Зональный сток рек Центральной Азии в условиях изменяющегося климата тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.27, кандидат наук Трубецкова, Марина Дмитриевна

• Трубецкова, Марина Дмитриевна
• кандидат наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат наук Трубецкова, Марина Дмитриевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Физико-географическая характеристика бассейна Верхней

Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи

1.1 Этапы изучения водных ресурсов Центральной Азии

1.2 Природные условия в регионе

1.2.1 Географическое положение

1.2.2 Рельеф

1.2.3 Климат

1.2.4 Оледенение

1.2.5 Гидрографическая характеристика бассейна

1.2.6 Почвы и растительный покров

1.3 Характеристика условий формирования водных ресурсов в

горно-ледниковых условиях

ГЛАВА 2. Подход к решению задачи о зональном стоке

2.1 Постановка задачи о зональном стоке

2.2 Обратные задачи в гидрологии

2.3 Метод А.Н. Тихонова для решения некорректно поставленных задач

3.1 Характеристика исходных данных

3.2 Методика определения величин зонального стока

3.3 Вычисленные значения зонального стока в однородных районах бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи

3.4 Определение стока рек для неизученных водосборов с использованием

значений зонального стока

ГЛАВА 4. Исследования изменений зонального стока

4.1 Корреляция зонального стока с метеорологическими

характеристиками

4.2 Зональный сток в годы с различной водностью

4.3 Исследование влияния сокращения оледенения на сток

Основные результаты и выводы

Список литературы

Приложения

Приложение 1. Список гидропостов

Приложение 2. Изменение модуля стока после 1970 для бассейна Верхней

Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Зональный сток рек Центральной Азии в условиях изменяющегося климата»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В настоящее время особую актуальность приобретают проблемы, связанные с использованием водных ресурсов трансграничных рек. Бассейн Амударьи делится между пятью государствами Центральной Азии. Верховья притока Амударьи: Кызыл су - входит в состав Кыргызстана. Основной сток Амударьи формируется на территории Таджикистана, затем река протекает вдоль границы Афганистана с Узбекистаном, пересекает Туркменистан, вновь возвращается в Узбекистан и впадает в Аральское море. Воды реки используются в основном для орошения и нужд гидроэнергетики, и устойчивое развитие бассейна Амударьи невозможно без урегулирования различных аспектов управления водными ресурсами всего региона. Наблюдающееся в современный период быстрое изменение климата создает неопределенность в прогнозировании будущего состояния водных ресурсов. После жестокого маловодья 2000 - 2001 г., когда низовья Амударьи частично остались без воды, стало ясно, что в изменяющихся климатических и гидрологических условиях увеличились риски обеспечения населения и промышленности водой. Горная часть бассейна Амударьи является зоной формирования стока, и изучение его особенностей в изменяющихся климатических условиях чрезвычайно важно для развития методов прогнозирования и регулирования стока всего бассейна.

В горных районах гидрологические посты расположены, как правило, в створах рек в среднем и нижнем течении, и измерения на них характеризуют лишь среднюю удельную водоносность всего бассейна и не отражают высотную поясность в ее распределении, т.е. основную природную закономерность, типичную для горных территорий. Для целей анализа и прогноза гидрологических процессов в горных районах требуется более детальное изучение распределения стока по высотным зонам, поэтому развитие методов исследования зонального стока горных рек весьма актуально с методической точки зрения.

Цель работы - исследование особенностей зонального стока горных рек бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи и его изменений в условиях изменяющегося климата.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

• Выделить на изучаемой территории гидрологические районы, однородные с точки зрения изменения зонального стока с высотой.

• Вычислить величины зонального стока для каждого из выделенных районов.

• Выявить общие закономерности в изменении зонального стока с высотой.

• Рассмотреть специфику климатических изменений на территории бассейнов Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи

• Оценить влияние изменений климатических факторов и сокращения площади оледенения на зональный сток рек.

Методы и объекты исследования

Объектом исследования являлся сток рек бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи и его высотная зональность. Использовались данные наблюдений за месячным стоком на 85 гидрологических постах, данные о распределении площадей водосборов по высоте, данные по температуре воздуха и количеству осадков на наземных метеостанциях. Для вычисления величин зонального стока использовался метод регуляризации А.Н. Тихонова для решения некорректно поставленных обратных задач.

Научная новизна работы:

1. Впервые для бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи решена обратная задача о зональном стоке и вычислены значения зональных модулей стока для различных высотных диапазонов. Выполнено районирование территории бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи по характеру изменения зонального стока с высотой.

2. Выявлено и проанализировано влияние климатических изменений на сток с различных высотных диапазонов.

3. Проанализированы колебания величин зонального стока в годы с различной водностью.

4. Рассмотрено влияние деградации горного оледенения на зональный сток бассейнов Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи.

Защищаемые положения

1. На территории бассейна Верхней Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи выделено семь однородных районов в соответствии с характером изменения величин зонального стока с высотой, вычисленных методом регуляризации А.Н. Тихонова для решения некорректно поставленных обратных задач.

2. Выявлено, что изменение величины зонального стока с высотой в однородных районах бассейна Амударьи, Зеравшана и Кашкадарьи имеет сложный характер: при выходе рек на равнинную территорию величина стока близка к нулю, с высотой модуль стока растет до определенной величины, затем в верхних высотных диапазонах модуль стока снова понижается.

3. Доказана возможность определения стока неизученных рек с помощью вычисленных значений зонального стока.

4. Выявлена корреляционная связь зонального стока и годовых сумм осадков на различных высотных диапазонах в выделенных районах исследуемой территории.

5. Выявлено увеличение зонального стока в верхних высотных диапазонах, и смещение вверх зоны наибольших значений стока, произошедшее после 1970 г. в результате изменений климата и деградации оледенения в горных районах Центральной Азии.

Практическая значимость. Вычисленные зональные модули стока для бассейна Амударьи, Кашкадарьи и Зеравшана дают возможность получить оценки современного состояния водных ресурсов данного региона. Произведенное районирование исследуемой территории позволяет более точно оценивать сток неизученных рек. Выявленные корреляционные связи

зонального стока и климатических характеристик и влияние деградации оледенения на зональный сток важны для гидрологического прогнозирования.

Апробация работы

Результаты работы были представлены на следующих российских и международных научных форумах, семинарах и конференциях: Central Asia Symposium, Scientific Workshop "Emerging needs in the Aral Sea basin" (Wageningen, the Netherlands, 2008), «International Conference on Hydrology and Climate Change in Mountainous Areas» (Kathmandu, Nepal, 2008); XII World Water Congress (Montpellier, France, 2009), международном семинаре «Генетические и вероятностные методы в гидрологии: проблемы развития и взаимосвязи» (Одесса, 2009), First International Conference on Economists & Management of Water in Arab World and Africa (Assiut, Egypt 2009), международной научно-практической конференции «Социально-экологические проблемы сельского и водного хозяйства» (Москва, 2010 г.), международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Б.И. Куделина «Ресурсы подземных вод: Современные проблемы изучения и использования» (Москва, 2010); международной конференции Sixth World FRIEND Conference «Global Change: Facing Risks and Threats to Water Resources» (Fez, Morocco, 2010); всероссийской научной конференции «Современные проблемы стохастической гидрологии и регулирования стока», посвященной памяти проф. А.В. Рождественского (2012), на совместном научном семинаре отделов гидрологии и гляциологии ИГ РАН (2011), на научных семинарах лаборатории моделирования поверхностных вод ИВП РАН (2010, 2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, включая 3 статьи в реферируемых журналах из списка ВАК и 8 работ в других изданиях, включая раздел коллективной монографии.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н. Михаилу Васильевичу Болгову за научное руководство работой, помощь,

ценные советы и рекомендации. Хочется также поблагодарить сотрудников Лаборатории моделирования поверхностных вод ИБП РАН гл. спец. М.К. Филимонову, д.т.н. A.B. Фролова, к.с.-х.н. А.П. Демина, к.т.н. К.Ю. Шаталову, д.г.н. Г.Ф. Красножона, вед. инж. Е.С. Евдокимову и весь коллектив Лаборатории за моральную поддержку и внимание, а также важные замечания при обсуждении работы.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ БАССЕЙНОВ ВЕРХНЕЙ АМУДАРЬИ, ЗЕРАВШАНА И КАШКАДАРЬИ

1.1 Этапы изучения водных ресурсов Центральной Азии

Первые гидрологические исследования Амударьи были начаты в 1873 г. Амударьинской экспедицией Столетова [Ресурсы..., 1971]. Тогда впервые были оборудованы водомерные посты на реке у г. Нукус, у г. Турткуль и у Питняка [Шмидт, К.И., Дорант Ф. Б., 1878] и были подсчитаны расходы воды Амударьи у г. Нукус за 1874 - 1876 гг. В 1879 - 1884 гг. обширные гидрологические исследования Амударьи проводились экспедицией А.И. Глуховского, был составлен ориентировочный водный баланс реки от Тюямуюна до устья [Глуховский, 1893]. В 1886 г. был установлен водомерный пост у г. Чарджоу и начаты измерения расходов воды и систематические промеры русла. В 1910 г. в Средней Азии была организована Гидрометрическая часть Отдела земельных улучшений. На Амударье был открыт ряд постов, материалы уровенных наблюдений публиковались в отчетах Гидрометрической части и Бюллетенях [Отчеты..., 1913-17]. Сразу после революции 1917 года в связи с гражданской войной объем гидрометрических работ существенно сократился, и в 1922 -1923 г. работал один пост: Чарджоу. С 1924 г. сеть уровенных и стоковых постов начала возрождаться и расти, и в 1959 г. на реке действовало тридцать уровенных постов, на двенадцати из них велся учет стока воды, а на одиннадцати - учет стока наносов. Материалы многолетних наблюдений сети станций послужили основой для целого ряда обобщений по режиму реки. В 1971 году в рамках издания материалов водного кадастра СССР «Ресурсы поверхностных вод СССР» вышел том «Средняя Азия. Бассейн р. Амударьи», в котором содержатся наиболее полные материалы наблюдений над режимом поверхностных вод по 1966 г. и их научное обобщение [Ресурсы, 1971]. Самые длинные ряды наблюдений за стоком, приведенные в этом труде, начинаются в 1914 г. (р. Зеравшан - мост Дупули, р. Магияндарья - кишл. Су джина).

В начале 90-х гг. сеть водомерных постов резко сократилась. В многолетних рядах гидрологических характеристик практически на всех гидропостах имеются пропуски в период 1990 - 2000 г. В [Национальный..., 2003] приведены следующие данные о состоянии сети пунктов гидрометеорологических наблюдений в Таджикистане. До 1985 г. гидрологические измерения проводились на 11 станциях и 138 постах. После 1985 г. резко уменьшилось количество гидропостов и сократились объемы выполняемых на них работ: почти вдвое сократилось количество постов, производящих измерение расходов воды, самописцы уровня воды из 53 постов к началу века работали только на 4. Долгое время не проводились наблюдения на малых реках длиной 10-25 км. Прекратился выпуск гидрологических ежегодников.

Такая же ситуация сложилась и в отношении метеорологических наблюдений: за период 1991 - 2002 гг. наблюдательная сеть в Таджикистане по сравнению с 1980-ми годами уменьшилась на 20%. Целый ряд станций закрылся ввиду отсутствия необходимых специалистов. Труднодоступные метеостанции, как, например, станция им. Академика Горбунова на леднике Федченко (4168 м над у.м.) прекратили работу из-за отсутствия средств на их содержание. Сократился объем наблюдений за метеорологическими характеристиками. Аналогичная ситуация сложилась и в других государствах бывшего СССР, расположенных в бассейне Амударьи. После 2000 г. ситуация начала улучшаться, возобновился выпуск ежегодников, были опубликованы данные наблюдений за ряд предыдущих лет, однако эти данные труднодоступны.

В настоящее время возросла интенсивность исследований водных ресурсов

Центральной Азии [Проблемы деградации..., 2008, Влияние изменения... 2009,

Дренаж..., 2004]. Это вызвано изменением политической структуры

Центральноазиатского региона, которое повлекло за собой серьезное

обострение проблем водопотребления для всех государств, расположенных в

его пределах. Большое внимание стало уделяться восстановлению сети

10

наблюдений за климатом. Определены потребности в улучшении сбора и контроля качества климатических данных, их обмена и архивации, признана необходимость в оптимизации сети гидрологических станций в Центральной Азии, восстановлении гидрологических постов на главных реках и возобновлении работы гидрологической сети на крупных озерах [ГСНК, 2004]. Был организован ряд международных проектов, посвященных изучению водных ресурсов бассейна Амударьи и разработки рациональных методов их использования, таких, например, как проект Европейской Комиссии «Джайхун» и др. [Interstate..., 2010]. Государства приняли специальные программы мероприятий по борьбе с последствиями изменения климата в бассейне Амударьи [Национальная программа...2000, Национальная программа... 1999, Национальный план...2003].

1.2 Природные условия в регионе

1.2.1 Географическое положение

Амударья является самой крупной рекой в Центральной Азии, ее длина от истоков реки Пяндж составляет 2540 км. Площадь горной части составляет 255100 км2, включая бассейны Зеравшана и Кашкадарьи, которые по гидрографическим признакам относятся к бассейну Амударьи, но не доносят до нее свои воды и могут рассматриваться как самостоятельные реки. В горной области граница бассейна проходит по гребням горных хребтов: Нуратау, Туркестанского, Алайского, восточной части Заалайского до стыка его с Сарыкольским хребтом, затем по Сарыкольскому до границ с Афганистаном, далее водораздельная линия в пределах Афганистана проходит по хребтам Гиндукуш, Баба, Тирбанди-Туркестан и по возвышенностям Карабиль, исчезая в Каракумах. Название Амударья река получает после слияния Пянджа с Вахшем. На долю Пянджа приходится 60 %, а Вахша - около 40 % всего объема стока. Три крупных правых притока (Кафирниган, Сурхандарья и Шерабад) и один левый (Кундуз) впадают в Амударью в среднем течении (рис. 1.1).

Аральское море

припиши

Кашкадарьи

% Ш ■ # # «

гЛ

Пяпд.ж

Рисунок 1.1 Гидрографические границы бассейна Амударьи.

Бассейн Амударьи состоит из пяти характерных частей: 1) бассейн реки Пяндж, который в свою очередь делится на две различные в гидрологическом отношении области: Памир, отличающийся сравнительным многоводьем, и южную афганскую часть бассейна, очень маловодную [Шульц, 1968]; 2) бассейн р Вахш; 3) бассейны рек, стекающих с южных склонов Гиссарского хребта и его отрогов (Кафирниган, Сурхандарья, Шерабад); 4) бассейны рек Кашкадарьи и Зеравшан; 5) равнинной части бассейна (условно ее верхней границей принят створ Керки на реке Амударье). В данной работе изучалась только горная часть бассейна.

Административное деление бассейна Амударьи представлено на рис. 1.2. Верхнее течение реки Кызылсу входит в состав Кыргызстана. Основная водосборная часть бассейна, включая бассейны рек Вахш, Пяндж, Кафирниган и бассейн реки Зеравшан до Пенджикента, принадлежат Таджикистану. Бассейны рек Сурханарьи, Шерабада, Кашкадарьи, нижняя часть реки

Зеравшан, почти вся равнинная часть бассейна Амударьи входят в состав Узбекистана. Отдельные части равниной территории бассейна вдоль реки Амударьи относятся к Туркменистану. Южная часть бассейна реки Пяндж принадлежит Афганистану. Бассейн Амударьи занимает исключительно важное место в решении социально-экономических проблем всего бассейна Аральского моря, располагая около 60% водных и 70% гидроэнергетических ресурсов этого региона.

Узбекистан Казахстан

Туркменистан

Кыргызстан

\1 >. ? г- . _

Ч •

Щхг^ } -

Афганистан (______<"" Л

Пакистан

Рисунок 1.2 Административное деление бассейна Амударьи

1.2.2 Рельеф

По условиям орографии и рельефа бассейн реки Амударьи разделяется на две существенно различные части: горную область, где формируется по существу весь сток Амударьи, и равнинную, представляющую собой зону рассеивания стока. Границей между этими областями принят створ Керки (рис. 1.1). В северной, восточной и юго-восточной частях бассейна хребты вытянуты в основном в широтном направлении, в юго-западной части они поворачивают на юг (рис. 1.3).

Восточная (горная) часть бассейна представляет собой типичную горную страну с высочайшими вершинами и разделяется на части: северную -территория Таджикистана, восточную - Памир и западную - ЮжноТаджикская депрессия.

Рисунок 1.3 Орографическая схема бассейна реки Амударьи ([Ресурсы..., 1971]).

Цифрами обозначены горные хребты: 1 - Ваханский, 2 - Южно-Аличурский, 3 - Шахдарьинский, 4 - Ишкашимский, 5 - Шугнанский, 6 -Северо-Аличурский, 7 - Рушанский, 8 - Музкол, 9 - Язгулемский, 10 -Ванчский, 11 - Дарвазский, 12 - Петра Первого, 13 - Белеули, 14 - Заалайский, 15 - Хозретиши, 16 - Вахшский, 17 - Каратегинский, 18 - Сарсаряк, 19 -Каратау, 20 - Актау, 21 - Бабатаг, 22 - Гиссарский, 23 - Зеравшанский, 24 -Байсунтау, 25 - Кугитанггау, 26 - Аккультау.

Южно-Таджикская депрессия занимает пониженную область, занятую невысокими хребтами и расположенными между ними широкими плоскими долинами. Средние высоты хребтов колеблются от 0.3 км на юге и юго-западе до 2-2.5 км на севере, на северо-востоке высоты хребтов достигают 4 км и

14

более. Центральный Таджикистан представляет собой горную область с системой широтно вытянутых хребтов: Зеравшанского, Гиссарского и Каратегинского. Их абсолютные отметки увеличиваются с запада на восток от 2.7 до 5 км. Водораздельные части хребтов лежат выше снеговой линии и покрыты ледниками и снежниками. Система хребтов Центрального Таджикистана имеет свое продолжение в виде Алайского хребта, ограничивающего с севера Алайскую долину длиной 120 км и шириной до 30 км. С юга ее ограничивает Заалайский хребет с высотами 5-6 км., являющийся северной границей Памира. Северный склон хребта характеризуется значительным оледенением и прорезан долинами рек, к рутой южный склон имеет мало ледников и рек и обращен к Памиру. Восточную половину бассейна Амударьи занимают горы Памиро-Дарвазской горной системы, к которым относятся хребты Академии наук, Петра Первого, Дарвазский, Ванчский и Язгулемский.

Памир - одно из высочайших нагорий мира, разделяется на Западный (Бадахшан) и Восточный (собственно Памир). Рельеф Западного Памира отличается сильной изрезанностью, большими превышениями отдельных хребтов над речными долинами (до 3-4 км), значительной протяженностью хребтов, наличием острых вершин с ледниками и снежниками. Абсолютные отметки хребтов достигают 6 км и более. Средняя абсолютная высота Восточного Памира составляет 4 - 4.5 км, максимальные высоты превышают 6.2 - 6.9 км. Малая расчлененность рельефа Восточного Памира, крайне скудное количество выпадающих осадков, сухость воздуха создают неблагоприятное условия для подземного и поверхностного стока. Условия Западного Памира, напротив, способствуют максимальному дренажу подземных вод и обильному поверхностному стоку [Ресурсы..., 1971].

1.2.3. Климат

Для составления климатической характеристики использовались материалы из [Ресурсы..., 1971, Котляков и др, 1993, Национальная.., 2000].

Особенность географического положения бассейна Амударьи заключается в

15

том, что он лежит вдали от открытых морей и океанов, в центре материка Евразии, поэтому его климат относится к континентальному типу. Показателями континентальности климата бассейна Амударьи являются: большие годовые и суточные амплитуды температуры воздуха, резкость переходов от сезона к сезону (особенно от зимы к лету), малое количество атмосферных осадков (менее 200 мм за год, на значительных площадях — менее 100 мм, местами даже менее 75 мм), малая облачность, большое число часов солнечного сияния, сухость воздуха (в летние дни относительная влажность в среднем не превышает 20-25%, но опускается и значительно ниже). Сравнительно холодная зима резко переходит в дождливую весну, но последняя также быстро сменяется сухим летом при почти полном отсутствии осадков в течение нескольких месяцев (исключение составляют высокогорные районы Памира).

Климат исследуемого региона можно разделить на два типа:

1. Климат сухой субтропической зоны;

2. Горный климат Памиро-Алая и Памира с хорошо выраженной высотно-поясной зональностью: долинно-предгорная зона (0.2 - 1.2 км), среднегорная зона (1.2 - 2.2 км), высокогорная зона (2.2 - 3.5 км), нивальная зона (выше 3.5 км).

Циркуляция атмосферы. Атмосферные процессы над Центральной Азией развиваются под влиянием двух барических образований: Сибирского антициклона и Среднеазиатской термической депрессии.

В холодный период над территорией располагается юго-западная периферия

Сибирского антициклона, что приводит к сильнейшему выхолаживанию

подстилающей поверхности, при этом устанавливается ясная погода и очень

низкие температуры воздуха, в особенности в закрытых формах рельефа.

Циклоны, зарождающиеся в районе Средиземного моря с ноября по май,

продвигаются в системе западно-восточного переноса к Центральноазиатскому

региону, где происходит разветвление западного воздушного потока под

влиянием гор. Циклоны северо-восточной ветви, отклоняются влево, проходя

16

по северо-западной части Памиро-Алая, где выпадает наибольшее количество осадков. Вертикальная мощность этих циклонов невелика, 90% их не превышает 5 - 5.5 км, поэтому только треть их преодолевает передовые хребты Памиро-Алая. Иногда наблюдаются прорывы циклонов с юго-запада, с иранской ветви фронта умеренных широт, которые приносят повышение температуры воздуха и осадки, особенно интенсивные на юго-западных и западных склонах горных хребтов. В тылу циклонов обычно наблюдаются холодные вторжения из умеренных широт с запада и севера, зачастую не влияющие на общий температурный фон в горных районах из-за своей небольшой мощности [Бугаев и др., 1957].

Весной иранская ветвь фронта начинает продвигаться на север и, проходя через южные части Центральной Азии, вызывает резко выраженный весенний максимум осадков (в марте — апреле). Летом фронт размывается, вследствие сильного нагревания обширных пустынных каменистых пространств над территорией развивается Среднеазиатская термическая депрессия, как часть Переднеазиатской, при этом устанавливается ясная сухая погода. В летний период в июле и августе часто наблюдаются вторжения воздушных масс из умеренных широт с севера и запада, сопровождающиеся выпадением осадков и понижением температуры в горах. В июне и июле часты западные вторжения, приносящие атлантический воздух, который отличается более высокой влажностью, что обусловливает выпадение обильных осадков.

В горных областях Центральной Азии проявляется высотная климатическая зональность. Нижние зоны находятся под воздействием тех же воздушных масс и циркуляционных процессов, что и соседние пустыни. На склонах гор происходит обострение фронтальных процессов. В верхних зонах усиливается роль западного переноса воздуха в средних слоях тропосферы. На наветренных склонах выпадает значительное количество осадков (местами более 1600 мм), в «барьерной тени» оно резко падает.

Радиационный баланс. Годовые величины радиационного баланса на

равнине и в предгорьях бассейна Амударьи колеблются в среднем от 43 до

17

70 ккал/см2 год [Ресурсы..., 1971]. Наименьшие значения отмечаются в декабре (0 - 0.6 ккал/см2 год), наибольшие приходятся на летние месяцы (июль-август) и составляют 7-11 ккал/см2 год. В горах радиационный баланс, как правило, с увеличением высоты убывает, однако в отдельных горных районах, характеризующихся большим количеством ясных дней, в летнее время в дневные часы возможно постоянство или увеличение радиационного баланса с высотой. Величины радиационного баланса зависят от экспозиции склонов: наибольшие значения характерны для склонов южной экспозиции, наименьшие - на северных склонах.

Температура воздуха. Средняя годовая температура воздуха изменяется по исследуемой территории в широких пределах [Национальная..., 2000]. В долинах Юго-Западного Таджикистана среднегодовая температура воздуха составляет 14 - 17°С, в долинах Северного Таджикистана - 14 - 15°С, в предгорных районах среднегодовая температура воздуха колеблется от 6°С до 11°С. Высокогорные районы отличаются наиболее суровым термическим режимом, для них характерны отрицательные среднегодовые температуры

воздуха -2°--7°С. Годовая амплитуда температуры достигает наибольших

значений на Памире в вогнутых формах рельефа. Наименьшие ее значения (20 -22°С) отмечаются также в высокогорной зоне, в открытых формах рельефа.

На рис. 1.4 представлен внутригодовой ход температуры воздуха на ряде

станций бассейна Амударьи, построенный по данным, приведенным в

[Национальная..., 2000]. Самым холодным месяцем года является январь. До

высоты 1.5 км средняя температура января положительна практически на всей

территории, за исключением глубоких узких долин и котловин, где происходит

значительное выхолаживание воздуха зимой при затрудненном обмене воздуха

по горизонтали. Выше 1.5 км температуры воздуха отрицательны: от -2°С на

высоте 1.5 км до -20°С и ниже на высотах более 3.5 км. Самым теплым месяцем

года в целом является июль, однако в некоторых местах максимум температуры

воздуха смещается на август (на рис. 1.4 такой внутригодовой ход представлен

на примере метеостанции Рушан). Температура воздуха в июле до высот 1 км

18

составляет +28 - 32°С, выше она понижается до 4°С и ниже на больших высотах.

Изменение температуры воздуха с высотой характеризуется вертикальными градиентами, которые меняются в значительных пределах в зависимости от сезона года, экспозиции и крутизны склонов. Зимой, особенно при аномально холодных вторжениях, часто наблюдаются инверсии температуры воздуха. По средним многолетним данным, зимой в долинной и предгорной зонах (от 0.3 до 1 км) вертикальные градиенты температуры составляют 0.2 - 0.3°С/100 м. На высотах более 1 км вертикальный градиент возрастает по мере увеличения высоты вплоть до 0.7°С/100 м на Западном Памире. Летом вертикальный градиент довольно устойчив, его величина во всех районах и во всех высотных зонах составляет около 0.7 С/100 м.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Трубецкова, Марина Дмитриевна, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абалъян Т.С. О роли различных высотных зон в формировании стока половодья горных рек // «Метеорология и гидрология». 1965. №8.

2. Абалъян Т.С. Распределение стока в горном водосборе (на примере опытного басейнар. Варзоб) // Тр. Гидрометеоцентра. 1971. Вып. 72.

3. Абалъян Т.С. Некоторые вопросы расчета гидрографа горной реки // Метеорология и гидрология. 1976. №7. С. 86-93.

4. Агалъцева H.A., Болгов М.В., Спекторман Т.Ю., Трубецкова М.Д., ЧубВ.Е. Оценка гидрологических характеристик в бассейне Амударьи в условиях изменения климата // Метеорология и гидрология. 2011. №10. С. 58 -69.

5. Агалъцева H.A., Коновалов В.Г. Ожидаемые изменения размеров оледенения и стока рек при различных сценариях будущего климата Земли // Биржа интеллектуальной собственности. 2005. Т. IV. № 8. С. 37-47.

6. Агалъцева H.A., Пак A.B. Оценка влияния климатических изменений на водные ресурсы рек бассейна Аральского моря. / В сб.: Климатические сценарии, оценка воздествий изменения климата. Бюллетень №6. Ташкент,

НИГМИ, 2007. С. 44-51.

7. Болдырев В.М., Мазур ЯЛ. Исследование балансового уравнения изменчивости стока, осадков и испарения речных водосборов // Гидрометеорология в Казахстане. Изд. КазГУ. 1994. С. 13-24.

8. Болгов М.В. Дождевые паводки на водотоках МНР // Метеорология и

гидрология. 1985. № 6. С. 51-57.

9. Болгов М.В, Трубецкова М.Д. О высотной зональности стока рек со значительной долей ледникового питания // Лед и снег. 2011. № 1. С. 45-52.

10. Большаков М.Н. Водные ресурсы рек Советского Тянь-Шаня и методы их расчета. Фрунзе: Илим, 1974. 308 с.

11. Большаков М.Н. К вопросу построения карт изолиний среднего стока для горных речных бассейнов // Тр. Сектора водного хозяйства Киргиз. ФАН СССР. Фрунзе. 1950. Вып. 2.

12. Большаков М.Н. Метод построения изолиний зональных модулей, как наиболее совершенный метод картирования среднего годового стока для горных территорий // Тезисы докладов научного совещания по проблемам гидрометеорологии горных стран. Ереван: изд. АН Арм. ССР. 1963.

13. Бугаев В.А., Джорджио В.А., Козик В.М. и др. Синоптические процессы Средней Азии. Ташкент: Изд-во АН УзССР, 1957. 477с.

14. Верник P.C., Майлун З.А., Момотов И.Ф. Растительность низовьев Амударьи и пути ее рационального использования. Ташкент: ФАН, 1964. 211 с.

15. Вшесов E.H., Горбунов А.П., Морозова В.Н., Северский Э.В. Деградация оледенения и криогенез на современных моренах северного Тянь-Шаня // Криосфера Земли. 2006. Т. X. № 1. С. 69-73.

16. Воеводин В.В. О методе регуляризации // ЖВМ и МФ. 1969. Т. 9. № 3.

С. 671-673.

17. Воеводин А.Ф., Никифоровская B.C. Численный метод идентификации гидравлических параметров // В сб. Методы механики сплошной среды. Якутск: Изд. Якут. Фил. СО АНСССР. 1977. С. 30-40.

18. Воеводин А.Ф., Никифоровская B.C. Численный метод решения некоторых обратных задач гидравлики // Водные ресурсы. 1981. №3. С. 114118.

19. Воейков А.И. Климаты земного шара, в особенности России. Избр. Сочинения, т. I. АН СССР, М. Л., 1948.

20. Георгиевский В.Б. Унифицированные алгоритмы для определения фильтрационных параметров (справочник). К.: Наукова думка, 1971. 328 с.

21. Глазырин Г.Е., Страхова Н.Ю. Зональные модули стока и водные ресурсы бассейна реки Кашкадарьи // Гидрометеорология и экология. 2011. №2. С. 69-76.

22. Глазырин Г.Е., Щетинникова A.C. Состояние оледенения Гиссаро-Алая в последние десятилетия и возможная его динамика в связи с будущими изменениями климата // МГИ. 2001. Вып. 90. С. 126-129.

23. Гласно В.Б. Обратные задачи математической физики. М.: Изд-во МГУ, 1984. 111 с.

24. Глуховской А.И. Пропуск вод р. Аму-Дарьи по старому ее руслу в Каспийское море и образование непрерывного водного Аму-Дарьинско-Каспийского пути от границ Афганистана по Аму-Дарье, Каспию, Волге и Мариинской системе до Петербурга и Балтийского моря. СПб., 1893.

25. Голубцов В.В. Определение испарения и запасов поченной влаги в горных бассейнах // Труды КазНИГМИ. 1973. Вып. 43. С. 34-55.

26. Голубцов В.В. Моделирование стока горных рек в условиях ограниченной информации. Алматы, 2010. 232 с.

27. ГСНК региональный план действий по Центральной Азии, 2004. 90 с.

28. Гранитов И.И. Растительный покров Юго-Западных Кызылкумов, т.2.

Ташкент: ФАН, 1967. 344 с.

29. Денисов Ю.М. Схема расчета гидрографа стока горных рек. Л.,

Гидрометеоиздат, 1965. 102 с.

30. Диалог о воде и климате: исследование бассейна Аральского моря. Ташкент, Научно-информационный центр МКВК, 2002. 168 с.

31. Духовный В.А. Дренаж в бассейне Аральского моря в направлении стратегии устойчивого развития. Ташкент: НИЦ МКВК, 2004. 316 с

32. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. 2000-2002. Часть 1. Реки. Душанбе, 2006. 113 с.

33. Ибатулин С.Р., Ясинский В.А., Мироненков А.П. Влияние изменения климата на водные ресурсы в Центральной Азии. Отраслевой обзор. Алматы: Евразийский банк развития, 2009. 44 с.

34. Иванов В. К. О линейных некорректных задачах // ДАН СССР. 1962. Т.

145. №2. С. 270-272.

35. Иванов В.К. О некорректно поставленных задачах // Матем. Сборник. 1963. №61 (103), 2 , С. 211-223.

36. Картвелишвили Н.А. Неустановившиеся открытые потоки. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 284 с.

37. Кеммерих А.О. Сток ледников Памира и Памиро-Алая // Изв. АН СССР. Сер. Геогр. 1974. №5. с. 88-94.

38. Киреев И.А. Путь к изучению модуля стока в высокогорной местности // Тр. ледн. экспед. 1936. Вып. III.

39. Коновалов В.Г., Вильяме М.С. Многолетние колебания оледенения и стока рек Центральной Азии в современных климатических условиях // Метеорология и гидрология. 2005. № 9. С. 69-83.

40. Коновалов В.Г. Пространственная экстраполяция и изменчивость характеристик климата на территории Центральной Азии // Известия АН. Серия географическая. 2003. №5. С. 97-106.

41. Коновалов В.Г. Таяние и сток ледников в бассейнах Средней Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 236 с.

42. Корень В.И., Кучмент Л.С. Решение обратных задач для моделей стока с распределенными параметрами (на примере уравнений Сен-Венана) // Тр. IV Всесоюз. гидрологического съезда. 1975. Т. 7. С. 208-218.

43. Котляков В.М., Рототаева О.В., Лебедева КМ. и др. Оледенение Памиро-Алая. М.: Наука, 1993. 256 с.

44. Кузьмиченок В.А. Математико-картографическое моделирование возможных изменений водных ресурсов и оледенения Кыргызстана при изменении климата // Вестник КРСУ. 2003. №6. С. 53-64.

45. Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока. Л., Гидрометеоиздат, 1972. 191 с.

46. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. М.: Наука, 1983. 216 с.

47. Кучмент Л.С. Решение обратных задач для линейных моделей стока // Метеорология и гидрология, 1967. № 4. С. 73-79.

48. Кучмент U.C., Демидов В.Н., Гелъфан А.Н. Моделирование формирования талодождевого стока горных рек (на примере Верхней Кубани) // Труды Всероссийской научной конференции «Проблемы безопасности в водохозяйственном комплексе России». 2010. Краснодар: ООО «Авангард плюс». С. 279-289.

49. Кучмент Л. С., Корень В.И. Определение геометрических и гидравлических характеристик речного русла путем решения обратных задач для уравнений Сен-Венана // Водные Ресурсы. 1973. N4. С. 83-90.

50. Лаврентьев M. М., Романов В. Г., Шишатский С. П. Некорректные задачи математической физики и анализа. М.: Наука, 1980. 286 с.

51. Львович М.И. Опыт классификации рек СССР // Тр. ГГИ. 1938. Вып. 6.

52. Львович М.И Элементы водного режима вод земного шара // Тр. НИУГУГМС. 1945. Вып. 18.

53. Михайлов В.Н., Добровольский АД, Добролюбов С.А. Гидрология. М.: Высш. Шк., 2007. 463 с.

54. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Ччасть 1. Реки. Душанбе, 2006. 154 с.

55. Морозов В.А. О принципе невязки при решении несовместных уравнений методом регуляризации А.Н. Тихонова // ЖВМиМФ. 1973. Т. 13. № 5. с. 1099-1111.

56. Мухин В.М. Модель формирования стока горной реки // Труды Гидрометцентра СССР. 1977. Вып. 186.

57. Мухин В.М. Решение некоторых обратных задач в гидрологии при помощи регуляризующих алгоритмов // Труды Гидрометцентра СССР. 1969. Вып. 55. С. 12-36.

58. Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием в Республике Узбекистан. Ташкент, 1999. 129 с.

59. Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием в Таджикистане. Душанбе, 2000. 138 с.

60. Национальный план действий республики Таджикистан по смягчению

116

последствий изменения климата». Под ред. Махмадалиева Б.У, Новикова В.В., Каримова У.Х., Пердомо М. Душанбе: Таджикглавгидромет, 2003. 264 с.

61. Оледенение Северной и Центральной Евразии в современную эпоху. Под ред. акад. В.М. Котлякова. М.: Наука, 2006. 483 с.

62. Оледенение Тянь-Шаня. Под ред. М.Б. Дюргерова. М., 1995. 237 с.

63. Ольдекоп Э.М. К вопросу прогноза расходов рек в Туркестане // Бюллетень гидрометрической части в Туркестанском крае. 1917. № 1-3.

64. Отчеты и бюллетени Гидрометрической части ОЗУ в Туркестанском Крае за 1911 - 17 гг. СПб, 1913 - 17.

65. Проблемы деградации в Центральной Азии: Обзор. Ташкент, 2008. 79 с.

66. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 14, вып. 1. Бассейн р. Сыр-Дарьи. / Под ред. И.А. Ильина. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 439 с.

67. Ресурсы поверхностных вод СССР, т. 14, вып. 2. Бассейны оз. Иссык-Куль, рек Чу, Талас, Тарим. / Под ред. М.Н. Большакова. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 308 с.

68. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 14. Средняя Азия. Вып. 3. Бассейн р. Амударьи. / Под ред. Ю.Н. Иванова. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.

69. Романов A.B. Обратные задачи математического моделирования неустановившегося движения воды в реках. М.: Научный мир, 2008. 184 с.

70. Романов A.B. Обратные задачи математического моделирования трансформации волн паводков и половодья. // Метеорология и гидрология. 2009. №8. С. 91-99.

71. Романов A.B. Особенности некоторых регуляризирующих процедур при определении морфомометрических характеристик речного русла // Тр. Гидрометцентра СССР. 1975. Вып. 168. С. 38-50.

72. Россомахин И.В. Годовой и максимальный сток водотоков северной части Центральной Азии. Дис. уч. ст. к.г.н. Л, 1971. 186 с.

73. Сампилноров Н. Гидрологическое районирование МНР. Дисс. уч. ст.

к.г.н. Ташкент, 1980. 167 с.

74. Соседов КС., Филатова JI.H. Летнее суммарное испарение в среднегорном поясе Заилийского Алатау и влияние на него экспозиции склонов // Труды НИИ гидрогеологии и геофизики. 1969. Т2. С. 20-27.

75. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974. 222 с.

76. Указания к производству расчетов речного стока в условиях Средней Азии. Ташкент: Изд. АН Уз ССР, 1959.

77. Финаев А.Ф. Анализ гидрометеорологических наблюдений в Таджикистане за период 1990-2005 гг. / В сб.: Снежно-ледовые и водные ресурсы высоких гор. Материалы международного семинара «Оценка снежно-ледовых и водных ресурсов Азии». Алматы, Казахстан. 2007. С. 129 - 138.

78. Христофоров A.B. Надежность расчетов речного стока. М.: Изд-во МГУ, 1993. 168с.

79. Чуб В.Е. Изменение климата и его влияние на гидрометеорологические процессы, агроклиматические и водные ресурсы Республики Узбекистан.

Ташкент, 2007. 132 с.

80. Шмидт К.И., Дорант Ф. Б. Гидрографические исследования на Аму-

Дарье. Тр. Аму-Дарьинской экспедиции. СПб, 1878. Т. IV.

81. Шпак В. Г., Михайлова В.И. Некоторые результаты изучения элементов водного баланса в бассейне р. Чон-Кызылсу // Вопросы водного хозяйства

(гидрология). Фрунзе. 1965. Вып. 4. С. 39-50.

82. Шулъц В.Л. Принципы и схемы гидрологического районирования Средней Азии. Ташкент, изд. УЕГМС Средней Азии, 1935.

83. Шулъц В.Л. К вопросу о классификации рек Средней Азии по типу их питания // Бюлл. АН Узб.ССР. 1944. № 5-6.

84. Шулъц В.Л. Реки Средней Азии. М.: Географгиз, 1949. 196 с.

85. Шулъц В.Л. Реки Средней Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 691 с.

86. Шулъц В.Л. Реки Афганистана. Гидрометеоиздат, М., 1968. 588 с.

87. Шулъц В.Л., Шалатова Л.И., Лукина Н.К., Видинеева ЕМ. Гидрологическая характеристика верхней части бассейна Амударьи. Ташкент: изд. ФАН УзССР, 1975. 120 с.

88. Щеглова О.П. Питание рек Средней Азии. Ташкент, изд. САМГУ, 1960.

244 с.

89. Щеглова О.П. О закономерностях формирования и методе расчета стока в горных бассейнах // Изв. АН СССР, серия геогр. 1969. №3. С. 102-110.

90. Щеглова О.П. Об одном способе построения карты стока для горных бассейнов с преобладанием питания за счет талых вод // Известия Узбекистанского ГО. 1970. Том XII. С. 43-45.

91. Bolgov M., Trubetskova M., Olsson O. Hydrological background of water dividing in Central Asia // Proceedings of the regional workshop "Strengthening the collaboration between the AASA Clean Water Programme and the IAP Water Programme". Barnaul, 2009. P. 16-30.

92. Doherty J., Skahill B.E. An advanced regularization methodology for use in watershed model calibration // Journal of Hydrology. 2006. Vol. 327. P. 564-577.

93. Hadamard, Jacques. Sur les problèmes aux dérivées partielles et leur signification physique // Bull. Univ. Princeton. 1902. Vol. 13. P. 49-52.

94. Interstate water resource risk management. Towards a Sustainable Future for the Aral Basin (JAYHUN). London: IWA Publishing, 2010. 121 P.

95. Kotlyakov, V.M., and Severskiy, I. Glaciers of Central Asia: current situation, changes, and possible impact on water resources // Assessment of Snow, Glacier and Water Resources in Asia. Koblenz: IHP/HWRP, 2009. P. 160-177.

96. Loon E.E. van, Troch P. A. Tikhonov regularization as a tool for assimilating soil moisture data in distributed hydrological models // Hydrological processes. 2002. V.16. P. 531-556.

97. Pokhrel, P., Gupta, H. V. & Wagener, T. A spatial regularization approach to parameter estimation for a distributed watershed model // Water Resour. Res. 2008. Vol. 44.

98. Pokhrel, P., Yilmaz, K.K. & Gupta, H.V. Multiple-criteria calibration of a distributed watershed model using spatial regularization and response signatures // J. Hydrol., 2009. doi: 10.1016/2008.12.004

99. Stokes, C.R., Gurney, S.D., Shahgedanova, M., Popovnin V Late-20th-century changes in glacier extend in the Caucasus Mountains, Russia. // Journal of Glaciology, Vol. 52 No. 176, 2006. P. 1-11.

100. Tandong Y, Youqing W., Shiying L., Jianchen P., Yongping S., Anhin L. Recent glacial retreat in the Chinese part of High Asia and its impact on water resources of Northwest China. // Assessment of Snow, Glacier and Water Resources in Asia. Koblenz: IHP/HWRP, 2009. P. 26-35.

101. Vrugt, J.A., Gupta, H.V., Bastidas, L. A., Bouten, W. & Sorooshian, S. Effective and efficient algorithm for multiobjective optimization of hydrologic models. // Water Resour. Res. 2003. V. 39(8). 1214

102. Yilmaz, K.K., Gupta, H.V. & Wagener, T. A process-based diagnostic approach to model evaluation: application to the NWS distributed hydrologic model // Water Resour. 2008. Res. 44, W09417, doi:10.1029/2007WR006716.

103. www.num-anal.srcc.msu.ru