Фото: Jonathan Flores, UMass Amherst
Как изменения климата влияют на важнейшие стороны жизни человека – его обеспеченность водой, продовольствием и электроэнергией? Каковы риски и как их смягчить или предотвратить в условиях неудержимого роста изменчивости климатических характеристик? На эти вопросы отвечает наука. Международная группа исследователей из University of Massachusetts Amherst изучила ситуацию в самом густонаселенном регионе планеты – на юго-востоке. Речь идет о бассейнах рек Сырдарья (часть территории Узбекистана, Таджикистана и Казахстана), Инд (Пакистан, Индия, Китай и Афганистан), Янцзы и Хуанхэ (Китай).
Как изменения климата влияют на важнейшие стороны жизни человека – его обеспеченность водой, продовольствием и электроэнергией? Каковы риски и как их смягчить или предотвратить в условиях неудержимого роста изменчивости климатических характеристик? На эти вопросы отвечает наука. Международная группа исследователей из University of Massachusetts Amherst изучила ситуацию в самом густонаселенном регионе планеты – на юго-востоке. Речь идет о бассейнах рек Сырдарья (часть территории Узбекистана, Таджикистана и Казахстана), Инд (Пакистан, Индия, Китай и Афганистан), Янцзы и Хуанхэ (Китай).
В этом густонаселенном регионе реки играют особую роль как источник воды для бытовых, промышленных и сельскохозяйственных нужд, а также для сохранения пресноводных экосистем. Кроме того, это ключевой энергетический ресурс. Именно на ГЭС вырабатывается электроэнергия для миллиардов населения этой части планеты.
В центре внимания ученых – гидроклиматические изменения в высокогорных районах Азии, где формируется сток великих региональных рек. Их источники питания – ледники, снег, дожди, грунтовые и подземные воды.
В центре внимания ученых – гидроклиматические изменения в высокогорных районах Азии, где формируется сток великих региональных рек. Их источники питания – ледники, снег, дожди, грунтовые и подземные воды.
Фото: dahepiao.com
В последние десятилетия ледники высокогорных районов Азии теряют массу, а режим муссонов, приносящих дожди, меняется непредсказуемо. Это влияет на гидрологический режим рек. Так, в верховьях сток растет из-за таяния ледников, увеличивается риск наводнений в результате прорыва ледниковых озер. Изменение скорости потока в русле и новые особенности режима дождей ведут к развитию русловых и склоновых процессов и переменам в ландшафтах. Так, по данным исследователей, в последние 10 лет объем осадочных пород в верховьях рек увеличивается на 13% ежегодно. Для ГЭС, режим эксплуатации которых рассчитан на определенные гидроклиматические условия, возникает опасная ситуация: работа в обстановке непредсказуемости. Это грозит авариями, что опасно как для жителей населенных пунктов ниже плотин, так и для экономики регионов и стран в целом.
Команда из University of Massachusetts Amherst изучила данные 15-летних наблюдений (2004-2019 гг) за 114 147 участками рек бассейнов Сырдарьи, Инда, Хуанхэ и Янцзы.
Рост ледникового стока очевиден
Оказалось, с 2004 по 2019 год речной сток увеличивался с ускорением 8,3% в год на 11 113 участках рек (9,7% от общего числа исследованных участков). Значительный рост характеристик стока наблюдается в бассейнах Сырдарьи, Амударьи, Инда, Янцзы и Хуанхэ, а наибольшие темпы роста отмечены к западу от Тибетского нагорья.
Более 40 % общего стока рек бассейнов Инда, Амударьи и Сырдарьи обеспечивают ледники западной части плато Гиндукуш. Исследования показали, что доля ледникового стока растет ежегодно на 2,2 %. Это меняет динамику рек в бассейне Аральского моря, что влияет на водные ресурсы, биоту, гидроэнергетику и несет риски наводнений. Что касается Инда, то в условиях изменения климата восточная часть его бассейна становится более влажной из-за увеличения количества осадков и изменения режима муссонов.
Осадки в восточных Гималаях вызваны муссонами в Восточной Азии и Индии, вклад ледников там несуществен.
Ожидается, что к концу столетия ледники в высокогорных районах Азии потеряют от 29 % до 67 % общей массы по сравнению с 2015 годом, и в западной части высокогорных районов Азии после 2050 года может наблюдаться избыток талой воды.
Команда из University of Massachusetts Amherst изучила данные 15-летних наблюдений (2004-2019 гг) за 114 147 участками рек бассейнов Сырдарьи, Инда, Хуанхэ и Янцзы.
Рост ледникового стока очевиден
Оказалось, с 2004 по 2019 год речной сток увеличивался с ускорением 8,3% в год на 11 113 участках рек (9,7% от общего числа исследованных участков). Значительный рост характеристик стока наблюдается в бассейнах Сырдарьи, Амударьи, Инда, Янцзы и Хуанхэ, а наибольшие темпы роста отмечены к западу от Тибетского нагорья.
Более 40 % общего стока рек бассейнов Инда, Амударьи и Сырдарьи обеспечивают ледники западной части плато Гиндукуш. Исследования показали, что доля ледникового стока растет ежегодно на 2,2 %. Это меняет динамику рек в бассейне Аральского моря, что влияет на водные ресурсы, биоту, гидроэнергетику и несет риски наводнений. Что касается Инда, то в условиях изменения климата восточная часть его бассейна становится более влажной из-за увеличения количества осадков и изменения режима муссонов.
Осадки в восточных Гималаях вызваны муссонами в Восточной Азии и Индии, вклад ледников там несуществен.
Ожидается, что к концу столетия ледники в высокогорных районах Азии потеряют от 29 % до 67 % общей массы по сравнению с 2015 годом, и в западной части высокогорных районов Азии после 2050 года может наблюдаться избыток талой воды.
Рис.: agupubs.onlinelibrary.wiley.com
Пространственные закономерности речного стока. А) тенденции изменения среднегодового речного стока с 2004 по 2019 год. В) средний расход воды в реках
Что потом? При значительном сокращении ледниковой массы бассейны Сырдарьи и Амударьи утратят тенденцию к увеличению стока. А бассейны восточного Инда, Янцзы и Хуанхэ, питаемые муссонными дождями, сохранят тенденцию к увеличению стока, если в режиме муссонов ничего не изменится.
Инфраструктура в опасности
Увеличение стока горных рек, рост уровня воды в любой момент может негативно сказаться на работе ГЭС, что критично для энергетической безопасности в ряде стран региона. Увеличение стока воды приводит к возрастанию стока наносов, в том числе крупных. Это может стать причиной поломки турбин, роста темпов заиления у плотин и снижения полезной емкости водохранилищ.
Профессор Colin Gleason из UMass Amherst поясняет, почему так происходит: «Первое, что реагирует на потепление климата, - это снег и лед. Вы видите это в Гренландии, вы видите это в Антарктиде, вы видите это здесь. Если в годовом исчислении наблюдается процентное увеличение стока ледника, это может означать, что при сохранении таких тенденций запасы ледниковой воды будут сокращаться. Реальный эффект заключается в том, что это меняет стабильность поступления воды в гидросистему. Если вы строите систему водоснабжения или гидроэнергетическую систему, зависящую от ледников, которые обеспечивают стабильное водоснабжение, готовы ли вы к тому, что это стабильное водоснабжение изменится? Вопрос в том, будет ли ледник на этом месте через 100 лет?»
Изменения уже заметны. На 8 % участков рек, где проектируют или эксплуатируют ГЭС, наблюдается статистически значимое увеличение среднего расхода воды на 2,9 % в год. Быстро меняются характеристики стока водотоков региона Большого Меконга - обширной территории бассейна Меконга, включающей пять стран Юго-Восточной Азии: Мьянму, Лаос, Таиланд, Камбоджу и Вьетнам, а также провинцию Юньнань и Гуанси-Чжуанский автономный район КНР. Около 100 работающих ГЭС, расположенных, главным образом, в бассейнах рек Инд, Ганг и Янцзы, играют важную роль в устойчивом экономическом развитии Бутана, Пакистана и Непала, в котором на ГЭС приходится около 80% выработки электроэнергии.
Чтобы ответить на вопрос, что же с этими гидротехническими сооружениями произойдет в ближайшее время и в перспективе, и дать инструмент для принятия решений в нестабильных условиях изменения климата, ученые картировали пространственное распределение и изменения в таянии ледников и осадках, выпадающих на отдельных участках рек по всему региону. И выявили тренды и уязвимые в отношении речного стока точки, где проектируются или уже работают водохранилища. Предупрежден – значит вооружен.
Профессор Colin Gleason из UMass Amherst поясняет, почему так происходит: «Первое, что реагирует на потепление климата, - это снег и лед. Вы видите это в Гренландии, вы видите это в Антарктиде, вы видите это здесь. Если в годовом исчислении наблюдается процентное увеличение стока ледника, это может означать, что при сохранении таких тенденций запасы ледниковой воды будут сокращаться. Реальный эффект заключается в том, что это меняет стабильность поступления воды в гидросистему. Если вы строите систему водоснабжения или гидроэнергетическую систему, зависящую от ледников, которые обеспечивают стабильное водоснабжение, готовы ли вы к тому, что это стабильное водоснабжение изменится? Вопрос в том, будет ли ледник на этом месте через 100 лет?»
Изменения уже заметны. На 8 % участков рек, где проектируют или эксплуатируют ГЭС, наблюдается статистически значимое увеличение среднего расхода воды на 2,9 % в год. Быстро меняются характеристики стока водотоков региона Большого Меконга - обширной территории бассейна Меконга, включающей пять стран Юго-Восточной Азии: Мьянму, Лаос, Таиланд, Камбоджу и Вьетнам, а также провинцию Юньнань и Гуанси-Чжуанский автономный район КНР. Около 100 работающих ГЭС, расположенных, главным образом, в бассейнах рек Инд, Ганг и Янцзы, играют важную роль в устойчивом экономическом развитии Бутана, Пакистана и Непала, в котором на ГЭС приходится около 80% выработки электроэнергии.
Чтобы ответить на вопрос, что же с этими гидротехническими сооружениями произойдет в ближайшее время и в перспективе, и дать инструмент для принятия решений в нестабильных условиях изменения климата, ученые картировали пространственное распределение и изменения в таянии ледников и осадках, выпадающих на отдельных участках рек по всему региону. И выявили тренды и уязвимые в отношении речного стока точки, где проектируются или уже работают водохранилища. Предупрежден – значит вооружен.
