Ученые Института географии РАН изучили длительные фазы повышенных/пониженных расходов воды, температуры воды и теплового стока Северной Двины и Печоры за период наблюдений с 1930-х годов по 2020 год. Фазы повышенного теплового стока, особенно самые продолжительные, практически совпадают с периодами повышенного стока воды и ее температуры. То же самое относится и к периодам с уменьшенными значениями. В такие фазы одновременного наблюдаемого увеличения значений всех изученных гидрологических характеристик были связаны с периодами повышения температуры воздуха (среднегодовой и средней за сезон открытой воды) и годового количества осадков. Статья с результатами исследования вышла в высокорейтинговом международном научном журнале Environmental Research Letters.
В связи с глобальным потеплением, начало которого приурочено к 1970–1980 гг., большое внимание уделяется вопросам исследования многолетних изменений геостока арктических рек. В его состав входят сток воды, тепла, наносов, химических и биологических веществ, которые весьма чувствительны к происходящим климатическим изменениям. Основной вклад в изменения вносят долговременные периоды (фазы) повышенных/пониженных значений характеристик составляющих геостока. Эти контрастные фазы характеризуются специфическим, относительно стабильным водным режимом рек и состоянием речных, озерных и морских экосистем.
Указанные длительные периоды с контрастным водным режимом, последовательно сменяя друг друга, представляют собой фундаментальную особенность многолетней динамики гидрологических характеристик, вызванных климатическими изменениями, а разница средних значений характеристик составляющих геостока таких контрастных фаз чаще всего оказывается статистически значимой. Наши исследования показывают (Георгиади, Милюкова, Кашутина, 2020; Georgiadi, Kashutina, Milyukova, 2019), что наблюдающиеся с 1970-1980-х годов изменения − лишь одна из долговременных фаз циклических изменений, если исходить из природно-климатических факторов. Продолжительность фаз составляет 10 – 15 и более лет и может достигать многих
десятилетий. Последовательность смены таких контрастных фаз для годовых и сезонных гидрологических характеристик в разных крупных регионах происходит по разному, а их свойства изменяются в весьма широких пределах.
Статья посвящена изучению контрастных фаз не только стока воды, но также и стока тепла и температуры воды в течение сезона открытой воды крупнейших арктических рек Европейской части России - Северной Двины и Печоры, а также климатических условий, характеризующих эти фазы. Суммарный водный сток и сток тепла этих рек составляют 10% от поступления указанных компонентов геостока российских рек в Северный Ледовитый океан. Разница в средних значениях рассматриваемых гидрологических характеристик в контрастных фазах относительно фазы пониженных значений составляла от 11% до 18%.
Как на Северной Двине, так и на Печоре к началу современного глобального потепления приурочен переход от пониженных к повышенным значениям всех рассмотренных характеристик. Он характерен также и для всех арктических рек, включая реки Северной Евразии. Однако на Северной Двине для стока воды, начиная с середины 1990-х годов и до 2016 г., она прерывалась достаточно продолжительным периодом его пониженных значений, что было связано с особенностями атмосферной циркуляции. С 1930-х до середины 1990-х годов длительные фазы одновременного увеличения или уменьшения значений изучаемых гидрологических характеристик, как правило, были связаны с соответствующими отклонениями в зональной циркуляции, выраженными в виде
изменений индекса NAO. Однако с середины 1990-х годов корреляция изменений стока воды и тепла и индекса NAO была нарушена. Это можно объяснить значительным сдвигом в 21 веке положения Исландского минимума на северо-восток. Кроме того, на многолетние изменения гидрологических характеристик Северной Двины заметное влияние оказывало более частое блокирование зональной циркуляции атмосферы над Северной Европой, выраженное индексом SCAND.
