Образование осадков и их количество на любой территории зависит от трех основных условий: влагосодержания воздушной массы, ее температуры и возможности восхождения.

На территории России, за исключением крупных островов Северного Ледовитого океана, в среднем выпадает 9653 км3 осадков, которые условно могут «покрыть» сушу слоем 571 мм. На рисунке 1.2 представлена карта среднегодового распределения осадков на территории России, составленная на основе использования наиболее полных данных наблюдений по 1990 г., когда действовало самое большое количество метеостанций.

В направлении с запада на восток происходит последовательное уменьшение количества атмосферных осадков, наблюдается их зональное распределение, которое изменяется под воздействием рельефа местности и теряет свою четкость на востоке страны.

В Крыму среднегодовые суммы осадков распределяются от 300–400 мм на севере до 1000–2000 мм в горах. По сезонам года осадки распределяются неравномерно. Так, в степном и предгорном Крыму их максимум приходится на июнь–июль, на ЮБК и в южной части гор – на январь или декабрь, а на западном и восточном побережьях осадки выпадают относительно равномерно в течение года. Повторяемость весенних засух в северной части Равнинного Крыма составляет 40%, т.е. в среднем за 10 лет засухи могут повториться 4 раза. Летние засухи – почти ежегодное явление, их повторяемость составляет 80–90%. Обычно средняя продолжительность пересыхания в устьевых участках рек 2–3 месяца. Атмосферные осадки на территории г. Севастополя в течение года выпадают довольно равномерно: от 280 до 400 мм. Наиболее сухой месяц в году – май.

На территории России в целом преобладает тенденция к росту годовых сумм осадков. Скорость роста превышает 5%/10 лет лишь в ряде областей Сибири и Дальнего Востока и в Северо-Кавказском ФО. Убывают осадки на севере Чукотского АО. Незначительное убывание наблюдается в центральных районах ЕЧР. Тренд годовых осадков по территории России, составляет 2% /10 лет при вкладе в дисперсию 29%, т.е. тренд значим на уровне 1%. 

Рисунок 1.2. Климатическая карта России.

   

Рисунок 1.3 – Среднегодовое распределение атмосферных осадков по территории России, мм/год

   

Выраженный рост годовых осадков наблюдается со второй половины 1980-х гг. Наиболее значительные тренды наблюдаются в регионах: Средняя Сибирь (3,6%/10 лет, вклад в дисперсию 30%), Восточная Сибирь (3,2%/10 лет; 14%), а также Сибирском ФО (2,5%/10 лет, 27%) и Дальневосточном ФО (2,7%/10 лет, 18%). В Средней Сибири положительный значимый на 5%-ном уровне тренд отмечается во все сезоны, кроме зимы. Отрицательный, очень малый и незначимый тренд наблюдается в ряде федеральных округов ЕЧР. Региональные тренды наблюдаются на фоне существенных колебаний с периодом в несколько десятилетий, так что нельзя с уверенностью утверждать о наличии тренда, а не определенной фазы таких колебаний.

Наиболее значительный рост сезонных сумм осадков в целом по территории России наблюдается весной (5,8%/10 лет, вклад в дисперсию 31%): рост осадков происходит всюду, особенно в Восточной Сибири (до 15-20%/10 лет). Зимой рост осадков происходит в основном на севере и юге страны. Летом и осенью рост осадков наблюдается в АЧР. Зимой осадки уменьшаются на севере Дальневосточного ФО и в Средней Сибири. Летом убывают осадки на ЕЧР (кроме севера): отрицательные тренды наблюдаются как для ЕЧР в целом, так и для всех ФО, кроме Северо-Западного, а также на арктическом побережье от Ямала на восток, на Камчатке (таблица 1.4). 

Таблица 1.4 – Средние годовые и сезонные аномалии месячных сумм осадков в регионах России[*]

Регион Год Зима Весна Лето Осень
b D% b D% b D% b D% b D%
Россия 2.0 29 1.8 6 5.8 31 0.4 1 1.8 7
Физико-географические регионы России
Европейская часть 0.5 1 1.5 2 4.6 14 -2.6 6 0.3 0
Азиатская часть 2.6 38 2.1 6 6.4 33 1.4 9 2.6 17
Западная Сибирь 3.0 14 2.0 2 8.4 29 1.4 1 1.6 3
Средняя Сибирь 3.6 30 0.6 0 5.2 23 4.3 17 3.1 13
Прибайкалье и Забайкалье 1.3 3 4.1 9 4.5 7 0.2 0 2.4 3
Приамурье и Приморье 1.5 3 9.7 15 5.4 8 -0.1 0 0.2 0
Восточная Сибирь 3.2 14 0.0 0 6.7 23 1.0 1 5.1 17
Федеральные округа
Северо-Западный 2.0 9 4.0 9 4.5 13 0.2 0 0.4 0
Центральный -1.0 2 1.1 0 2.8 3 -5.1 9 -0.1 0
Приволжский -0.8 1 -0.6 0 5.3 7 -4.1 6 -1.5 1
Южный -0.1 0 -1.0 1 4.3 5 -4.5 4 2.0 1
Северо-Кавказский 2.6 7 2.9 3 5.6 9 -1.5 1 3.2 2
Уральский 2.8 10 1.6 1 8.5 24 0.9 4 1.6 2
Сибирский 2.5 27 2.2 4 5.7 18 1.8 7 2.1 6
Дальневосточный 2.7 18 1.9 3 6.3 29 1.2 2 3.2 16

   

В горных районах Кавказа изменение режима осадков не столь очевидно, как изменение температурного режима. На всех станциях наблюдается рост годовых сумм осадков, но статистически незначимый.

Ход средних годовых и сезонных аномалий осадков, осредненных по территории России, приведен на рисунке 1.4. На всех временных рядах показаны: 11- летнее скользящее среднее, линейный тренд за 1976–2012 гг. с 95%-й доверительной полосой.

Рисунок 1.4 Средние годовые и сезонные аномалии осадков (мм/месяц), осредненные по территории РФ, 1936-2017 гг. Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961–1990 гг. Сглаженная кривая получена 11-летним скользящим осреднением. Линейный тренд проведен по данным за 1976–2017 гг.; b - коэффициент тренда (мм/мес/10 лет), D - вклад в суммарную дисперсию (%)

   

В 2017 году средняя по России годовая сумма осадков составила 111% нормы – вторая величина после рекордного 2013 г. (112%). В ЕТР выпало 115% нормы осадков. На многих станциях центра и севера ЕТР, в АТР — в бассейне Енисея, в Якутии отмечались 95%-е годовые экстремумы: в целом по Средней Сибири выпало 116%. На азиатском побережье Северного Ледовитого океана во все сезоны, кроме осени, осадки были ниже нормы (в среднем за год менее 80% нормы).

Географические распределения годовых и сезонных аномалий осадков в 2017 г. представлены на рисунке 1.5 в процентах от соответствующих норм, на фоне сезонных и годовых аномалий показано местоположение станций с 5%- и 95%-экстремумами – значения осадков на этих станциях попали в 5%-ые хвосты соответствующих распределений (ниже 5-го или выше 95-го процентилей), рассчитанных по периоду 1936–2016 гг.

Рисунок 1.5 – Поля аномалий годовых и сезонных сумм осадков на территории России в 2017 г. (% от нормы 1961-1990 гг.). Кружками красного и зеленого цвета показаны станции, на которых осадки оказались соответственно ниже 5-го или выше 95-го процентиля

   

Зима 20162017 гг. В целом по Российской Федерации выпало 110% нормы. Экстремальное количество осадков выпало на юге Западной Сибири в истоках Оби и Енисея: на станциях отмечались 95%-е экстремумы, значительный избыток осадков наблюдался во все месяцы сезона. Много осадков выпало на севере и востоке ЕТР (в основном за счет февраля, когда избыток осадков наблюдался почти на всей ЕТР). В январе экстремальные осадки наблюдались на востоке АТР: в низовьях Амура и на побережье Шантарского моря (более 200% месячной нормы), в центре Якутии.

Дефицит осадков (менее 80% нормы) наблюдался на побережье моря Лаптевых весь сезон, особенно в декабре 2016 г., в январе – на Чукотке и в Забайкалье.

Весной преобладал избыток осадков: в целом по Российской Федерации выпало 119% нормы, доля площади с избытком осадков (выше 80-го процентиля) составила 31% площади страны. Почти всюду на юге, востоке ЕТР, в центральных районах АТР выпало более полутора норм осадков. Особенно много осадков было в Средней Сибири: 137% – исторический максимум. Сильный дефицит осадков наблюдался на Чукотке: менее 40%, на станциях отмечались 5%-е экстремумы. Во все месяцы сезона наблюдались крупные области значительного избытка осадков. В марте – на севере Западной Сибири. В апреле избыток осадков наблюдался почти всюду, кроме ДВФО; экстремальные осадки выше 200% нормы отмечены в северной половине УФО (на большинстве станций – 95%-е экстремумы), в ПФО, в Средней Сибири. В мае средние по РФ осадки были 123% нормы; избыток осадков выше 200% нормы, отмечен на юге ЕЧР (в СКФО выпало 183% нормы: исторический максимум) и западе ДФО; много осадков выпало в Западной Сибири. Сильный дефицит осадков в марте наблюдался на юге СФО, в Амурской области, на Чукотке; в апреле – в ДФО; в мае – вдоль азиатского побережья Северного Ледовитого океана и в СЗФО (90% нормы).

Летом в целом по России выпало 107% сезонной нормы. Значительный избыток осадков (на ряде станций более полутора норм) наблюдался в центре и на севере ЕТР (в СЗФО выпало 136% нормы осадков - ранг 3) и в Западной Сибири, а также на северном побережья Охотского моря (залив Шелихова). Наиболее значительное количество осадков в ЕТР наблюдалось в июне (135%) и июле (129%); влажно преимущественно в СЗФО и ПФО. В июне также очень много осадков выпало в УФО (143% нормы, на многих станциях 95%- е экстремумы).

Сезонный дефицит осадков наблюдался на севере страны восточнее п-ова Канин. Сильный дефицит наблюдался в июле на севере Урала, вокруг Обской и Тазовской губы: выпало менее 20% нормы, на многих станциях отмечались 5%-е экстремумы. В июне сильный дефицит отмечен в центральных районах ДФО и в районе Байкала, в августе – в ЕТР (82% нормы), особенно на юге (в ЮФО выпало 37% нормы – август среди трех самых «сухих»).

Осенью в целом по Российской Федерации осадки составили 108% нормы. Основная область избыточных осадков расположена в центральных и северных районах ДФО (в Восточной Сибири выпало 134% нормы – на многих станциях отмечались 95%-е экстремумы). Избыток осадков наблюдался также на юге СФО, на большей части ЕТР.

В сентябре значительный избыток осадков наблюдался на большей части АТР (в среднем выпало 118%); в октябре – в центре и юге ЕТР, на северо-востоке страны; в ноябре - в Восточной Сибири (186% нормы). В Чукотском АО, Магаданской области, северо-западных районах Якутии и Камчатском крае месячная норма осадков была превышена в 3–4 раза, на многих станциях ноябрьские суммы осадков стали рекордными за всю историю наблюдений.

Дефицит осадков осенью наблюдался на юге ЕТР и на юге Западной Сибири; вдоль побережья Северного Ледовитого океана от Новой Земли до дельты Лены; а также в Саянах, в Забайкалье, в Приамурье и в Приморье. Из месяцев выделяется сентябрь в СКФО (48% нормы — сентябрь здесь в числе трех самых «сухих»), а также на севере АТР; октябрь на юге АТР, особенно (менее 60% нормы) на Алтае, в Прибайкалье и Забайкалье (68% нормы); ноябрь – на юге ДВФО, особенно в Хабаровском крае (до 30% нормы).

Декабрь 2017 г. Осредненные по Российской Федерации осадки: 124% нормы. Экстремальные осадки (на многих станциях 95%-е экстремумы) наблюдались в ЕТР (128%) – особенно на северо-западе, западе и в центре, в районе Байкала (в Прибайкалье и Забайкалье выпало 159% нормы), в Якутии, на Чукотке, на Камчатке, в Приморье. Много осадков выпало в СФО; в Средней Сибири осадки составили 126% нормы. Дефицит осадков (40-80%) наблюдался в восточных и центральных районах ДФО, в УФО (83% нормы), на Алтае.

На территории России в целом преобладает тенденция к росту годовых сумм осадков. Скорость роста превышает 5%/10 лет лишь в ряде областей Сибири и Дальнего Востока и в СКФО. Убывают осадки на севере Чукотского АО. Незначительное убывание наблюдается в центральных районах ЕТР. Тренд годовых осадков по территории России в целом, составляет 2.2% /10 лет, вклад в дисперсию 35%, т.е. тренд значим на уровне 1%.

Выраженный рост годовых осадков наблюдается со второй половины 1980-х гг. Наиболее значительные тренды наблюдаются в регионах Средней Сибири (3.3%/10 лет, вклад в дисперсию 27%), Восточной Сибири (3.7%/10 лет; 19%), а также СФО (2.2%/10 лет, 23%) и ДФО (3.1%/10 лет, 24%). Отрицательный, очень малый и незначимый тренд наблюдается в ряде федеральных округов ЕТР. Региональные тренды наблюдаются на фоне существенных колебаний с периодом в несколько десятилетий, так что нельзя с уверенностью утверждать наличие тренда, а лишь наличие определенной фазы таких колебаний.

Наиболее значительный рост сезонных сумм осадков в целом по территории России наблюдается весной (6.0%/10 лет, вклад в дисперсию 35%): увеличение осадков происходит практически всюду, особенно в ДФО (до 15–20%/10 лет).

Статистически значимый на 5%-ном уровне положительный тренд отмечается во всех субъектах Российской Федерации (кроме ЦФО). Зимой рост осадков происходит в основном на севере и юге страны. Летом и осенью рост осадков наблюдается в АТР. Зимой осадки уменьшаются на севере ДФО и в центральных районах Сибири. Летом осадки убывают на ЕТР (кроме севера): отрицательные тренды наблюдаются как для ЕТР в целом, так и для всех Федеральных округов, кроме СЗФО; а также на арктическом побережье от Ямала до Чукотки и на Камчатке.

Снежный покров. На Европейской территории России зима 2016–2017 года началась и окончилась на месяц раньше обычных сроков. В большинстве регионов она была многоснежной и без продолжительных оттепелей. Но снег начал интенсивно таять на месяц раньше обычных сроков.

Первый снег зимой 2016–2017 гг. на ЕТР выпал позже среднеклиматических сроков на 10–20 дней в северных областях, на Верхней Волге и Среднем Урале, а в западных и южных областях – на 10–20 дней раньше. На АТР раньше обычных сроков снег появился на юге Сибири, Якутии, на северном побережье Охотского моря, тихоокеанском побережье Чукотки, северных районах Камчатского края, в Приморье и на юге Сахалина. В Тыве и южных районах Красноярского края временное установление снежного покрова наблюдалось уже в первых числах октября. В северных и северо-восточных районах АТР из-за теплого октября первый снег выпал позже климатических сроков. Более позднее появление первого снега отмечалось также в Таймырском и Эвенкийском муниципальных районах Красноярского края, в Республике Алтай, бассейне р. Колымы и южных районах Хабаровского края. Сошел снег на севере ЕТР и Сибири позже средних многолетних сроков из-за очень снежных, хотя и очень теплых, февраля и марта. В Тюменской области, в центральных и западных районах Якутии, на Чукотке и дальневосточном юге на фоне повышенных температур и дефицита весенних осадков снежный покров сошел раньше климатических сроков.

К началу марта 2017 г. в целом в бассейне р. Волги запас воды в снежном покрове составил 136 мм (123% нормы и 117% от прошлогоднего значения). В большинстве частных бассейнов запасы воды в снежном покрове превышали обычные значения на 15–35% и лишь в бассейнах рек Москвы и Камы, а также Волгоградского водохранилища они были близки к норме. Почти на всем бассейне р. Волги снегозапасы оказались выше прошлогодних на 17–49 мм, а в бассейнах р. Камы, Саратовского и Волгоградского водохранилищ – близкими к ним.

В бассейне р. Дон выше Цимлянского водохранилища запасы воды в снеге составили 145% нормы и были на 56 мм выше прошлогодних. В бассейнах его восточных притоков – рек Хопёр и Медведица – снегозапасы составили 135 и 80% нормы соответственно.

В бассейнах рек Северной Двины, Сухоны, Ваги, Юга, Пинеги, Вычегды и Мезени запас воды в снежном покрове составил 132–141% нормы. Почти на всех бассейнах рек севера Европейской части страны снегозапасы оказались выше прошлогодних на 7–53 мм, и лишь в бассейне р. Вычегды – на 28 мм меньше.

На северо-западе снегозапасы в бассейнах рек Нарвы и Волхова составили 31% и 113% нормы соответственно.

В бассейнах рек и водохранилищ Сибири запасы воды в снеге на конец февраля преимущественно составили 85–161% нормы. Наибольшие запасы воды в снеге (150–160% нормы) наблюдались на Верхней Оби и в бассейне р. Тобол. В бассейне Верхнего Енисея снегозапасы превышали обычные значения на 30–45%, а в бассейне р. Ангары и озера Байкал они были близки к норме. По сравнению с прошлым годом запасы воды в бассейнах рек и водохранилищ Сибири были меньше на 5–20%.

В бассейне р. Лены запасы воды в снеге почти повсеместно были близки к средним значениям. Выше обычных (в 1,3–2,0 раза) были запасы воды в снеге в бассейне р. Колымы.

В бассейне р. Амур накопленные к началу марта запасы воды в снеге были преимущественно меньше нормы или близки к ней, лишь в бассейне р. Уссури местами превышали её на 20–30%.

Испарение. Водный баланс территории России определяется соотношением приходо-расходных элементов. К элементам прихода относятся атмосферные осадки и конденсация влаги на поверхности, а к элементам расхода – речной сток и испарение.

Рассматривая распределение фактического испарения с поверхности суши в пределах России (рисунок 1.6), следует отметить, что его значения возрастают от северных широт к южным.

Рисунок 1.6 – Распределение фактического испарения с поверхности суши России, мм/год

   

Так, годовая испаряемость на равнинах России колеблется от 150–200 мм в сибирских провинциях тундр до 1000 мм в полупустынях и пустынях Прикаспийской низменности. В тайге наиболее характерные величины испаряемости составляют 450–500 мм, в провинциях смешанных лесов – 600–700 мм, в степях – 800–900 мм. Из общего количества осадков 9653 км3 (571 мм) на испарение затрачивается 5676 км3 (336 мм) осадков. Средний годовой слой испарения в пределах арктических пустынь составляет лишь 100–150 мм, в то время как в центральных и центрально-черноземных областях, а также в Краснодарском крае он достигает 400–500 мм. В Центральной и Восточной Сибири испарение меньше, чем на тех же широтах Русской равнины. Это обусловлено влиянием вечной мерзлоты, меньшим количеством атмосферных осадков, горным характером и общим значительным повышением отметок местности. Снижение величины испарения к северу от зоны смешанных лесов связано в основном с уменьшением количества тепла, а к югу – с недостатком осадков. Потери на испарение с водной поверхности водохранилищ в среднем составляют 1,9% прихода, причем по некоторым крупным водохранилищам пределы колебаний могут составлять от 1,2 до 9%. Наибольшие потери на испарение характерны для водохранилищ южных районов Европейской территории.

Увлажнение. Увлажнение территории определяется по соотношению между количеством выпадающих атмосферных осадков и испаряемостью (рисунок 1.7). При этом если осадки превышают испаряемость, возникает избыточное увлажнение и часть выпавшей влаги удаляется из данной местности в виде стока. Недостаточное увлажнение территории связано с тем, что осадков выпадает меньше, чем может испариться.

В число показателей степени увлажненности территории включены сезонные аномалии суммы осадков, индекс сухости М.И. Будыко (ИС), гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК) за май-август, сумма осадков за период вегетации яровых зерновых культур от даты всходов до уборки яровых зерновых культур (ΣRзерн.) и суммарное количество осадков за теплый период года (ΣRБКП).

Рисунок 1.7 – Карта увлажненности территории России, мм/год