Роль климатических процессов в свете современных представлений о связи экологии и климата

УДК 551.58:502(571) Л.В. Воронина, А.Г. Гриценко СГГА, Новосибирск

РОЛЬ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СВЕТЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СВЯЗИ ЭКОЛОГИИ И КЛИМАТА

L.V. Voronina, A.G. Gricenko SSGA, Novosibirsk

THE ROLE OF CLIMATIC PROCESSES IN THE CONTEXT OF MODERN CONCEPTIONS OF ECOLOGY-CLIMATE RELATIONSHIP

The paper presents ecological substantiation of climatic processes. Climatic characteristics, such as temperature and humidity of air and soil, precipitation, evaporation, vaporability, solar radiation - arrival, reflection and absorption, etc may create different habitats for all the living beings existence. The author makes a conclusion on the ecological conditions in different zones of Novosibirsk region in the context of climatic characteristics.

Экологическое обоснование климатических процессов в первую очередь сводится к анализу климатических показателей, их изменчивости, совокупном сочетании и многоразовом проявлении в границах природных комплексов всех рангов - от фации до географической оболочки. На общем фоне возрастающей роли экологических подходов к изучению взаимоотношений человека и окружающей среды климатологические процессы могут быть названы если не основополагающими, то, по крайней мере, одними из наиболее важных. Ещё в 1975 г. крупный агрометеоролог Сибири и один из ведущих климатологов страны А.П. Сляднев [1] подчёркивал, что в комплексе географических наук центральное положение занимает климатология. Принимая во внимание высказывание А.Г. Исаченко [2] об экологизации географии в последние десятилетия и формированию новых научных дисциплин на стыке географии и экологии, можно с уверенностью утверждать, что роль климата как важнейшего компонента географической оболочки приобретает и будет приобретать одно из главенствующих значений. Отсюда неотложность экологических проблем может быть решена с помощью изучения не только климатических процессов как таковых, но и в комплексном рассмотрении эколого-климатических взаимодействий.

Соответственно А.Г. Исаченко вполне обоснованно вводит понятие нового научного направления: эколого-климатологии. В данном случае принимается во внимание влияние климата на окружающую среду - на человека, животных, растения. При этом климатические показатели -температура воздуха и почвы, осадки, влажность воздуха и почвы, испарение, испаряемость, давление, видимость и др. - могут выступать в самых различных значениях, а, следовательно, создавать различную экологическую среду для существования. А.А. Исаев [3], проводя классификацию

экологических факторов, выделяет факторы климатические и атмосферные, как абсолютно самостоятельные и непреложно важные. Таковыми, например, являются климатические показатели «тепло» и «влага», ибо они фактически незаменимы и без них жизнь невозможна. А в тех случаях, когда их параметры «зашкаливают» за оптимальные, в пределах которых существует жизнь, создаются условия, экологически неблагоприятные для всего живого. Например, в отдельные годы в зимний период бывают отклонения от среднемноголетних величин в сторону похолодания или в сторону потепления и тогда наблюдаются зимы аномально холодные либо аномально тёплые (табл. 1).

Таблица 1. Различные значения температуры воздуха по зонам юго-востока

Западной Сибири

Метеостанция Зона Средняя Средняя Абсолютная

многолетняя минимальная минимальная

температура, С температура, С температура, С

Александровское Средняя тайга -21,5 -26,0 -51,5

Кыштовка Подтайга -20,3 -25,3 -52,0

Барабинск Северная лесостепь -19,9 -24,5 -48,0

Здвинск Южная лесостепь -19,9 -24,2 -47,0

Купино Колочная степь -19,6 -24,2 -47,0

Красноозерск Типичная степь -19,3 -23,7 -48,0

Карасук Сухая степь -19,4 -23,8 -46,0

В последние десятилетия появились целый ряд понятий, характеризующих взаимозависимость экологии и климата, воздействие климатических показателей на экологическое состояние человека и окружающей среды. К таким понятиям можно отнести «комфортность климата» [3], «экологический потенциал ландшафта» [2], одним из главных составляющих которого является климат, «климатические основы оптимизации природной среды» [4] и т. д.

Степень комфортности климата, экстремальность отдельных его показателей мы отмечали неоднократно [5, 6, 7]. При этом следует отметить, что экстремальные отклонения температур, осадков или других показателей в сторону их аномальных понижений либо аномальных повышений уже само по себе способствует формированию экологического риска, создающего и для человека и для всего биоценоза критические условия для существования. Известно, что климатическими наблюдениями последних 50 лет установлена тенденция к потеплению климата, которая не миновала и территорию Новосибирской области. Последняя расположена в глубине Азиатского континента и в зимний период находится под воздействием мощного азиатского антициклона. Естественно, что среднемноголетние значения среднегодовых температур воздуха на протяжении нескольких столетий были отрицательны. Однако потепление северного полушария за последний

полувековой период изменило ситуацию в сторону повышения температур, в результате чего средние многолетние годовые температуры во всех зонах области стали положительными (табл. 2).

Таблица 2. Изменение среднегодовых температур воздуха в разные периоды

лет

Зона Средние температуры воздуха за периоды

1881-1960 гг. 1961-1983 гг. 1984-2004 гг.

Год январь июль год январь июль год январь июль

Подтайга -1,0 -20,8 17,4 -0,4 -19,3 18,2 0,5 -17,3 18,8

Северная лесостепь -0,6 -20,2 18,3 0,5 -18,9 19,3 1,0 -16,9 19,4

Южная лесостепь -0,4 -20,1 18,6 0,6 -18,8 19,7 1,2 -17,1 19,5

Колочная степь -0,2 -19,9 19,0 1,0 -18,7 20,0 1,7 -16,4 20,2

Потепление таким образом создаёт предпосылки для формирования благоприятных тепловых условий в столь холодной области как Новосибирская. На протяжении последних десятилетий зимы стали мягче и теплее. Жёсткие климатические условия севера смягчились, градиент средней температуры января по всем зонам составил в среднем 2,0-2,5 оС за период 1960-2004гг. и 2,5-3,4 - за период 1881-2004 гг.

Отсюда закономерно вытекает необходимость вычисления экологического потенциала главных климатических показателей - тепла и влаги. При этом необходимо учитывать, что взаимодействие радиационных и циркуляционных процессов с земной поверхностью способствует формированию неадекватных климатических регионов, в каждом из которых может сложиться свой экологический потенциал (табл. 3) В данной таблице продемонстрирован как раз тот случай, когда влияние радиационного баланса на соотношения тепла и влаги на земной поверхности выражается через комплексный коэффициент увлажнения Докучаева-Высоцкого-Иванова. Коэффициент представляет соотношение между суммарным увлажнением и испаряемостью [8].

Изменчивость комплексного коэффициента по зонам позволяет сделать заключение о степени экологических условий, которые формируются в основных ландшафтных зонах области. Интересно отметить, что экологический потенциал России, предложенный и вычисленный А.Г. Исаченко, изменяется от экстремально низкого в арктических типах ландшафтов, очень низкого в пустынных и северотаёжных ландшафтах до относительно высокого в подтаёжных, лесостепных и степных и наиболее высоких в широколиственно-лесных и предсубтропических. При выведении экологического потенциала ландшафта автором использованы именно значения тепла и влаги, как наиболее показательные для данных целей.

Таблица 3. Климато-экологические условия тепла и влаги в зонах

Новосибирской области

Ландшафтный тип климата Радиационный баланс, ккал/см2год Сумма температур выше 10оС Годовое количество осадков, мм Коэффициент увлажнения за май - сентябрь Экологические условия

Южная тайга < 26 < 1600 > 470 > 0,80 Не благоприятны е

Подтайга 26,0-27,0 1600-1800 470-450 0,70-0,60 Мало благоприятны е

Северная лесостепь 27,0-28,0 1800-1900 450-400 0,70-0,60 Относительно благоприятны е

Южная лесостепь 28,0-29,5 1900-2000 400-350 0,60-0,50 Благоприятны е

Колочная степь 29,5-31,0 2000-2100 350-325 0,50-0,40 Относительно благоприятны е

Типичная степь 31,0-32,0 2100-2200 325-300 0,40-0,30 Мало благоприятны е

Сухая степь > 32?0 > 2200 < 300 < 0,30 Не благоприятны е

В нашем случае комплексной показательной величиной является выше названный коэффициент увлажнения, который как нельзя более способен отразить климато-экологические особенности зональных ландшафтов области. Так, с климатической точки зрения наименее благоприятные экологические условия складываются в южной тайге и сухой степи, относительно благоприятные - в северной лесостепи и колочной степи, и благоприятные - лишь в южной лесостепи.

Подобный опыт оценки экологических условий применительно к ландшафтным типам климата является пробным и недостаточно совершенным. И чем полнее и глубже он будет исследован при различных вариациях климатических процессов, тем появляется больше вероятности смягчения, ликвидации, прогнозирования того или иного экологического риска.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сляднев, А.П. О принципах климатологических исследований в связи с проблемами глобальной экологии / А.П. Сляднев. - Новосибирск: Наука СО, 1975. - С. 76-82.

2. Исаченко, А.Г. Введение в экологическую географию / А.Г. Исаченко. - СПб.: СПб ун-т, 2003. - 192 с.

3. Исаев, А.А. Экологическая климатология / А.А. Исаев. - М.: Научный мир, 2001. - 2001 с.

4. Ясаманов, Н.А. Основы геоэкологии / Н.А. Ясаманов. - М.: Academa, 2003. - 352

с.

5. Воронина, Л.В. Экстремальность климата Новосибирской области и его экологическое значение для природных комплексов / Л.В. Воронина Н.Ю. Пичугина // Сб. материалов IV Международного научного конгресса. - Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 9094.

6. Воронина, Л.В. Экономический аспект экстремальных отклонений температур воздуха в зимний период / Л.В. Воронина Н.Ю. Пичугина // Материалы восьмой Международной научной конференции преподавателей, студентов и аспирантов 28-29 февраля. - Новосибирск: Наука, Университет, 2008. - С. 22-26.

7. Порожнякова, А.Ю. Экстремальные явления климата на территории Новосибирской области и экологические последствия / А.Ю. Порожнякова // Материалы Х Международной экологической студенческой конференции «Экология Сибири и сопредельных территорий. Экологический катализ». - Новосибирск: НГУ, 2005. - С. 42.

8. Почвенно-климатический атлас Новосибирской области, под ред. А.П. Сляднева. - Новосибирск: Наука СО, 1978. - 122 с.

© Л.В. Воронина, А.Г. Гриценко, 2009