Изменение климата на территории Ленинградской области.

Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры, приповерхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причинкак естественного, так и антропогенного происхождения.Для территории Ленинградской области был проведен анализ изменения межгодового хода приземной температуры воздуха.

Для анализа были использованы данные метеостанций, расположенных на территории Ленинградской области (рис.3). Исследование межгодового хода приземной температуры воздуха показало, что на всех станциях расположенных на территории Ленинградской области наблюдается монотонная тенденция увеличения температуры воздуха, которая может быть выражены с помощью линейного тренда. Межгодовые изменения средней годовой температуры воздуха на отдельных метеорологических станциях Ленинградской области представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Межгодовой ход приземной температуры воздуха на метеостанциях Белогорка, Санкт-Петербург, Выборг и Тихвин за период с 1985-2015 год.

Для более подробного изучения изменения средней годовой температуры воздухабыл произведен сравнительный анализ средних многолетних значений (нормы за период 1961-1990) и средних многолетних, полученных за период 1990-2015гг. По результатам вычислений была построена карта пространственного распределенияразностей этих средних для территории Ленинградской области. Карта приведена ниже (рис.5).Географическое положение рассматриваемых в данной  работе метеорологических станций обозначено на карте (рис.5) точками.Отклонения, вычисленные для каждой станции,  нанесены на карту рядом с ними и выражены в градусах Цельсия.

Рисунок.5. Пространственное распределение отклонений среднегодовой температуры воздуха (1961-1990)  от средних многолетних значений на территории Ленинградской области за период с 1990-2015 год.

Пространственное распределение отклонений средней годовой температуры воздуха показывает, что на территории Ленинградской области наблюдается рост температуры воздуха в пределах от 0,8-1,2°С за последние 25 лет.Наибольшие значения  роста средней годовой температуры воздуха наблюдаются на юге и побережье Ладожского озера.Наименьшие значения роста наблюдаются в Гатчинском, Тихвинском, Волховском и Подпорожском районах.

Таким образом, на территории Ленинградской области отмечено потепление климата и в среднем температура воздуха за последние 25 лет увеличилась  на 1°С.

3.3. Анализ изменения дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 5 и 10 °С весной и через 10 и5 °С осенью

Устойчивые переходы температуры воздуха через различные пределы (0 °С, +5 °С, +10 °С, +15 °С) весной и осенью относятся к важным характеристикам погоды, указывающим на метеорологические особенности конкретного года. Знания особенностей устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через различные градации весной и осенью необходимо, так как они определяют наступление этих сезонов в природе и связанных с ними метеорологических и агрометеорологических явлений погоды (Тищенко,2015).

Днем устойчивого перехода температуры воздуха через определенные пределы принимается тот день, после которого обратного перехода не наблюдается, а если он был, то сумма положительных температур для перехода через 0°С превышала сумму отрицательных(Тищенко,2015).

Для анализа изменения дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 5, 10 °С весной и через 10, 5 °С осенью в данной работе были использованы данные  5-ти станций, расположенных в Ленинградской области:

1. Сосново (Приозерский район)

2. Тихвин (Тихвинский район)

3. Белогорка (Гатчинский район)

4. Николаевское (Лужский район)

5. Волосово (Волосовский район)

В ходе исследования дат устойчивого перехода были проанализированы данные за период с 1986-2015 год и для каждой станции сделаны выборки самых ранних и самых поздних дат перехода средней суточной температуры воздуха через заданные пределы (табл.10-13). Анализ проводился для двух периодов наступления этих дат: весеннего и осеннего.

Весенний переход  через 5°С. Устойчивый переход средней суточной температуры воздуха весной через +5 °Сза с 1986-2015 годнаблюдался в пределах от 03 апреля до 15 мая. Ранний переход был зафиксирован  в 1991году практически повсеместно, за исключением Волосовского района, там самый ранний переход зафиксирован 10 апреля 2010 года. Самый позднийпереход -15 мая, зафиксирован в 1995 г.в Приозерском районе, в остальных районах самый поздний переход через 5°С был зафиксирован в первой декаде мая.(Табл.10.)

 

 

Таблица 10.Климатические характеристики весенних дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через +5 °С за период с 1986-2015 гг.

Станция	Самая ранняя		Самая поздняя
	Дата	Год	Дата	Год
Сосново	03.04	1991	15.05	1995
Тихвин	03.04	1991	01.05	2004
Белогорка	03.04	1991	06.05	2007
Николаевское	03.04	1991	03.05	2005
Волосово	10.04	2010	06.05	2007

Зеленым цветом в таблице отмечены самая ранняя и самая поздняя даты устойчивого перехода через +5°С.

Рисунок 6. Временное изменение перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С весной.

Для анализа временного изменения перехода средней суточной температуры воздуха через 10°С весной были построены графики (рис.7). Для количественной оценки был проведен сравнительный анализ фактически полученных данных со средними многолетними значениями. В результате анализа было отмечено наступление вегетационного периода раньше на 3-9 дней.

Что касается устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха весной через +10 °С, то он наблюдался в пределах от 17 апреля до 06 июня. Самая ранняя дата перехода зафиксирована в Лужском районе (17.04), в остальных же районах переход средней суточной температуры воздуха весной через +10 °С был зафиксирован в третьей декаде апреля. Самая поздняя дата перехода была зафиксирована в Приозерском районе(06.06), в остальных районах дата перехода была также зафиксирована в первой декаде июня с разностью в 1-3 дня.(Табл.11.)

Таблица 11. Климатические характеристики весенних дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через +10 °С за период с 1986-2015 гг.

Станция	Самая ранняя		Самая поздняя
	Дата	Год	Дата	Год
Сосново	27.04	1989	06.06	1997
Тихвин	22.04	2001	01.06	1994
Белогорка	25.04	1993	03.06	2001 2004
Николаевское	17.04	2000	02.06	1994
Волосово	25.04	1993	03.06	2001

Зеленым цветом в таблице отмечены самая ранняя и самая поздняя даты устойчивого перехода через +10°С.

Для анализа временного изменения перехода средней суточной температуры воздуха через 10°С весной были построены графики (рис.7). Для количественной оценки был выполнен анализ полученных данных со средними многолетними значениями. В результате анализа было отмечено наступление теплого периода раньше на 5-9 дней.

Рисунок 7. Временное изменение перехода средней суточной температуры воздуха через 10°С весной.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что весной в исследуемом районесамая ранняявегетация растений (переход через 5°) начинается  в первой декаде апреля, а самая поздняя в середине мая. Интенсивное нарастание тепла (при переходе 10°) происходит с конца апреля до начала июня.По Климатическому справочнику,составленному по данным за 1951–1985 гг. (Научно-прикладной…, 1994),переход через 5°происходит  в 3-ей декаде апреля,через 10°в 3 декаде мая (на некоторых станциях в конце 2-ой декады мая). Таким образом,данные свидетельствуют о более раннем наступлении периода вегетации на 3-9 дней, а теплого периода на 5-9 дней в условиях современного изменения климата.

Перейдем к анализу дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха осенью.Устойчивый осенний переход средней суточной температуры воздуха через +10°С за период с 1986-2015 г был зафиксирован в пределах от 26 августа до 13 октября. Самая ранняя дата перехода была зафиксирована в Волосовском районе(26.08), в остальных районах переход зафиксирован также в третьей декаде августа с разностью в 1-2 дня, что примечательно так это то, что самый ранний переход на всех станциях произошел именно в 1993 году. Самая поздняядата перехода была зафиксирована в Приозерском районе (13.10), в остальных районах переход произошел в конце первой начале второй декады октября с разностью в 2-3 дня.(Табл.12)

Таблица 12. Климатические характеристики осенних дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через +10 °С за период с 1986-2015 гг.

Станция	Самая ранняя		Самая поздняя
	Дата	Год	Дата	Год
Сосново	29.08	1993	13.10	2005
Тихвин	30.08	1993	08.10	1999
Белогорка	27.08	1993	11.10	2006
Николаевское	29.08	1993	10.10	2006
Волосово	26.08	1993	10.10	2006

Зеленым цветом в таблице отмечены самая ранняя и самая поздняя даты устойчивого перехода через +10°С.

Для анализа временного изменения перехода средней суточной температуры воздуха через 10°С осенью были построены графики (рис.8). Для количественной оценки был проеден анализ полученных данных со средними многолетними значениями. В результате анализа обнаружено, что переход через 10°С осенью происходит позже средних многолетних дат.

Рисунок 8. Временное изменение перехода средней суточной температуры воздуха через 10°С осенью.

Что касается устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха осенью через +5°С, то переход был зафиксирован в пределах от 19 сентября до 18 ноября. Самая ранняя дата переходачерез +5°С была зафиксирована в Волосовском районе (19.09), на остальных станциях переход был зафиксирован в третьей декаде сентября с разностью 4-8 дней. Самая поздняя дата перехода была зафиксирована в Лужском районе (18.11), на остальных станциях самый поздний переход происходил в первой декаде ноября с разностью в 1-3 дня.(табл.13)

Табица.13. Климатические характеристики осенних дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через +5°С за период с 1986-2015 гг.

Станция	Самая ранняя		Самая поздняя
	Дата	Год	Дата	Год
Сосново	20.09	2002	09.11	2011
Тихвин	24.09	2006	08.11	2000
Белогорка	25.09	1986 1993	08.11	2000
Николаевское	28.09	1997	18.11	2005
Волосово	19.09	1997	05.11	2011

Зеленым цветом в таблице отмечены самая ранняя и самая поздняя даты устойчивого перехода через +5°С.

Для анализа временного изменения перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С осенью были построены  даты перехода за период 1986-2015 гг. (рис.9). Для количественной оценки был проведен сравнительный анализ полученных данных со средними многолетними значениями за период 1961-1990 гг. В результате анализа было отмечено, что переход средней суточной температуры воздуха происходит около средних многолетних дат или на 1 день раньше.

Рисунок 9. Временное изменение перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С осенью.

Врезультате,можно сделать вывод, что переход через 10°С осенью самый ранний в конце августа, самый поздний в начале октября. Окончание вегетации происходит: самая ранняя в третьей декаде сентября, самая поздняя- в первой декаде ноября. По Климатическому справочникусоставленному по данным1951–1985 гг.(Научно-прикладной…, 1994) переход через 10°С происходит во второй декаде сентября, а переход через 5°С во второй декаде октября. Таким образом,переход через 5°С отмечается  около нормы или раньше на 1 день.

Проанализировав, переход средней суточной температуры воздуха, через заданные интервалы, можно сделать вывод, что существует тенденция более раннего наступления теплого периода и более позднего конца вегетации(за последние 30 лет), а, следовательно, увеличилась продолжительность этих периодов.Для подтверждения или опровержения нашего предположения в данной работе был также проведен анализ продолжительности вегетационного и теплого периода во времени.

 

3.4. Анализ изменения продолжительности периодов со среднесуточными температурами воздуха выше 5 и 10 °С весной и через 10 и 5 °С осенью

В работе А.Д. Клещенко (Развитие сельскохозяйственной…,2009) говорится, что за последнее тридцатилетие 20 века тенденция увеличения продолжительности периода вегетации(период с температурами воздуха выше +5°С) наблюдалась на большей части Европейской территории России(за исключением территории Южного федерального округа), а также на территории Уральского и Сибирского федеральных округов(за исключением северных районов:п-ва Ямал, Таймыр и др.). Средние изменения составили 5-10 суток за 30 лет. Следует отметить, что на фоне увеличения продолжительности вегетационного периода во многих районах не наблюдалось увеличения продолжительности периодов без заморозков. Напротив, на значительных площадях северо-восточной части Северо-Западного федерального округа, в Центральном и Приволжском федеральных округах наблюдалось сокращение продолжительности периода без заморозков в среднем на 5-15 дней.

В подобной ситуации, вместо возможного положительного эффекта от увеличения периода вегетации, могут иметь место весьма негативные для сельского хозяйства последствия, связанные с поражением растений заморозками. Можно ожидать, что, по мере развития потепления на севере России, вероятность таких неблагоприятных явлений будет уменьшаться, однако до 2015 г. опасность их возникновения сохраняется(Развитие сельскохозяйственной…,2009).

В данной работе был проведен анализ продолжительности вегетационного периода для территории Ленинградской области.

Для этого  были использованы данные 5-ти станций:

1. Сосново (Приозерский район)

2. Тихвин (Тихвинский район)

3. Белогорка (Гатчинский район)

4. Николаевское (Лужский район)

5. Волосово (Волосовский район)

В ходе исследования был проведен анализ временных изменеий интерваловэффективной(t>5°C) и активной температуры воздуха(t>10°C).Для этого данные средней суточной температуры воздуха были представлены графически (с помощью программы Exel). В частности, был построен ряд графиков иллюстрирующих зависимость продолжительности периодов от времени.

На рисунках 10 и 11 приведены межгодовые изменения продолжительности периодов эффективной (t>5°C) и активной температуры воздуха построенных по данным метеостанций Волосово, Сосново, Николаевское и Тихвин за период с 1986-2015 год.

При анализе информации, приведенной на рисунке 10, отмечено, что на метеостанциях Тихвин, Волосово и Николаевское наблюдаются значимые положительные тренды.Это свидетельствует об увеличении периода вегетации.На метеостанциях Белогорка и Сосново тренды выражены менее ярко.

При анализе информации, приведенной на рисунок7отмечено, что на метеостанциях Тихвин, Белогорка, Сосново, Волосово и Николаевское наблюдаются значимые положительные тренды, которые указывают на увеличение продолжительности теплого периода.

Для более подробного исследования увеличения продолжительности периода была построена таблица 14, в которой приведены значения средней продолжительности периодов с активной (t>10°C) и эффективной температурой (t>5°C) воздуха из климатического справочника и фактически полученные данные за период с 1986-2015 гг.

Сравнительная оценка этих данных показала, что период с активной (t>10°C) температурой воздуха увеличился в среднем на 8-12 дней, а период с эффективной(t>5°C) в среднем увеличился на 6-11 дней. Самое большое увеличение продолжительности периодов наблюдается на юге Ленинградской области в Лужском районе-11-12 дней. В Волосовском, Тихвинском и Гатчинском районах период вегетации в среднем увеличился на 6-7 дней. В Волосовском и Тихвинском районах продолжительность теплого периода увеличилась на 10 дней, а в Гатчинском районе на 8 дней.

 

Рисунок 10.Межгодовые изменения продолжительности периода со средней суточной температурой воздуха >5°на метеостанции Тихвин, Белогорка, Волосово,Николаевское, Сосново, за период с 1986-2015гг.

Рисунок 11. Межгодовые изменения продолжительности периода со средней суточной температурой воздуха >10°на метеостанции Тихвин, Волосово, Николаевское, Белогорка,Сосново, за период с 1986-2015гг.

Таблица. 14. Средняя продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха >5°С и >10°С.

Метеостанция	Продолжительность периода с >5°С (дней)				Продолжительность периода с >10°С (дней)
	Справочник	Полученные результаты		Разность	Данные из справочника	Полученные результаты	Разность
Волосово	169		175	6	116	126	10
Тихвин	171		178	7	119	129	10
Николаевское	175		186	11	125	137	12
Белогорка	173		179	6	119	127	8

Зеленым цветом в таблице отмечена разность между данными взятыми из справочника(1951-1985) и фактически полученными данными.

Таким образом, проведя анализ дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через заданные интервалы осенью и весной, а также проведя анализ временных тенденций продолжительности периода вегетации, можно сделать вывод, что период вегетации  увеличилсяв среднем на 6-11 дней, а продолжительность теплого периодав среднем на 8-12 дней.

Наибольшее увеличение продолжительности периода вегетации и теплого периода наблюдается на юге Ленинградской областии составляет 11-12 дней.В центральной части Ленинградской области увеличение продолжительности периода вегетации составляет 6 дней, а увеличение продолжительности теплого периода-8-10 дней. На востоке области увеличение периода вегетации составило- 7 дней, а увеличение теплого периода составляет 10 дней.