Научная статья: Влияние климатических изменений на влажность почвы (2025) (читать, скачать)

Читать онлайн

Влажность почв является важнейшей гидрофизической характеристикой при описании и расчетах инфильтрационных потерь дождевого и весеннего стока, испарения. Динамика увлажнения почв неразрывно связана с изменением климатических характеристик, одновременно влажность является значимым компонентом климата, поскольку она определяет исходящие конвективные потоки тепла и влаги с поверхности суши в атмосферу, формирующие климат планеты. Методы. Для анализа закономерностей изменения влажности почв под воздействием климатических изменений использованы многолетние наблюдения за влагообменом на воднобалансовых станциях России, а также физически обоснованная математическая модель вертикального тепло-влагопереноса. Проведены численные эксперименты по оценке влияния всех основных метеофакторов, обусловливающих динамику изменения влажности за период 1952–2019 гг. Результаты. В ходе анализа экспериментальных данных установлено, что в период 1960–1990 гг. наблюдался повсеместный рост влажности почв на европейской части России как в летний, так и в осенний сезоны. В последующем, вплоть до настоящего времени, положительные тренды изменчивости влагозапасов сменились отрицательными или их величина значительно упала.

Ключевые фразы: ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ, климатические изменения, метеофакторы, данные наблюдений, математическое моделирование

Автор (ы): Лавров Сергей Алексеевич (Lavrov S. A.)

Журнал: ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ, ТЕХНОЛОГИИ, УПРАВЛЕНИЕ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Науки о Земле
УДК: 556. Гидросфера. Вода в целом. Общая гидрология

Для цитирования:

ЛАВРОВ С. А. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ // ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ, ТЕХНОЛОГИИ, УПРАВЛЕНИЕ. 2025. № 2

Текстовый фрагмент статьи

Моя история просмотров (4)

01. Статья: ДОЛГОСРОЧНЫЕ ФАЗОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОЗЕР ЮЖНОГО ПРИАРАЛЬЯ

02. Статья: РОССИЙСКИЙ ГОРОД "ГЛАЗАМИ" СТУДЕНЧЕСКОЙ МОЛОДЁЖИ: ОЦЕНКА И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ (НА ПРИМЕРЕ НИЖНЕГО НОВГОРОДА)

03. Статья: Экологическое состояние Воронежского водохранилища (обзор научных публикаций)

04. Статья: Изменения годового модуля стока малых рек российской части бассейна реки Урал

Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.

Создать тему для обсуждения

Список литературы

1. Лавров С.А. Закономерности формирования испарения с поверхности суши и воды под влиянием климатических изменений // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2019. № 1.С. 4-23. https://orcid.org/. DOI: 10.35567/1999-4508-2019-1-1
2. Jung, M. et al. Recent decline in the global land evapotranspiration trend due to limited moisture supply // Nature. 2010. No. 467(7318). Р. 951-954.
3. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Т. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 663 с.
4. Seneviratne S.I., Corti Т., Davin E.L., Hirschi M., Jaeger E.B., Lehner I., Orlowsky B. and Teuling A.J. Investigating soil moisture-climate interactions in a changing climate: A review. // Earth-Science Review. 2010. No. 99. Р. 125-161.
5. Zhang J., Yang Z., Wu L. and Yang K. Summer high temperature extremes over northeastern China predicted by spring soil moisture. // Scientific Report. 2019. No. 9. P. 1-12.
6. Hauser M., Orth R. and Seneviratne S.I. Role of soil moisture versus recent climate change for the 2010 heat wave in western Russia // Geophysics Research Letters. 2016. No. 43. Р. 2819-2826.
7. Hauser M., Orth R., Seneviratne S.I. Investigating soil moisture-climate interactions with prescribed soil moisture experiments: An assessment with the Community Earth System Model (version 1.2) // Geoscience Model Development. 2017. No. 10. P. 1665-1677.
8. Schwingshack C., Hirsch M., Seneviratne S. A theoretical approach to assess soil moisture-climate coupling across CMIP5 and GLACE-CMIP5 experiments // Earth System Dynamics. 2018. No. 9. P. 1217-1234.
9. Qiao L., Zuo Z., Xiao D. Evaluation of Soil Moisture in CMIP6 Simulations. // Journal of Climate. 1922.Vol. 35. Р. 779-800.
10. Berg A. and Sheffield J. Climate change and drought: the soil moisture perspective // Current Climate Change Report. 2018. No. 4. P. 180-191.
11. Mimeau L., Tramblay Y., Brocca L., Massari C., Camici S., Finaud-Guyot P. Modeling the response of soil moisture to climate variability in the Mediterranean region // Earth Systems Science. 2021. No. 25. Р. 653-669.
12. Dobriya P., Quresh A., Badola R., Hussain S.A. A review of the methods available for estimating soil moisture and its implications for water resource management. // Journal of Hydrology. 2012. Vol. 458-459. No. 21. P. 110-117.
13. Lekshmi S.S.U., Singh D.N., Baghinic M.S. A critical review of soil moisture measurement // Measurement. 2014. Vol. 54. P. 92-105.
14. Rasheed M.W., Tang, J., Sarwa A., Shah S., Saddique N., Khan M.U., Imran K.M., Nawaz S., Shamshiri R.R., Aziz M. et al. Soil Moisture Measuring Techniques and Factors Affecting the Moisture Dynamics. // A Comprehensive Review of Sustainability. 2022. No. 14. Р. 1-13.
15. Dorigo W., Himmelbauer I., Aberer D., Schremmer L., Petrakovic I., Zappa L., Preimesberger W., Xaver A., Annor F., Ardo J., Baldocchi D., Bitelli M., Bloschl G., Bogena H., Brocca L., Calvet J.-C., Camarero J.J., Capello G., Choi M., Cosh M.C., van de Giesen N., Hajdu I., Ikonen J., Jensen K.H., Kanniah K.D., de Kat I., Kirchengast G., Kumar Rai P., Kyrouac J., Larson K., Liu S., Loew A., Moghaddam M., Martinez Fernandez J., Mattar Bader C., Morbidelli R., Musial J.P., Osenga E., Palecki M.A., Pellarin T., Petropoulos G.P., Pfeil I., Powers J., Robock A., Rudiger C., Rummel U., Strobel M., Su Z., Sullivan R., Tagesson T., Varlagin A., Vreugdenhil M., Walker J., Wen J., Wenger F., Wigneron J.P., Woods M., Yang K., Zeng Y., Zhang X., Zreda M., Dietrich S., Gruber A., van Oevelen P., Wagner W., Scipal K., Drusch M. and Sabia R. The International Soil Moisture Network: serving Earth system science for over a decade. // Hydrological Earth Systems Science. 2021. No. 25. P. 5749-5804.
16. Babaeian E., Sadeghi M., Jones S.B., Montzka C., Vereecken H. & Tuller M. Ground, Proximal and Satellite Remote Sensing of Soil Moisture // Reviews of Geophysics. 2019. Р. 530-616.
17. Rotzer K., Montzka C. and Vereecken H. Spatio-temporal variability of global soil moisture products // Journal of Hydrology. 2015. No. 522.P. 187-202.
18. Tavakol A., McDonough K.R., Vahid Rahmani V., Hutchinson S. The soil moisture data bank: The ground-based, model-based, and satellite-1 based soil moisture data // Remote Sensing Applications Society and Environment. 2021. No. 24 (11). Р. 1-101.
19. Srivastava P.K. Satellite soil moisture: Review of theory and applications in water resources // Water Resources Management. 2017. No. 31. Р. 3161-3176.
20. Волчек А.А., Петров Д.О. Источники данных глобального мониторинга влажности почвы средствами дистанционного зондирования поверхности земли // Гидрометеорология и экология. 2021. № 1. С. 38-43.
21. Albergel C., Dorigo W., Balsamo G., Munoz-Sabater J., de Rosnay P., Isaksen, L., Brocca L., de Jeu R. and Wagner W. Monitoring multi-decadal satellite earth observation of soil moisture products through land surface re-analyses // Remote Sensing of Environment. 2012. No. 138. P. 77-89.
22. Fang L., Hain C.R., Zhan X. and Anderson M.C. An inter-comparison of soil moisture data products from satellite remote sensing and surface model // International Journal of Applied Earth Observations. 2016. No. 48. Р. 37-50.
23. Wanders N., Karssenberg D., Bierkens M., Parinussa R., de Jeu R., van Dam J. and de Jong S. Observation uncertainty of satellite soil moisture products determined with physically-based modeling // Remote Sensing of Environment. 2012. No. 127. Р. 341-356.
24. Бородина И.А., Кижнер Л.И., Богословский Н.Н., Ерин С.И., Рудиков Д.С. Сравнение спутниковых данных измерений влажности почвы ASCAT с прямыми измерениями // Вестник Томского государственного университета. 2014. № 380. С. 181-184.
25. Crow W.T., Berg A.A., Cosh M.H., Loew A., Mohanty B.P., Panciera R., de Rosnay P., Ryu D. and Walker J.P. Upscaling sparse ground-based soil moisture observations for the validation of coarse-resolution satellite soil moisture products // Revue of Geophysics. 2012. No. 50. Р. 1-12.
26. Li M., Sun H., Zhao R. A Review of Root Zone Soil Moisture Estimation Methods Based on Remote Sensing. // Remote Sensing. 2023. No. 15. Р. 5361-5372.
27. Ткаченко Н.С., Лыгин И.В. Применение спутниковой миссии GRACE для решения геологических и географических задач // Вестник Московского университета. 2017. Сер. 4. Геология. № 2. С. 3-7.
28. Schmidt R. and Coauthors. GRACE observations of changes in continental water storage // Global Planetary Change. 2006. №>. 50. Р.112-126.
29. Gao L., Ebtehaj A., Wigneron Jean-Pierre, Crow W.T., Reager J.T., Warrick A.W. Retrieving global surface soil moisture from GRACE satellite gravity data // Journal of Hydrology. 2020. Vol. 584. Р. 1-12.
30. Abelen S., Seitz F. Relating satellite gravimetry data to global soil moisture products via data harmonization and correlation analysis // Remote Sensing of Environment. 2013. Vol. 136. Р. 89-98.
31. De Jong R. and Bootsma A. Review of recent developments in soil water simulation models // Canadian Journal of Soil Science. I996. No. 63. Р. 213-221.
32. Roose B. and Schnepf A. Mathematical models of plant-soil interaction. // Philosophical Transactions of Royal Society A. 2008. No. 366. Р. 4597-4611.
33. Guo Z. and Dirmeyer P.A. Evaluation of the Second Global Soil Wetness Project soil moisture simulations: 1. Inter-model comparison. // Journal of Geophysics Research - Atmospheres. 2006. No. 111. Р. 1-15.
34. Yuan S. and Quiring S.M. Evaluation of soil moisture in CMIP5 simulations over the contiguous United States using in situ and satellite observations. // Hydrological Earth Systems. Science. 2017. No. 2. P. 2203-2218.
35. Van den Hurk, B., Kim H. and Krinner G. LS3MIP (v1.0) contribution to CMIP6: The Land Surface, Snow and Soil Moisture Model Inter/comparison Project - Aims, setup and expected outcome // Geoscience Model Development. 2016. No. 9. P. 2809-2832.
36. Кельчевская Л.С. Влажность почв Европейской части СССР. Гидрометеоиздат, 1983. 184 c.
37. Мещерская А.В., Болдырева Н.А., Шапаева Н.Д. Средние областные запасы продуктивной влаги в почве и высота снежного покрова (Статистический анализ и примеры использования). Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 244 с.
38. Robock A., Vinnikov K.Y., Srinivasan G., Entin J.K., Hollinger S.E., Speranskaya N.A., Liu S., Namkhai A. The global soil moisture data bank // Bulletin of the American Meteorological Society. 2000. Vol. 81. No. 6.Р. 1281-1299.
39. Robock A. et al. Forty-five years of observed soil moisture in Ukraine: No summer desiccation (yet) // Geophysics Research Letters. 2005. No. 32. P. 1-13.
40. Qin T., Feng J., Zhang X., Li C., Fan J., Zhang C., Dong B., Wang H., Yan D. Continued decline of global soil moisture content, with obvious soil stratification and regional difference // Science of the Total Environment. 2023. No. 864. Р. 1-17.
41. Si J., Li J., Lu S., Qi X., Zhang X., Bao W., Zhang X., Zhou S., Jin C., Qi L. et al. Effects of Climate Change on Surface Runoff and Soil Moisture in the Source Region of the Yellow River // Water. 2023. No. 15. Р. 1-20.
42. Berg A., Sheffield J. and Milly P.C. Divergent surface and total soil moisture projections under global warming // Geophysics Research Letters. 2017. No. 44. Р. 236-244.
43. Сиротенко О.Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 167 с.
44. Сиротенко О.Д. Методы оценки изменений климата для сельского хозяйства и землепользования: метод. пособие. М.: Росгидромет, 2007. 77 с.
45. Сиротенко О.Д., Абашина Е.В., Павлова В.Н., Долгий-Трач В.А. Разработка системы регионального круглогодичного мониторинга водно-теплового режима посевов сельскохозяйственных культур // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Калуга, 2008. Вып. 13. С. 276-281.
46. Сиротенко О.Д., Клещенко А.Д., Павлова В.Н., Абашина Е.В., Семендяев А.К. Мониторинг изменений климата и оценка последствий глобального потепления для сельского хозяйства // Агрофизика. 2011. № 3. С. 31-39.
47. Влагозапасы и промерзание почв, испарение с почвы и водной поверхности при региональном изменении климата. Рекомендации по расчету и прогнозу средних многолетних изменений. СПб: ART-XPRESS. 2015. 46 c.
48. Лавров С.А. Физико-математическая модель гидрофизических процессов формирования стока в течение климатического года. Модель “ГГИ - ГИДРОФИЗИКА” // Метеорология и гидрология. 2023. № 12.С. 57-68.
49. Калюжный И.Л., Лавров С.А. Гидрофизические процессы на водосборе. 2012, СПб: Нестор-История. 615 с.

Выпуск

№ 2 (2025)

Кол-во страниц: 108 страниц

Другие статьи выпуска

Экспертное и общественное мнение по оценке гидрологической ситуации в рамках Якутского водохозяйственного узла (2025)

Авторы: Бондарев В. П., Завадский А. С., Чаленко В. А.

Острота проблем управления гидрологическими и русловыми процессами и оценки социальных последствий водопользования на реках неуклонно возрастает. Изучение экспертного и общественного восприятия негативных проявлений гидрологических и русловых процессов является важной составной частью совершенствования управленческих решений в этой области. Методы. Для выявления экспертного и общественного мнения относительно управления гидрологическими и русловыми процессами проведен опрос ведущих специалистов данной сферы, а также интервью местного населения, попадающего под воздействие этих негативных процессов. Исследование территориально привязано к Якутскому водохозяйственному узлу. Результаты. Получены результаты по трем основным блокам вопросов управления гидрологическими и русловыми процессами в пределах Якутского водохозяйственного узла: характер антропогенного воздействия на русло реки и социальные эффекты этого воздействия, эффективность способов управления неблагоприятными гидрологическими и русловыми процессами, основные проблемы стратегического планирования водохозяйственной деятельности региона. Изучение экспертного мнения позволило выявить основные болевые точки, связанные с негативным воздействием гидрологических и русловых процессов. Опрос местного населения показал, что его вовлеченность в решение рассматриваемых проблем недостаточна, а отношение к сложившейся ситуации характеризуется малой информированностью, наложенной на невысокую готовность к активному участию в долгосрочном решении водохозяйственных проблем.

Сохранить в закладках

Изменения годового модуля стока малых рек российской части бассейна реки Урал (2025)

Авторы: Жуков И. А., Айбулатов Д. Н.

В настоящее время основные исследования модуля стока и динамики его изменений ведутся на средних и больших реках российской части бассейна реки Урал, изученность же модуля стока малых рек этого бассейна крайне мала. Учитывая возрастающее ухудшение экологического состояния рек, влияющее в первую очередь на годовой модуль стока воды именно на малых реках, изучение процессов его формирования, изменчивости и внутригодовых изменений становятся важнейшей задачей гидрологии. Методы. В основе исследования лежит всесторонний анализ годового модуля стока воды малых рек российской части бассейна реки Урал. Сформирована база данных картографической и гидрологической информации. Выполнено картирование изменений годового модуля стока малых рек, что ранее не применялось к количественным характеристикам стока малых рек. Результаты. Рассмотрены изменения модуля стока воды малых рек в бассейне реки Урал при практически полном отсутствии изученности его изменений. Проанализированы характеристики модуля стока малых рек до и после начала глобальных гидрологических изменений. Выявлены пространственно-временные тенденции в изменении модуля стока воды малых рек бассейна Урала. Определена граница аномальности малых рек по площади бассейна – по величине речного бассейна в 500 км2.

Сохранить в закладках

Статистические характеристики грунтовых вод Теплостанской возвышенности Москвы (2025)

Авторы: Дубов Н. Д., Розенталь О. М.

В статье представлены результаты геостатистического исследования грунтовых вод Юго-Западного административного округа Москвы, проведенного в целях выявления возможностей и рисков подземного водопользования в этом районе. Методы. Применялись как традиционные технологии, так и индекс Морана для оценки характера пространственной связности. С помощью удельного комбинаторного индекса загрязненности (УКИЗВ) получены и оценены состав и свойства воды, что позволит опираться на данные УКИЗВ при питьевом водопользовании. Результаты. Выявлено, что временные ряды контролируемых показателей вариабельны настолько, что их стандартное отклонение часто превышает среднее значение. При оценке коэффициентов корреляции концентрации химических веществ в пунктах наблюдения обнаружено синхронное повышение/ понижение значений целого ряда контролируемых показателей, например концентрации алюминия на ряде скважин и родников. Очевидны причины подобной согласованности в случае близости точек наблюдения, тогда как при их значительном удалении друг от друга такой эффект можно объяснить исключительно фактом быстрого внутрипластового массопереноса загрязненной воды. Обнаружена высокая парная корреляция (r = 0,94) концентрации ряда загрязняющих веществ, например Al с Mn, NO3, причиной этого предположительно являются совместные сбросы указанных веществ промышленными предприятиями Москвы с одновременным проникновением сточных вод в грунт, сочетающимся с их массопереносом. Исследовано образование гидрохимических «фаций» рассматриваемого участка Теплостанской возвышенности в разные годы: наблюдение за темпом их деформации позволило получить картографическую информацию о формировании качества грунтовых вод и возможности их хозяйственного использования.

Сохранить в закладках

Оценка изменений характеристик ледового режима Нижнего Енисея в современных климатических условиях (2025)

Авторы: Зуев В. В., Уйманова В. А., Вершинин Д. А., Павлинский А. В.

Нижний Енисей является частью территории Российской Арктики, которая в современных климатических условиях становится все более чувствительной к их изменениям. Со сроками и продолжительностью ледовых явлений на реках Арктической зоны связаны многие виды хозяйственной деятельности. Методы. Для анализа межгодовых изменений характеристик ледового режима Нижнего Енисея (протяженностью от г. Енисейска до г. Дудинка) за период с 1938 по 2021 г. была создана электронная база данных с показателями продолжительности ледостава, датами начала и окончания ледовых явлений, а также максимальными уровнями воды во время фазы вскрытия (ледохода). В статье отражен методический подход в выделении трендовых составляющих за периоды наблюдений в 1938–1975 гг. и 1976–2021 гг., а также выявлено направление изменения продолжительности ледовых явлений и ледостава с проверкой уравнения тренда на статистическую однородность. Результаты. Установлено, что ледовые явления после 1975 г. стали наступать позже и заканчиваться раньше в среднем на 2–3 дня; ледостав стал наступать позже на 3–5 дней, разрушаться раньше на неделю. Анализ максимальных уровней воды в фазу вскрытия выявил, что эти показатели имеют тренд на снижение. Анализ изменчивости продолжительности ледовых явлений и ледостава обнаружил, что обе характеристики уменьшаются после 1975 года: продолжительность ледовых явлений сократилась на 2–5 дней, продолжительность ледостава – более чем на неделю.

Сохранить в закладках

Полуэмпирический метод расчета диффузного стока консервативных загрязнителей на участках малых равнинных рек Сообщение 2. Влияние числа измерений на результаты расчета обратной задачи (2025)

Авторы: Филимонов В. Ю., Ловцкая О. В.

При решении обратных задач восстановления пространственного распределения расходных характеристик диффузного стока загрязнителей на участках малых рек неизбежно возникает вопрос, связанный с необходимым числом расчетных точек. Для проведения корректного математического анализа число используемых расчетных точек должно быть весьма значительным (сотни). Реальный натурный эксперимент, как правило, ограничивается небольшим количеством точек (десятками). Однако в настоящее время влияние числа расчетных точек на устойчивость решения обратных задач для уравнения переноса консервативных загрязнителей мало изучено, хотя этот вопрос является ключевым при сопоставлении данных математического расчета и натурных измерений. В представленной работе проведен анализ влияния числа измерений концентрации растворенного загрязнителя на величину его полного массового расхода в процессе диффузного стока на участках малых рек. Методы. Расчет проводился на основе метода Монте-Карло при рандомизации значений концентрации загрязнителя. Результаты. В ходе реализации численного эксперимента для заданного набора тестовых функций установлено, что устойчивые значения искомых параметров (полный массовый расход и число Пекле) зависят от количества расчетных точек, определяющих пространственное распределение концентрации загрязнителя на исследуемом участке. Выяснено, что устойчивые значения параметров определяются числом точек, в пять – десять раз превосходящим число неизвестных коэффициентов аппроксимирующего полинома. Проанализирована зависимость значений искомых параметров от числа расчетных точек для результатов натурных измерений.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ФГБУ РОСНИИВХ
Регион: Россия, Ростов-на-Дону
Почтовый адрес: 344037, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Ченцова, зд 10А
Юр. адрес: 344037, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Ченцова, зд 10А
ФИО: Косолапов Алексей Евгеньевич (ДИРЕКТОР)
E-mail адрес: rwec@rwec.ru
Контактный телефон: +7 (863) 2853024
Сайт: https://wrm.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Сказать «Спасибо»

Вы можете поблагодарить автора за публикацию. Ему (ей) будет приятно.

Наведите камеру на QR-код, чтобы открыть моб. версию страницы.

Статья: Влияние климатических изменений на влажность почвы (2025)

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

Список литературы

Выпуск

Другие статьи выпуска

Издательство