Обзор современных методов исследования и мониторинга засух

Екатерина Николаевна Сумак

Авторы

Екатерина Николаевна Сумак Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, пр. Независимости, 110, 220114, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

засуха, методы оценки засух, мониторинг засух, индикаторы засух, индексы засух

Аннотация

Засуха является одним из крупнейших стихийных бедствий в жизнедеятельности человечества. По основным показателям негативного воздействия она занимает лидирующие позиции среди других опасных гидрометеорологических явлений. Под влиянием глобальных климатических изменений проблема усиления засушливости в разных частях планеты, особенно в аграрных регионах, стала крайне острой. Ожидается, что в долгосрочной перспективе глобальная температура продолжит повышаться, возрастет пространственно-временная неравномерность выпадения осадков, что приведет к дальнейшему увеличению риска возникновения засух в засушливых регионах. По этой причине мониторинг и прогнозирование засушливых явлений актуальны как при проведении научных исследований, так и при решении прикладных задач. В статье представлены основные принципы оценки засух и параметры, которые наиболее часто применяются для мониторинга засух в мире. Показана роль атмосферных процессов в возникновении и эволюции засух. Рассмотрена система мониторинга и оценки засушливых явлений, используемая в Республиканском центре по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды для агрометеорологического обеспечения сельского хозяйства Беларуси.

Биография автора

Екатерина Николаевна Сумак, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, пр. Независимости, 110, 220114, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук; доцент кафедры общего землеведения и гидрометеорологии факультета географии и геоинформатики Белорусского государственного университета, ведущий инженер-синоптик отдела краткосрочных прогнозов погоды, неблагоприятных и опасных явлений службы метеорологических прогнозов Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды

Библиографические ссылки

Naumann G, Cammalleri C, Mentaschi L, Feyen L. Increased economic drought impacts in Europe with anthropogenic warming. Nature Climate Change. 2021;11:485–491. DOI: 10.1038/s41558-021-01044-3.

Jaagus J, Aasa A, Aniskevich S, Boincean B, Bojariu R, Briede A, et al. Long-term changes in drought indices in Eastern and Central Europe. International Journal of Climatology. 2022;42(1):225–249. DOI: 10.1002/joc.7241.

Бучинский ИЕ. Засухи и суховеи. Ленинград: Гидрометеоиздат; 1976. 214 с.

Семенова ІГ. Синоптичні та кліматичні умови формування посух в Україні. Харків: ФОП Панов А. М.; 2017. 236 с.

Semenova I. Some meteorological aspects of severe agricultural drought in the Northern Black Sea region in 2019–2020. Environmental Sciences Proceedings. 2021;8(1):18. DOI: 10.3390/ecas2021-10299.

Логинов ВФ, Сачок ГИ, Микуцкий ВС, Мельник ВИ, Коляда ВВ. Изменения климата Беларуси и их последствия. Логинов ВФ, редактор. Минск: Тонпик; 2003. 330 с.

Блетько ВА, Мельчакова НВ. Засухи в Беларуси. Родная прырода. 2019;8:16–18.

Семёнова ИГ. Методические аспекты мониторинга засух в Украине. В: Лопух ПС, Гледко ЮА, Курлович ДМ, Логинова ЕВ, Матюшевская ЕВ, редакторы. Развитие географических исследований в Беларуси в XX–XXI веках. Материалы Международной научно-практической очно-заочной конференции, посвященной 100-летию Белорусского государственного университета, 60-летию кафедры физической географии и образовательных технологий, 100-летию со дня рождения профессора О. Ф. Якушко; 24–26 марта 2021 г.; Минск, Беларусь. Минск: БГУ; 2021. с. 208–212.

Хлебникова ЕИ, Павлова ТВ, Сперанская НА. Засухи. В: Ананичева МД, Анохин ЮА, Асарин АЕ, Асмус ВВ, Болгов МВ, Борисова ОК и др. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. Семенов СМ, редактор. Москва: Росгидромет; 2012. с. 126–164.

Логинов ВФ, Неушкин АИ, Рочева ЭВ. Засухи, их возможные причины и предпосылки предсказания. Обнинск: Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – Мировой центр данных; 1976. 72 с.

Cherenkova EA, Kononova NK, Muratova NR. Summer drought 2010 in the European Russia. Geography, Environment, Sustainability. 2013;6(1):55–66. DOI: 10.24057/2071-9388-2013-6-1-81-92.

Семёнова ИГ. Метеорологические и синоптические условия засухи в Украине осенью 2011 г. Український гідрометеорологічний журнал [Интернет]. 2012 [процитировано 11 ноября 2020 г.];10:58–64. Доступно по: http://uhmj.odeku.edu.ua/ wp-content/uploads/2012/06/9.pdf.

Crausbay SD, Ramirez AR, Carter SL, Cross MS, Hall KR, Bathke DJ, et al. Defining ecological drought for the twenty-first century. Bulletin of the American Meteorological Society. 2017;98(12):2543–2550. DOI: 10.1175/BAMS-D-16-0292.1.

Давитая ФФ. Засухи в СССР и научное обоснование мер борьбы с ними по природным зонам. В: Всесоюзная ордена Ленина академия сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина. Вопросы земледелия и борьбы с эрозией почв в степных и лесостепных районах СССР. Материалы выездной сессии ВАСХНИЛ; 7–14 октября 1958 г.; Саратов, СССР. Том 1. Саратов: Саратовское книжное издательство; 1959. с. 54–58.

Danilovich IS, Gledko YuA, Tarasevich IV. Drought frequency in Belarus in connection with atmospheric circulation in the Euro-Atlantic sector. Russian Meteorology and Hydrology. 2023;48(9):778–785. DOI: 10.3103/S1068373923090054.

Черенкова ЕА, Кононова НК. Связь опасных атмосферных засух в Европейской России в XX веке с макроциркуляционными процессами. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2009;1:73–82. EDN: JVYJFB.

Wiedenmann JM, Lupo AR, Mokhov II, Tikhonova EA. The climatology of blocking anticyclones for the Northern and Southern Hemispheres: block intensity as a diagnostic. Journal of Climate. 2002;15(23):3459–3473. DOI: 10.1175/1520-0442(2002)015<3459:TCOBAF>2.0.CO;2.

Сумак ЕН, Семёнова ИГ. Циклоническая активность и повторяемость опасных явлений погоды над территорией Беларуси. Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология. 2019;2:79–93. DOI: 10.33581/2521-6740- 2019-2-79-93.

Semenova I, Sumak K. Cyclonic activity in cold season over territories of Belarus and Ukraine and its relation to the warm season droughts. Croatian Meteorological Journal [Internet]. 2017 [cited 2023 July 20];52:59–73. Available from: https://hrcak.srce. hr/201613.

Semenova I, Slizhe M. Synoptic conditions of droughts and dry winds in the Black Sea Steppe province under recent decades. Frontiers in Earth Science. 2020;8:69. DOI: 10.3389/feart.2020.00069.

Otkin JA, Svoboda M, Hunt ED, Ford TW, Anderson MC, Hain C, et al. Flash droughts: a review and assessment of the challenges imposed by rapid-onset droughts in the United States. Bulletin of the American Meteorological Society. 2018;99(5):911–919. DOI: 10.1175/BAMS-D-17-0149.1.

World Meteorological Organization, Global Water Partnership, Wilhite DA. National drought management policy guidelines: a template for action [Internet]. Geneva: World Meteorological Organization; 2014 [cited 2020 October 22]. IV, 40 p. (Integrated drought management tools and guidelines series; 1); (WMO; No. 1164). Available from: https://www.droughtmanagement.info/literature/ IDMP_NDMPG_en.pdf. Co-published by the Global Water Partnership.

Всемирная метеорологическая организация, Глобальное водное партнерство, Свобода М, Фукс БА. Справочник по показателям и индексам засушливости [Интернет]. Женева: [б. и.]; 2016 [процитировано 22 октября 2022 г.]. IV, 53 с. (Средства и руководящие указания по комплексной борьбе с засухой; 2); (ВМО; № 1173). Доступно по: https://www.droughtmanagement. info/literature/WMO-GWP-Drought-Indices_ru_2016.pdf.

Педь ДА. О показателе засухи и избыточного увлажнения. Труды Гидрометцентра СССР. 1975;156:19–38.

Palmer WC. Meteorological drought. Research paper No. 45. Washington: U. S. Government Printing Office; 1965. VI, 58 p.

Всемирная метеорологическая организация. Руководство для пользователей стандартизированного индекса осадков [Интернет]. Женева: Всемирная метеорологическая организация; 2012 [процитировано 9 октября 2020 г.]. 20 с. (ВМО; № 1090). Доступно по: https://www.droughtmanagement.info/literature/WMO_standardized_precipitation_index_user_guide_ru_2012.pdf.

Vicente-Serrano SM, Beguería S, López-Moreno JI. A multiscalar drought index sensitive to global warming: the standardized precipitation evapotranspiration index. Journal of Climate. 2010;23(7):1696–1718. DOI: 10.1175/2009JCLI2909.1.

Kogan FN. Application of vegetation index and brightness temperature for drought detection. Advances in Space Research. 1995;15(11):91–100. DOI: 10.1016/0273-1177(95)00079-T.

Kogan F, Adamenko T, Kulbida M. Satellite-based crop production monitoring in Ukraine and regional food security. In: Kogan F, Powell AM Jr, Fedorov O, editors. Use of satellite and in-situ data to improve sustainability. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on using satellite data and in-situ data to improve sustainability; 2009 June 9–12; Kyiv, Ukraine. Dordrecht: Springer; 2011. p. 99–104 (NATO science for peace and security. Series C, Environmental security). DOI: 10.1007/978-90-481-9618-0_11.

Thenkabail PS, Gamage MSDN, Smakhtin VU. The use of remote sensing data for drought assessment and monitoring in southwest Asia. Colombo: International Water Management Institute; 2004. V, 26 p. Report No.: 85.

Мельник ВИ, Мельчакова НВ. Предложения по совершенствованию системы оценки засух в Республике Беларусь. Экологический вестник. 2014;4:78–83. EDN: UFMUVQ.

Данилович ИС, Мельник ВИ, редакторы. Научно-прикладной справочник по агроклиматическим ресурсам Республики Беларусь на основе оценки современного изменения климата за 1989–2018 гг. Минск: Белгидромет; 2020. 331 с.

Гольберг МА, Волобуева ГВ, Фалей АА. Опасные явления погоды и урожай. Минск: Ураджай; 1988. 120 с.

Мельник ВИ, Буяков ИВ, Пискунович НГ, Шумская ТГ. Оценка влагозапасов и повторяемости почвенных засух на территории Белорусского Полесья в период современного потепления климата. Природные ресурсы. 2020;2:104–114. EDN: QUMOGA.

Мельник ВИ, Пискунович НГ, Буяков ИВ, Яцухно ВМ, Шумская ТГ. Пространственно-временные изменения почвенных засух на территории Белорусского Полесья в условиях современного изменения климата. Природные ресурсы. 2021;1:15–21. EDN: SGPZYB.