Образование осадков и их количество на любой территории зависит от трех основных условий: влагосодержания воздушной массы, ее температуры и возможности восхождения. Климатическая карта России представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Климатическая карта России

   

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 1.3 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.

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

   

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%.

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 Российской Федерации, приведен на рисунке 1.4. На всех временных рядах показаны: 11- летнее скользящее среднее, линейный тренд за 1976-2018 гг. с 95%-й доверительной полосой. Географические распределения годовых и сезонных аномалий осадков в 2018 г. представлены на рисунке 1.5 в процентах от соответствующих норм.

Рисунок 1.4 –Средние годовые и сезонные аномалии осадков (мм/месяц), осредненные по территории РФ, 1936-2018 гг.[*]

   

В 2018 г. средняя по России годовая сумма осадков составила 104% нормы. Это 7-я сумма за последнее десятилетие, так что на фоне общего роста осадков с 1970-х годов 2018-й год был скорее сухим. На ЕТР выпало 96% годовой нормы осадков. Сильный дефицит осадков (менее 80%, на ряде станций фиксировались 5%-е экстремумы) наблюдался в ПФО (88%), вдоль побережья Восточно-Сибирского моря. Значительный избыток осадков (более 120% нормы, 95%-е экстремумы на станциях) наблюдался в верхнем и среднем течении Оби и ее притоков, в Забайкалье, в Магаданской области.

Географические распределения годовых и сезонных аномалий осадков в 2018 г. представлены на рис. 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 1936-2017 гг.

Рисунок 1.5 – Поля аномалий годовых и сезонных сумм осадков на территории России в 2018 г. (% от нормы 1961-1990 гг.).[*]

   

Зима 2017-2018 гг. в целом по Российской Федерации выпало 104% нормы. Аномальное количество осадков выпало на западе и в центре ЕТР (в ЦФО 144% нормы – ранг 3), в Прибайкалье и Забайкалье, а также в Магаданской области и на Камчатке. Сильный дефицит осадков (60%–80%, на ряде станций отмечались 5%-е экстремумы) наблюдался на юге Урала и Западной Сибири. Из месяцев сезона выделяется декабрь 2017 г.: осредненные по Российской Федерации осадки составили 124% нормы – ранг 3; особенно много осадков выпало в ЕТР (128% – ранг 2), в Прибайкалье и Забайкалье, в Средней Сибири. В январе значительный избыток осадков наблюдался в ДФО (129%); в феврале – в бассейне Лены, в Магаданской области. Сильный дефицит осадков (60%-80%) наблюдался в январе в ПФО (78%) и УФО (66%), в феврале - в Приамурье и Приморье.

Весной в целом по РФ выпало 113% нормы осадков. Избыток осадков отмечен в АЧР (118% – ранг 5), особенно в Западной Сибири, где на юге на большинстве станций отмечались 95%-е экстремумы. Из месяцев сезона выделяется март: в среднем по Российской Федерации выпало 159% нормы осадков (ранг 3). Экстремально влажно на большей части АТР (в целом на АТР выпало 168% нормы – ранг 2), а также в ЮФО (215% – максимальная величина в ряду). В апреле значительный избыток осадков наблюдался в ЦФО (141%). В мае избыток осадков отмечен в СФО (138% – ранг 4). В апреле экстремально сухо в Прибайкалье и Забайкалье, где в среднем выпало 50% месячной нормы, и на северо-востоке страны; в мае дефицит осадков (местами сильный) наблюдался во всех федеральных округах на ЕТР, в Приамурье и Приморье, на Чукотке.

Лето было сухим: в целом по России выпало 97% нормы осадков. На ЕТР дефицит осадков (60%–80%) наблюдался в ЦФО (85%) и в ПФО (82%); а на АТР – в Восточной Сибири (83%), на Алтае, в центре Красноярского края. Значительный избыток осадков (более 120%) отмечен в среднем и верхнем течении Оби и Енисея; на Таймыре, в районе Байкала. Дефицит осадков наблюдался во все месяцы сезона. В июне на большей части страны было сухо. Экстремальный дефицит осадков отмечался на ЕТР в ЮФО (22% нормы – исторический минимум), в СКФО (50% – среди трех наименьших), в ЦФО (58%); в Средней Сибири (72% – среди трех самых «сухих»). В июле дефицит осадков отмечен в УФО (67% – среди пяти наименьших), в Средней Сибири, на Чукотке, на Камчатке, в Хабаровском крае. В августе осредненные по РФ осадки составили 91% (среди пяти минимальных), особенно сильный дефицит отмечен в ЮФО (25% – исторический минимум), в ЦФО (44%), в Восточной Сибири (73%), на Алтае, на юге ДФО.

Осенью осредненные по Российской Федерации осадки составили 108% нормы, а осредненные по АТР – 115% (ранг 4). Значительный избыток осадков (более 120% нормы, на ряде станций 95%-е экстремумы) наблюдался на северо-востоке ЕТР и на большей части АТР.

Сильный дефицит осадков (60%–80%) наблюдался в центральных областях ЕТР, особенно в ЦФО (78%) и ПФО (77%). Значительный избыток осадков (более 180% нормы, на многих станциях 95%-е экстремумы) наблюдался в сентябре – восточнее течения Лены и в районе Байкала, на западе СЗФО; в октябре – на северо-востоке ЕТР, на севере Западной и Средней Сибири; в ноябре – в Сибирском ФО (131% - ранг 4), в Хабаровском крае.

Сильный дефицит осадков (60%–80%, на многих станциях фиксировались 5%-е экстремумы) наблюдался в сентябре – на востоке ЕТР, и, далее, на АТР до р. Лены (кроме юга Красноярского края), особенно сильный дефицит наблюдался в Западной Сибири; в ноябре – на большей части ЕТР (69%), особенно в ЦФО (36% – среди четырех самых «сухих»), на севере АТР восточнее Таймыра.

Декабрь 2018 г. был в целом малоснежным. Осредненные по Российской Федерации осадки составили 95% нормы. Сильный дефицит осадков (30%–80% нормы, на ряде станций отмечены 5%-е экстремумы) наблюдался на ЕТР: в СЗФО (69%) и ПФО (87%); а также на юге и северо-востоке АТР. Значительный избыток осадков (120%–200%) на юге ЕТР в нижнем Поволжье, на Ямале и на севере Западной Сибири, в Хабаровском крае, на Камчатке.

На территории России в целом преобладает тенденция к увеличению годовых сумм осадков. Тренд годовых осадков по территории России в целом, составляет 2.2% /10 лет, вклад в дисперсию 34% – тренд статистически значим на уровне 1%. Тренд превышает 5%/10 лет в ряде областей Сибири и Дальнего Востока и в СКФО. Убывают осадки на севере Чукотского АО. Незначительное убывание годовых сумм наблюдается в центре ЕТР.

Выраженный рост годовых осадков наблюдается со второй половины 1980-х гг. Наиболее значительные тренды наблюдаются в СФО (2,3%/10 лет, вклад в изменчивость 26%) и ДФО (3,0%/10 лет, 24%). Отрицательный, очень малый тренд, статистически незначимый на 5%-уровне, наблюдается в ЦФО и ПФО.

Наиболее значительный рост сезонных сумм осадков в целом по территории России наблюдается весной (5,9%/10 лет, вклад в дисперсию 36%): увеличение осадков происходит практически всюду, особенно в ДФО (до 15- 20%/10 лет на севере).

Статистически значимый на 1%-ном уровне положительный тренд весной отмечается в целом для Российской Федерации, ЕТР и АТР; на 5%-м уровне тренд значим во всех федеральных округах Российской Федерации, кроме ЦФО. Зимой рост осадков происходит в основном на севере и юге страны. Летом и осенью значимый на 5%-м уровне рост осадков наблюдается на АТР. Осадки уменьшаются зимой на северо-востоке страны и в центральных районах Сибири. Летом осадки убывают на ЕТР: отрицательные тренды наблюдаются как для ЕТР в целом, кроме СЗФО; в ЦФО и ПФО тренд осадков около – 4%/10 лет, а в ЮФО – 4.9%/10 лет; а также на арктическом побережье от Ямала до Чукотки, и на Камчатке.

Снежный покров.

Первый снег зимой 2017–2018 гг. на ЕТР выпал позже среднеклиматических сроков на 5–10 дней в северных и северо-восточных районах, в Прикамье, а также на большей части ЮФО и СКФО. В Поволжье снег появился на 10–20 дней раньше.

На АТР раньше обычных сроков снежный покров выпал на большей части Западной Сибири, Красноярского края, в Иркутской и Амурской областях, в южных районах Якутии и на севере Камчатского края. В Омской области первый снег лег уже 4–6 октября, что на 12–20 дней раньше климатических сроков. На арктическом побережье Ямала и Таймыра, севере Якутии, в Чукотском АО и Магаданской области из-за очень теплой погоды в октябре–ноябре снежный покров появился гораздо позже климатических сроков.

Раньше обычного сошел снег на севере и юго-западе Якутии, в Иркутской и Амурской областях, Забайкальском крае.

Накопленные к началу марта запасы воды в снежном покрове на ЕТР в бассейне Волги в целом были на 47 мм меньше, чем в 2017 г., и составили 81% нормы. Больше нормы на 26% были накоплены запасы воды в снеге в бассейнах Костромы, Унжи и Ветлуги. В бассейнах Рыбинского, Куйбышевского, Волгоградского водохранилищ, реки Вятки снегозапасы были близки к норме. В остальных речных бассейнах в пределах бассейнов Волги и Камы накопленные запасы воды в снеге были на 15–47% меньше нормы. В бассейнах Дона выше Цимлянского водохранилища и Хопра запасы воды в снеге в начале марта были близкими к норме, но на 25–30% меньше, чем в 2017 г. На северо-западе страны снегозапасы в бассейнах Нарвы и Волхова составили 92% нормы. На севере ЕТР в бассейнах Северной Двины, Вычегды, Сухоны и Онеги снегозапасы в начале марта оказались меньше прошлогодних на 6–27 мм и составили 90–110%, в бассейне р. Усы и на востоке Ненецкого автономного округа – до 140% нормы.

В бассейнах рек и водохранилищ Сибири запасы воды в снеге в начале марта преимущественно составляли 113–152% нормы, лишь в бассейнах Верхней Оби и Тобола 66% и 68% нормы соответственно. К началу марта значительные запасы воды в снеге были накоплены на северо-востоке, западе и юго-западе Якутии (110–200% нормы). В низовьях Индигирки и Колымы запасы воды в снеге были экстремально высокими – более 200% нормы. В центральных районах Красноярского края запасы воды в снежном покрове были близки к наибольшим за период наблюдений и составляли 150–220% нормы. Высокие снегозапасы наблюдались на юге Таймыра (110–150% нормы), а в районе г. Норильска они были наибольшие за период наблюдений и составляли 300% нормы.

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.

Рисунок 1.7 – Карта увлажненности территории России, мм/год

   

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).