1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия географическая
  4. T. 87, № 6, 2023

Известия РАН. Серия географическая, 2023, T. 87, № 6, стр. 930-940

Многолетние изменения уровня Каспийского моря и современные варианты их прогнозирования

В. Б. Ермаков *

Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова
Москва, Россия

* E-mail: vitalerm@mail.ru

Поступила в редакцию 05.05.2023
После доработки 05.06.2023
Принята к публикации 11.07.2023

Аннотация

Рассмотрены различные подходы к исследованию и прогнозу многолетних изменений среднегодового уровня Каспийского моря. В рамках наиболее распространенных методик принято считать, что такого рода оценки возможны только в вероятностном смысле, поскольку главные компоненты водного баланса моря ведут себя случайным образом. Однако для большинства потребителей важна конкретно обозначенная перспектива изменения уровня и обоснование ответа на вопрос: если происходит очередное значительное изменение, то как долго и до какого экстремального значения оно продолжится? По мере накопления данных о динамике параметров атмосферы и океана, в том числе и по результатам космического мониторинга, появляется все больше сообщений о выявлении в их временных рядах мультидекадной повторяемости. На протяжении последних лет неоднократно предпринимались попытки на основе изучения динамики уровня моря выявить внутри его временного ряда циклические компоненты с целью использования их как для описания произошедших ранее резких спадов и подъемов, так и для прогноза подобных изменений в будущем. Анализ данных при этом заключается в поиске таких периодов изменчивости, в рамках которых выполнялись бы требования ограниченности периодического состава и устойчивости компонент, формирующих временной ряд. С помощью специально созданной программной среды проведено исследование ряда, состоящего из исторических и современных данных по наблюдениям за уровнем Каспийского моря в течение последних 230 лет с целью выявления устойчивых периодичностей и построения с их помощью аппроксимирующего полинома. Показано, что на данном временном интервале кроме многовекового тренда присутствуют две явно выраженные квазициклические компоненты. Аппроксимация, сделанная с их использованием, позволяет описать всю предшествующую динамику уровня вплоть до 2021 г. и может быть использована в качестве основы для построения прогнозных оценок.

Ключевые слова: Каспийское море, изменение уровня, анализ временных рядов, мультидекадная осцилляция, аппроксимация многолетнего хода уровня набором гармоник

Список литературы

  1. Бабкин А.В. Усовершенствованная модель оценки периодичности изменений уровня и элементов водного баланса Каспийского моря // Метеорология и гидрология. 2005. № 11. С. 63–73.

  2. Берг Л.С. Уровень Каспийского моря за историческое время // Очерки по физической географии. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 205–272.

  3. Болгов М.В., Красножон Г.Ф, Любушин А.А. Каспийское море: экстремальные гидрологические события / ред. М.Г. Хубларян. М.: Наука, 2007. 381 с.

  4. Болгов М.В., Филимонова М.К. Об источниках неопределенности при прогнозировании уровня Каспийского моря и оценке риска затопления прибрежных территорий // Водные ресурсы. 2005. Т. 32. № 6. С. 664–669.

  5. Борисов Е.В., Ермаков В.Б., Мельников В.А. Анализ периодической структуры климатических колебаний уровня Каспийского моря // Процессы в геосредах. 2019. № 2. С. 146–152.

  6. Варущенко С.И., Варущенко А.Н., Клиге Р.К. Изменения режима Каспийского моря и бессточных водоемов в палеовремени. М.: Наука, 1987. 240 с.

  7. Водный баланс и колебания уровня Каспийского моря. Моделирование и прогноз / ред. Е.С. Нестеров. М.: Триада, 2016. 374 с.

  8. Выручалкина Т.Ю., Дианский Н.А., Фомин В.В. Влияние на эволюцию уровня Каспийского моря многолетних изменений режима ветра над его регионом в 1948–2017 гг. // Водные ресурсы. 2020. Т.  47. №  2. С. 230–240.

  9. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Серых И.В., Лебедев С.А. Климатические изменения гидрометеорологических параметров Каспийского моря (1980–2020) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 277–291.

  10. Гусейнова С.А., Абдусамадов А.С. Прогноз динамики уровня Каспийского моря и ее последствия для прибрежных территорий // Юг России: экология, развитие. 2015. Т. 10. № 4. С. 119–126.

  11. Лаппо С.С., Рева Ю.А. Сравнительный анализ долгопериодной изменчивости уровней Черного и Каспийского морей // Метеорология и гидрология. 1997. № 12. С. 63–75.

  12. Малинин В.Н., Гордеева С.М. Уровень Каспийского моря как индикатор крупномасштабного влагообмена в системе “океан–атмосфера–суша” // Труды Карельского научного центра РАН. 2020. № 4. С. 5–20.

  13. Никонова Р.Е. О причинах и последствиях колебаний уровня Каспийского моря в 20–21 столетиях // Труды ГОИН. 2008. Вып. 211. С. 127–151.

  14. Рычагов Г.И. Колебания уровня Каспийского моря: причины, последствия, прогноз // Вестн. Моск. ун-та. Серия 5. География. 2011. № 2. С. 4–11.

  15. Рычагов Г.И. К методике геоморфологических исследований (геоморфологические уроки Каспия) // Геоморфология. 2019. № 4. С. 27–39.

  16. Соловьёва Н.Н. Исследование зависимости колебаний уровня Каспийского моря от солнечной активности. СПб.: Изд. РГГМУ, 2004. 70 с.

  17. Тужилкин В.С., Косарев А.Н., Архипкин В.С., Никонова Р.Е. Многолетняя изменчивость гидрологического режима Каспийского моря в связи с вариациями климата // Вестн. Моск. ун-та. Серия. 5. География. 2011. № 2. С. 62–71.

  18. Федоров В.М., Фролов Д.М. О возможной физической природе мультидекадного колебания в климатической системе Земли // Сложные системы. 2019. № 1 (30). С. 26–40.

  19. Фролов А.В. Сценарные прогнозы колебаний уровня Каспия с учетом климатических и техногенных воздействий на водный баланс моря // Океанологические исследования. 2019. Т. 47. № 5. С. 130–148.

  20. Хаустов В.В., Костенко В.Д. К прогнозированию колебаний уровня Каспийского моря // Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2018. Т. 42. № 2. С. 162–171.

  21. Хромов С.П. Солнечные циклы и климат // Метеорология и гидрология. 1973. № 9. С. 93–110.

  22. Шлямин Б.А. Сверхдолгосрочный прогноз уровня Каспийского моря // Изв. ВГО. 1962. Т. 94. Вып. 1. С. 26–33.

  23. Chen J.L., Pekker T., Wilson C.R., Tapley B.D., Kostianoy A.G., Cretaux J.-F., Safarov E.S. Long-term Caspian Sea level change // Geophys. Res. Lett. 2017. Vol. 44. № 13. P. 6993–7001. https://doi.org/10.1002/2017GL073958

  24. Chen J., Cazenave A.,Wang S.-Y., Li J. Caspian Sea Level Change Observed by Satellite // Altimetry. Remote Sens. 2023. Vol. 15. № 3. Article 703. P. 1–12. https://doi.org/10.3390/rs15030703

  25. Elguindi N., Giorgi F. Projected changes in the Caspian Sea level for the 21st century based on the latest AOGCM simulations // Geophys. Res. Lett. 2006. Vol. 33. № 8. L08706. https://doi.org/10.1029/2006GL025943

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия географическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал