Е.В. Технология оценки погодно-климатических рисков на языке SQL // Некоторые актуальные проблемы современной математики и математического образования. Герценовские чтения: матер. науч. конф. СПб.: РГПУ им. А. И. Герцена, 2019. С. 243–248.

4. Васильев М.П. Погодно-климатические и экологические риски для наземных экосистем в Северо-Западном регионе России // Геология, геоэкология, эволюционная география: колл. монография / ред. Е.М. Нестеров, В.А. Снытко. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2020. Т. XIX. С. 233–238.

5. Воздействие изменения климата на российскую Арктику: анализ и пути решения проблемы / ред. А.О. Кокорин. М.: Всемирный фонд природы, 2008. 27 с.

6. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. М.: Росгидромет, 2014. 59 с.

7. Доклад о климатических рисках на территории Российской Федерации / ред. В.М. Катцов. СПб.: ГГО им. А.И. Воейкова, 2017. 106 с.

8. Изменения климата Арктики: место климатической науки в планировании адаптации / ред. В.М. Катцов. СПб.: ГГО им. А.И. Воейкова, 2017. 104 с.

9. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей в 2018 г. СПб.: ВСЕГЕИ, 2019. 99 с.

10. Катцов В.М., Школьник И.М., Ефимов С.В., Константинов А.В., Павлова В.Н., Павлова Т.В., Хлебникова Е.И., Пикалева А.А., Байдин А.В., Борисенко В.А. Развитие технологии вероятностного прогнозирования регионального климата на территории России и построение на ее основе сценарных прогнозов изменения климатических воздействий. Ч. 1: Постановка задачи и численные эксперименты // Труды ГГО. 2016. Вып. 583. С. 7–29.

11. Катцов В.М., Школьник И.М., Павлова В.Н., Хлебникова Е.И., Ефимов С.В., Константинов А.В., Павлова Т.В., Пикалева А.А., Рудакова Ю.А., Салль И.А., Байдин А.В., Задворных В.А. Развитие технологии вероятностного прогнозирования регионального климата на территории России и построение на ее основе сценарных прогнозов изменения климатических воздействий на секторы экономики. Ч. 2: Оценки климатических воздействий // Труды ГГО. 2019. Вып. 593. С. 6– 52.

12. Катцов В.М., Хлебникова Е.И., Школьник И.М., Рудакова Ю.Л. Вероятностное сценарное прогнозирование регионального климата как основа разработки адаптационных программ в экономике Российской Федерации // Метеорология и гидрология. 2020. № 5. С. 46–58. https://doi.org/10.3103/S1068373920050039

13. Королева Т.С., Константинов А.В., Шунькина Е.А. Угрозы и социально-экономические последствия изменения климата для лесного сектора // Труды Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2015. № 3. С. 55–71.

14. Королева Т.С., Константинов А.В., Кушнир Е.А., Торжков И.О. Результаты стандартизированной оценки уязвимости лесного сектора Российской Федерации в условиях наблюдаемых эффектов климатической изменчивости // Труды Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2017. № 3. С. 13–22.

15. Леса России и изменение климата. Что нам может сказать наука 11 / ред. П. Лескинен, М. Линднер, П.Й. Веркерк, Г.Я. Набуурс, Й. Ван Брусселен, Е. Куликова, М. Хассегава, Б. Леринк. Европейский ин-т леса, 2020. https://doi.org/10.36333/wsctu11

16. МГЭИК, 2012 г. Резюме для политиков Специального доклада по управлению рисками экстремальных явлений и бедствий для содействия адаптации к изменению климата / Специальный докл. Рабочих I и II Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Cambridge, NY: Cambridge Univ. Press. 19 с.

17. МГЭИК, 2014. Изменение климата, 2014 г. Воздействия, адаптация и уязвимость – Резюме для политиков. Вклад Рабочей группы II в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Всемирная Метеорологическая Организация, Женева, Швейцария. Cambridge, NY: Cambridge Univ. Press. 34 с.

18. Метеорологический ежемесячник. Росгидромет, 2017, 2018, 2019. Вып. 1, 2, 3.

19. Методические рекомендации по расчету специализированных климатических характеристик для обслуживания различных отраслей экономики. Строительство. Транспорт. СПб.: ГГО им. А.И. Воейкова, 2017. 160 с.

20. Национальный Атлас России. Т. 2. Природа и экология. М.: ФГУП “ГОСГИСЦЕНТР”, 2004. 495 с.

21. Олсон Р. Бореальные леса и изменение климата (пер. с англ.) // Устойчивое лесопользование. 2011. № 3 (28). С. 27–38.

22. РД 52.04.563–2002. Критерии опасных гидрометеорологических явлений и порядок подачи штормового сообщения. Росгидромет, 2002. 28 с.

23. РД 52.04.720–2009. Положение о реперных климатических станциях. Росгидромет, 2009. 15 с.

24. Состояние арктических морей и территорий в условиях изменения климата: Сб. тезисов Всерос. конф. с международ. уч. Архангельск: ИД САФУ, 2014. 199 с.

25. Торжков И.О., Кушнир Е.А., Константинов А.В., Королева Т.С., Ефимов С.В., Школьник И.М. Оценка влияния ожидаемых изменений климата на лесное хозяйство // Метеорология и гидрология. 2019. № 3. С. 40–49. https://doi.org/10.3103/S1068373919030038

26. Хлебникова Е.И., Катцов В.М., Пикалева А.А., Школьник И.М. Оценка изменения климатических воздействий на экономическое развитие территории российской Арктики в XXI веке // Метеорология и гидрология. 2018. № 6. С. 5–19. https://doi.org/10.3103/S1068373918060018

27. Хлебникова Е.И., Рудакова Ю.Л., Школьник И.М. Изменение режима атмосферных осадков на территории России: результаты регионального климатического моделирования и данные наблюдений // Метеорология и гидрология. 2019. № 7. С. 5–16. https://doi.org/10.3103/S106837391907001X

28. Школьник И.М., Ефимов С.В. Региональная модель нового поколения для территории северной Евразии // Труды ГГО. 2015. Вып. 576. С. 201–211.

29. Энциклопедия климатических ресурсов Российской Федерации / ред. Н.В. Кобышева, К.Ш. Хайруллин. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. 319 с.

30. ACIA, 2004. Impacts of a Warming Arctic: Arctic Climate Impact Assessment. ACIA Overview report. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2004. 140 p.

31. Arctic Resilience Interim Report 2013. Stockholm: Arctic Council, 2013. 117 p.

32. De Groot W.J., Flannigan M.D., Cantin A.S. Climate change impacts on future boreal fire regimes // Forest Ecology and Management. 2013. № 294. P. 35–44.

33. FAO, 2013. Climate change guidelines for forest managers. FAO Forestry Paper Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2013. № 172. 110 p.

34. Global Forest Watch. 2019. http://www.globalforestwatch.org

35. Green R.E., Harley M., Spalding M., Zockler C. Impacts of Climate Change on Wildlife. RSBP/UNEP WCMC Publication, 1999. 79 p.

36. Li F., Lawrence D.M., Bond-Lamberty B. Impact of fire on global land surface air temperature and energy budget for the 20th century due to changes within ecosystems // Environmental Research Let. 2017. Vol. 12. № 4. P. 10–53.

37. Tyler N.J.C., Turi J.M., Sundset M.A., et al. Saami reindeer pastoralism under climate change: Applying a generalized framework for vulnerability studies to a sub-arctic social-ecological system // Global Environmental Change. 2007. Vol. 17. № 2. P. 191–206. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2006.06.001

38. Walker X.J., Baltzer J.L., Cumming S.G., et al. Increasing wildfires threaten historic carbon sink of boreal forest soils // Nature. 2019. Vol. 572. P. 520–523. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1474-y