1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия Русского географического общества
  4. T. 154, № 2, 2022

Известия Русского географического общества, 2022, T. 154, № 2, стр. 52-60

Климатические изменения в нагорьях центральной Шри-Ланки (1866–2019 гг.)

С. Е. Витковская a, b, *, А. Р. Хапу Араччиге a

a Российский государственный гидрометеорологический университет
Санкт-Петербург, Россия

b Агрофизический научно-исследовательский институт
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: s.vitkovskaya@mail.ru

Поступила в редакцию 15.12.2021
После доработки 27.02.2022
Принята к публикации 15.03.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

В статье представлены результаты анализа климатических изменений в нагорьях центральной Шри-Ланки за длительный период наблюдения (1866–2019 гг.). Значения средних сезонных температур указывают на высокую степень однородности температурного режима тестируемой территории в течение года. Коэффициенты вариации, характеризующие временную неоднородность температуры атмосферного воздуха в течение периода наблюдения, зависят от высоты над уровнем моря и изменялись в пределах от 1.6–2.1% (477 м) до 3.1–5.6% (1880 м). Установлено, что средняя за сезон температура атмосферного воздуха на большей части исследуемой территории (670–1880 м над уровнем моря) достоверно возрастала со скоростью 0.007–0.014°С/год, а на высоте 477 м (г. Канди) не имела существенных различий на протяжении всего периода наблюдений. Показано, что динамика среднего за сезон количества осадков характеризовалась гораздо более высокой степенью неоднородности: коэффициенты вариации данного показателя изменялись в пределах от 28 до 46%. Наиболее существенные изменения количества осадков на территории Центрального нагорья Шри-Ланки имели место в период юго-западного муссона (май–сентябрь). В период юго-западного сезона дождей на высоте 477 м (г. Канди) и 1880 м (г. Нувара Элия) количество осадков линейно снижалось со скоростью –2.2 ± 0.4 и –3.44 ±  0.54 мм/год соответственно. Достоверное снижение количества осадков было выявлено также в период северо-восточного муссона (декабрь–февраль) на высоте 670 м (Бадулла).

Ключевые слова: нагорья центральной Шри-Ланки, климатические изменения, динамика температуры атмосферного воздуха, динамика количества осадков

ВВЕДЕНИЕ

Центральное нагорье Шри-Ланки включено в список всемирного наследия ЮНЕСКО. Здесь расположены также особо охраняемые природные территории: заповедный лес Наклс, Пик Уайлдернесс и национальный парк Хортон-Плейнс. В уникальных природных комплексах, представленных тропическими лесами и предгорными лугами, обитают более половины видов эндемичных позвоночных животных, а также более 34% эндемичных видов деревьев, кустарников и трав Шри-Ланки [4].

На современном этапе одной из основных угроз биоразнообразию страны является изменение климата. Наблюдается сокращение распространения и численности видов растений и животных, особенно эндемиков [8]. Для такой небольшой островной страны как Шри-Ланка последствия изменения климата могут быть особенно серьезны для сельскохозяйственного сектора, продовольственной безопасности, водных и прибрежных ресурсов, здоровья людей [8]. Результаты исследований [5, 9–11] свидетельствуют о снижении количества осадков и усилении тенденций возрастания экстремальных температур в Шри-Ланке в течение последних 140 лет: произошло систематическое потепление атмосферы во всех климатических зонах Шри-Ланки; темпы потепления превысили среднюю скорость потепления в мире. На большей части территории острова уменьшение количества осадков сопровождалось потеплением нижних слоев атмосферы. Отмечают [5], что если в глобальном масштабе на климат Шри-Ланки повлияли парниковый эффект и колебания Эль-Ниньо, то на региональном уровне различия в трендах изменения температуры воздуха и осадков обусловлены такими факторами, как высота над уровнем моря, морфология рельефа, циркуляция атмосферного воздуха, растительность и т.д.

Тенденции изменения экстремальных индексов температуры воздуха и осадков на территории Шри-Ланки изучают с 1980 г. по данным 19-ти метеорологических станций [7]: установлено, что среднегодовые средние минимальные температуры на большей части территории возрастают, а разница между максимальной и минимальной температурами и суточный диапазон температур снижаются. Наблюдаются тенденции увеличения экстремальных осадков (максимальное количество осадков за один день, максимальное количество осадков за пять дней и общее количество осадков в дни с экстремальными дождями) на большей части острова, что существенно влияет на показатель общего количества осадков. Угрозы, связанные с изменениями климата, определяют актуальность исследований динамики метеорологических показателей и выявления тенденций, способных вызвать существенные экологические изменения на территории острова.

Цель работы: установить тенденции сезонных климатических изменений в нагорьях центральной Шри-Ланки в период 1866–2021 гг. в зависимости от высоты над уровнем моря.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Климат Шри-Ланки − субэкваториальный муссонный. Времена года различаются, в основном, количеством осадков. Внутригодовая разница температур воздуха незначительна. В данном регионе выделяют следующие климатические сезоны: 1) первый межмуссонный сезон (март–апрель); 2) сезон юго-западного муссона (май–сентябрь); 3) второй межмуссонный сезон (октябрь–ноябрь); 4) сезон северо-восточного муссона (декабрь–февраль).

На территории Центрального нагорья Шри-Ланки (Центральная провинция и восточная часть провинции Ува) в течение 159 лет ведутся наблюдения за температурой атмосферного воздуха и количеством осадков. В настоящем исследовании были использованы данные, полученные на метеостанциях, расположенных в следующих округах указанных выше провинций: Канди, Нувара Элия, Бадулла и Дияталава. Высота их расположения над уровнем моря составляет 477, 1880, 670, 1248 м соответственно [2, 3, 6] (рис. 1).

Рис. 1.

Расположение метеостанций в районе исследования (Центральное нагорье Шри-Ланки).

Fig. 1. Location of meteorological stations in the study area (Central Highlands of Sri Lanka).

С целью изучения тенденций изменения климата на тестируемой территории анализировали динамику средних за сезон температуры атмосферного воздуха и количества осадков (1866–2017 гг.). Математическую обработку данных проводили в программе ORIGIN 7,5.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Вариационно-статистические показатели (табл. 1) позволяют оценить временную и пространственную неоднородность температуры атмосферного воздуха на изучаемой территории в период 1866–2019 гг. Значения средних сезонных температур (M) указывают на высокую степень однородности температурного режима в течение года. Коэффициенты вариации (v%), характеризующие временную неоднородность температуры атмосферного воздуха в течение периода наблюдения, зависели от высоты над уровнем моря и изменялись в пределах от 1.6–2.1% (477 м) до 3.1–5.6% (1880 м).

Таблица 1.  

Вариационно-статистические показатели, характеризующие сезонную неоднородность средней температуры атмосферного воздуха и суммы количества осадков в Центральном нагорье Шри-Ланки в период 1866–2019 гг. Table 1. Variational and statistical indicators characterizing the seasonal heterogeneity of the average atmospheric air temperature and the sum of precipitation in Central Highlands of Sri Lanka in the 1866–2019 period

Параметр Первый меж- муссонный сезон Юго-западный муссон Второй меж- муссонный сезон Северо-восточный
муссон
T, °C осадки,
мм 		T, °C осадки,
мм 		T, °C осадки,
мм 		T, °C осадки,
мм
Канди (T, °C – 1871—1982 гг; Осадки – 1866–2017 гг), 477 м
Min 24.7 13.5 23.6 291 23.2 226 22.8 89
Max 27.3 687 25.9 1653 25.2 946 25.2 1135
M 25.9 283 24.8 767 24.4 558 24,0 400
±ð 0.5 110 0.4 244 0.4 156 0.5 183
v, % 1,9 39 1.6 32 1.6 28 2.1 46
Бадулла (Т, °C – 1941–2017 гг.; осадки – 1882–2017 гг.), 670 м над ур. М.
Min 23.1 47 23.7 124 16.0 181 20.4 130
Max 25.6 567 25.9 838 25.0 1452 23.2 1779
M 24.0 301 24.7 397 23.3 502 21.8 606
±ð 0.6 111 0.5 136 1.0 179 0.5 271
v, % 2.5 37 2.0 34 4.3 36 2.3 45
Дияталава (1901–2017 гг.), 1248 м над ур. М.
Min 19.5 66 20.4 181 18.2 7.4 17.6 122
Max 22.0 717 22.6 1198 21.3 1742 20.1 1063
M 20.5 309 21.4 466 20.0 544 18.7 428
±ð 0.5 125 0.5 178 0.5 247 0.5 186
v, % 2.4 40 2.3 38 2.5 45 2.7 43
Нувара Элия (1867–2019 гг.), 1880 м над ур. М.
Min 14.0 22.6 14.3 273 11.0 181 12.8 108
Max 18.2 510 17.6 2122 16.8 1051 16.1 1277
M 15.9 228 15.9 1015 15.4 469 14.6 398
±ð 0.9 88 0.5 329 0.7 150 0.7 170
v, % 5.6 38 3.1 32 4.5 32 4.8 43

Примечание: M – среднее значение; ±ð – стандартное отклонение; v, % – коэффициент вариации.

Коэффициенты корреляции ®, характеризующие зависимость значения v% от высоты над уровнем моря, составили для 1–4 климатических сезонов 0.891, 0.981, 0.538 и 0.941 соответственно, при критическом значении r на 5% уровне значимости 0.950.

Динамику среднесезонной температуры атмосферного воздуха аппроксимировали линейной моделью:

(1)
$T\left( t \right) = {{T}_{0}} + bt,$
где Т(t) – средняя за сезон температура на момент времени t, T0 – минимальная температура, b – скорость увеличения средней сезонной температуры, °С/год. Параметры модели представлены в табл. 2.

Таблица 2.  

Параметры линейной модели, характеризующие динамику средних температуры атмосферного воздуха и суммы осадков в Нагорьях Центральной Шри-Ланки Table 2. Parameters of the linear model characterizing the dynamics of the average atmospheric air temperature and precipitation in the Central Highlands of Sri Lanka

  Температура Осадки
Сезон n r* b, °С/год n r* b, мм/год
Канди (1871–1982 гг.), 477 м Канди (1866–2017 гг.)
1) март–апрель 112 –0.12 –0.002 ± 0.002 152 0.093 0.23 ± 0.20
2) май–сентябрь 112 0.02 2.8 × 10–4 ± 0.001 152 –0.399 –2.2 ± 0.4
3) октябрь–ноябрь 112 –0.01 1.5 × 10–4 ± 0.001 152 0.034 0.13 ± 0.29
4) декабрь–февраль 112 –0.11 –0.002 ± 0.001 152 –0.063 –0.26 ± 0.34
Бадулла (1941–2017 гг.), 670 м Бадулла (1882–2017 гг.),
1) март–апрель 77 0.485 0.013 ± 0.003 136 0.015 0.04 ± 0.24
2) май–сентябрь 77 0.646 0.014 ± 0.002 136 –0.025 –0.08 ± 0.30
3) октябрь–ноябрь 76 0.455 0.010 ± 0.002 136 –0.006 –0.03 ± 0.39
4) декабрь–февраль 77 0.403 0.010 ± 0.002 136 –0.189 –1.30 ± 0.58
Дияталава (1901–2017 гг.), 1248 м
1) март–апрель 106 0.616 0.009 ± 0.001 117 0.250 0.923 ± 0.333
2) май–сентябрь 106 0.716 0.011 ± 0.001 117 0.271 1.42 ± 0.47
3) октябрь–ноябрь 106 0.597 0.008 ± 0.001 117 0.190 1.38 ± 0.67
4) декабрь–февраль 106 0.612 0.009 ± 0.001 117 0.089 0.49 ± 0.51
Нувара Элия (1867–2019 гг.). 1880 м
1) март–апрель 149 0.701 0.014 ± 0.001 151 –0.055 –0.11 ± 0.16
2) май–сентябрь 151 0.738 0.009 ± 6.8 × 10–4 152 –0.460 –3.44 ± 0.54
3) октябрь–ноябрь 148 0.400 0.007 ± 0.001 152 –0.094 –0.32 ± 0.28
4) декабрь–февраль 151 0.731 0.011 ± 8.7 × 10–4 152 –0.079 –0.30 ± 0.31

Примечание: n – объем выборки; r – коэффициент корреляции; b – скорость. * Критическое значение r на 5% уровне значимости – 0.195.

Установлено, что средняя за сезон температура атмосферного воздуха на большей части исследуемой территории (670–1880 м над уровнем уровня) достоверно возрастала со скоростью 0.007–0.014°С/год (см. табл. 2), на высоте 477 м (Канди) не имела существенных различий на протяжении всего периода наблюдений (112 лет). Наиболее тесная корреляционная связь между среднесезонной температурой и временем наблюдается на высоте 1880 м над уровнем моря (рис. 2, табл. 2).

Рис. 2.

Динамика средней за сезон температуры атмосферного воздуха, Нувара Элия: а – первый межмуссонный сезон; b – юго-западный муссон; с – второй межмуссонный сезон; d – северо-восточный муссон.

Fig. 2. Dynamics of the average atmospheric air temperature to the season, Nuwara Eliya: a – the first inter-monsoon season; b – the southwestern monsoon season; c – the second inter-monsoon season; d - the northeastern monsoon season.

Установлено, что динамика среднего за сезон количества осадков характеризовалась гораздо более высокой степенью неоднородности, чем динамика температуры атмосферного воздуха: коэффициенты вариации (v, %) указанного показателя изменялись в пределах от 28 до 46% (см. табл. 1). Известно, что изменчивость принято считать незначительной при величине v менее 10%, средней, если значение v 10–20% и значительной при v > 20%. При значениях v > 40% степень изменчивости (неоднородности) признака оценивается как высокая [1]. Независимо от высоты над уровнем моря, наиболее высокими коэффициентами вариации (43–46%) характеризовалась сумма осадков в период северо-восточного муссона (декабрь–февраль) (см. табл. 1). Максимальное сезонное количество осадков (2122 мм) было зафиксировано на высоте 1880 м (Нувара Элия) в 1882 г. в период юго-западного муссона (май–сентябрь).

Установлено, что в период юго-западного муссона (май–сентябрь) на высоте 477 м (Канди) и 1880 м (Нувара Элия) на протяжении периода наблюдений количество осадков линейно снижалось со скоростью –2.2 ± 0.4 и –3.44 ± 0.54 мм/год (табл. 2, рис. 3). Коэффициенты корреляции (r), характеризующие связь между суммами осадков и временем составили соответственно –0.399 и –0.460, при критическом значении r на 5% уровне значимости 0.195.

Рис. 3.

Динамика суммарного количества осадков за период юго-западного муссона (май–сентябрь) на высоте 447 м (Канди) и 1880 м (Нувара Элия).

Fig. 3. Dynamics of the precipitation amounts for the period of the southwestern monsoon (May–September) at altitude of 447 m (Kandy) and 1880 m (Nuwara Eliya).

Достоверное снижение количества осадков было выявлено также в период северо-восточного муссона на высоте 670 м (Бадулла): в период 1941–2017 гг. количество осадков снижалось со скоростью –1.30 ± 0.58 мм/год (r = –0.189 (см. табл. 2).

Достоверная тенденция увеличения количества осадков наблюдается на высоте 1248 м (Дияталава) в период 1901–2017 гг: данный показатель возрастал со скоростью 0.92 ± 0.33 и 1.42 ± 0.47 мм/год в первый межмуссонный сезон и в период юго-западного муссона соответственно (табл. 2, рис. 4).

Рис. 4.

Динамика суммарного количества осадков на высоте 1248 м (Дияталава) в периоды: a -первого межмуссонного сезона (март–апрель); b – юго-западного муссона (май–сентябрь).

Fig. 4. Dynamics of precipitation amounts at the altitude of 1248 m (Diyatalava) during: a – the first inter-monsoon season (March–April); b – the southwest monsoon (May–September).

На основании полученных результатов можно утверждать, что наиболее существенные изменения количества осадков на территории Центрального нагорья Шри-Ланки характеризуют период юго-западного муссона (май–сентябрь).

Согласно данным [8], в Шри-Ланке наблюдаются уменьшение количества осадков и тенденции к увеличению экстремальных температур. Авторы отмечают, что по сравнению с другими регионами, снижение количества осадков в Шри-Ланке более существенно, а наиболее серьезные последствия изменения климата коснутся сельского хозяйства, биоразнообразия, водных и прибрежных ресурсов и, как следствие, продовольственной безопасности страны.

ВЫВОДЫ

1. Значения средних сезонных температур на территории Центрального нагорья Шри-Ланки указывают на высокую степень однородности температурного режима в течение года: от 15–16°С на высоте 1880 м до 24–26°С на высоте 470 м над уровнем моря.

2. Установлено, что средняя за сезон температура атмосферного воздуха на большей части Центрального нагорья Шри-Ланки (670–1880 м над ур. м.) достоверно возрастала со скоростью 0.007–0.014°С/год, а на высоте 477 м (Канди) не имела существенных различий на протяжении всего периода наблюдений (112 лет).

3. На исследуемой территории динамика среднего за сезон количества осадков характеризовалась гораздо более высокой степенью неоднородности, чем динамика температуры атмосферного воздуха: коэффициенты вариации указанного показателя изменялись в пределах от 28 до 46%. Независимо от высоты над уровнем моря, наиболее высокими коэффициентами вариации (43–46%) характеризовалась сумма осадков в сезон северо-восточного муссона (декабрь–февраль).

4. Наиболее существенные изменения количества осадков на территории Центрального нагорья Шри-Ланки приходятся на сезон юго-западного муссона (май-сентябрь): на высотах 477 м (Канди) и 1880 м (Нувара Элия) на протяжении периода наблюдений количество осадков линейно снижалось со скоростью –2.2 ± 0.4 и ‒3.44 ± ± 0.54 мм/год соответственно. Достоверное снижение количества осадков было выявлено также в сезон северо-восточного муссона на высоте 670 м (Бадулла): в период 1941–2017 гг. количество осадков снижалось со скоростью –1.30 ± 0.58 мм/год (r = –0.189).

Список литературы

  1. Калинин А.Г. Обработка данных методами математической статистики. Чита: ЗИП СибУПК, 2015. 106 с.

  2. Хапу Араччиге А.Р., Витковская С.Е., Рамбуквелла Ч. Мониторинг климатических изменений на территории Центрального нагорья Шри-Ланки // Дальневосточная весна – 2021: материалы 19-й Междунар. науч.-практ. конф. по проблемам экологии и безопасности, Комсомольск-на-Амуре, 30–31 марта 2021 г. Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВО “КнАГУ”, 2021. С. 259–261.

  3. Хапу Араччиге А.Р., Витковская С.Е., Рамбуквелла Ч. Динамика метеорологических показателей в Нагорьях Центральной Шри-Ланки // Климатические изменения и сезонная динамика ландшафтов: материалы Всероссийской научно-практической конференции, 22–24 апреля 2021 г. Екатеринбург, 2021. 1 CD-ROM. С. 105–110.

  4. Central Highlands of Sri Lanka// United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre) URL: https://thesalmons.org/lynn/wh-wcmc/Sri%20Lanka%20-%20Central%20Highlands.pdf (дата обращения 20.09.2021).

  5. De Costa W.A.J.M. Climate change in Sri Lanka: myth or reality? Evidence from long-term meteorological data // Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka. 2008. 36 (Special Issue). P. 63–88.

  6. Hapu Arachchige A.R., Vitkovskaya S.E., Rambukwella C. Trend analysis of climate variables in the Central Highlands of Sri Lanka // Proceedings of the International symposium Engineering ecology. Moscow, 1–3 December, 2021. P. 68–72.

  7. Jayawardena I.M.S.P., Darshika D.W.T.T. and Herath H.M.R.C. Recent Trends in Climate Extreme Indices over Sri Lanka // American Journal of Climate Change / 2018. 7. P. 586–599.

  8. Kottawa-Arachchi J. D., Wijeratne M. A. Climate change impacts on biodiversity and ecosystems in Sri Lanka: A review // Nature Conservation Research. Заповедная наука 2017. 2(3). P. 2–22.

  9. MOE. Sri Lanka’s second national communication on climate change. Sri Lanka: Ministry of Environment; Climate Change Secretariat. 2011. 160 p.

  10. Wijeratne M.A., Chandrapala L. Analysis of rainfall and temperature in tea growing agro-ecological regions and assessment of vulnerability of tea plantations in Sri Lanka to climate change // Sri Lanka Journal of Tea Science 2013. 78(1/2). P. 42–45.

  11. Zubair L., Yahiya Z., Agalawatte P., Lokuhetti R. The El Niño event of 2015/16 in Sri Lanka Predictions, Preparedness, Communication and Impacts // NeelaHaritha: The Climate Change Magazine of Sri Lanka Inaugurate volume. 2016. P. 40–46.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия Русского географического общества

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал