Гидрология суши

История гидрометеорологической службы Республики Татарстан начинается с 28 июня 1930 г. - со дня образования Гидрометбюро при Совете народных комиссаров Татарской Республики. Первый прогноз погоды по Татарской республике был составлен 11 ноября 1930 г. Штат Гидрометбюро состоял из 17 человек. Сегодня Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Республики Татарстан насчитывает около 300 человек.

17 мая 2010 г. исполнилось 70 лет пресс-секретарю Гидрометцентра ГУ "Новосибирский ЦГМС - РСМЦ" Ренаду Азальевичу Ягудину. С 2005 г. Ренад Азальевич является пресс-секретарем Новосибирского гидрометцентра. С 1983 г. он стал начальником вновь организованного Западно-Сибирского УГМС. Под его руководством была проделана значительная работа по развитию и совершенствованию гидрометеорологического обеспечения потребителей прогностической и режимной информацией.

Под влиянием климатических изменений последних десятилетий происходит существенное изменение гидрологического режима олиготрофных болот севера и северо-запада России во всех фазах гидрологического года. Установлены механизм и факторы воздействия изменений климата на режим уровня болотных вод и сток с болотных массивов. Показано, что изменение гидрологического режима влияет на устойчивость экосистем олиготрофных болотных массивов.

В феврале 2010 г. исполнилось 60 лет со дня организации Зеленогорской болотной станции (ныне Зеленогорская полевая экспериментальная база) в составе Главной экспериментальной базы Государственного гидрологического института, расположенной в поселке Ильичево Ленинградской области. Создание такой станции было вызвано необходимостью становления и развития гидрологии болот как науки и организации развитой специализированной сети гидрометеорологических наблюдений на болотах в системе Гидрометслужбы.

Первые метеорологические наблюдения в Буйнакске начались в мае 1860 г. В настоящее время метеостанция Буйнакск входит в группу подразделений гидрометслужбы Республики Дагестан; она хорошо оснащена приборами и относится к реперной сети по метеорологическим и агрометеорологическим наблюдениям.

Пункт метеорологических наблюдений в Самаре был организован в середине 19 в. До 1935 г. наблюдения проводились в разных местах города и с перерывами, с 1928 г. - при Самарском университете, где была открыта метеорологическая станция, и только с 1935 г., с момента организации Куйбышевской геофизической обсерватории была организована по-настоящему профессиональная метеорологическая станция, которая работает до сих пор.

Использована инфильтрационно-емкостная модель весеннего стока Е. Г. Попова, в которой учтены потери стока на испарение в период снеготаяния и потери на испарение и впитывание в период истощения склонового притока в русловую сеть. Получены уравнения для прогноза стока весеннего половодья, учитывающие таяние почвенной мерзлоты. Реализован способ оценки их параметров на основе совместного применения методов линейной регрессии и оптимизации.

Описан метод построения вероятностных распределений характеристик максимального стока на основе динамико-стохастической модели формирования речного стока, позволяющей учесть изменения условий стокообразования, обусловленных деятельностью человека на речном водосборе. Для аппроксимации построенных распределений предлагается применить распределение Джонсона, один из параметров которого принимается равным детерминистической оценке предельной величины характеристики стока.

22 мая 2010 г. исполнилось 75 лет директору Гидрохимического института, заведующему Южным отделом Института водных проблем РАН, заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, доктору геолого-минералогических наук, профессору, члену-корреспонденту РАН Анатолию Максимовичу Никанорову.

27 февраля 2010 г. исполнилось 60 лет начальнику ГУ "Новосибирский ЦГМС - РСМЦ" Николаю Васильевичу Вирхобскому. В течение многих лет Н. В. Вирхобский занимался вопросами развития и совершенствования системы телекоммуникаций Западно-Сибирского УГМС, а в последние годы - развитием всего комплекса технических средств регионального центра.

Данные гидрологических и спутниковых наблюдений, полученные в июне 2007 г., позволили исследовать влияние стока реки Амур на гидрологические условия Амурского лимана и Охотского моря в период весенне-летнего паводка. Соленые воды, поступающие в Амурский лиман из Японского моря, перемешиваются в эстуарии с водами речного стока. Распресненные воды поступают из эстуария в Охотское море как струйное стоковое течение.

Определены уровни содержания ртути в воде экосистемы дельты реки Северная Двина. Изучены взаимосвязи концентраций ртути с физико-химическими параметрами водного объекта, а именно с pH, Eh, температурой, соленостью, содержанием кислорода и органических веществ.

Предложен метод тематической обработки данных измерений радиометра AVHRR-3 ИСЗ "NOAA" в условиях безоблачной атмосферы для получения оценок температуры подстилающей поверхности и ряда характеристик растительности. Разработана технология определения значений этих величин по данным радиометра MODIS ИСЗ EOS "Terra" и "Aqua". Оценка температуры и характеристик растительности производилась для водосбора реки Сейм (Курская область).

12 декабря 2009 г. исполнилось 70 лет выдающемуся ученому - гидрологу, доктору географических наук, профессору Дмитрию Анатольевичу Буракову. Д. А. Бураков широко известен работами в области гидрологических прогнозов Сибирского региона.

Изложены основы методики и результаты расчетов суммарного испарения полей яровой пшеницы при использовании традиционной агротехники и при мульчировании почвы. Показано, что в отдельных регионах исследуемой территории мульчирование почвы может привести к уменьшению суммарного испарения с сельскохозяйственных полей и возможному появлению очагов переувлажнения.

Показано соответствие между значениями среднемноголетней годовой транспирации, полученными по методам Пенмана-Монтейса и с использованием коэффициента транспирационной активности. Предлагается учитывать климатические особенности региона при расчете транспирации по методу Пенмана-Монтейса.

Выполнен анализ данных Государственной сети наблюдений о стоке воды за весь период наблюдений и уровнях воды в дельте реки Волга за период зарегулированного режима стока (1961-2006 гг. ). С помощью разностно-интегральной кривой восстановленного естественного годового стока выделены периоды с разной водностью, установлена современная тенденция многолетних изменений стока воды.

Сильная жара отмечалась 1 сентября в центральных и восточных районах Краснодарского края (39-41{0}C), в северо-западных районах Ставропольского края. 1 и 2 сентября при прохождении активного южного циклона и холодного атмосферного фронта на юге Центрального федерального округа, в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах отмечался комплекс метеорологических и опасных явлений погоды: грозы, сильные дожди, порывы ветра 16-19 м/с.

Предложена пространственная модель формирования тало-дождевого стока горной реки, позволяющая учитывать пространственную неоднородность речного водосбора и вертикальную зональность физико-географических и метеорологических условий. Модель описывает процессы формирования снежного покрова на разных высотах и снеготаяния, впитывание воды в почвогрунты, испарение, движение воды по поверхности водосбора, подповерхностное стекание и русловой сток.

Представлены результаты определения составляющих водного баланса экспериментальных водосборов по материалам многолетних наблюдений. Рассматриваются методы измерений, расчетов и корректировок количества осадков, определения испарения с суши, изменений влагозапасов в почве и запасов грунтовых вод.

Продолжительный период на большей части европейской территории России наблюдалась аномально жаркая погода со средней суточной температурой выше климатической нормы на 7 {0} C и более: в Костромской области 1-11 августа она была на 7-10 {0} С выше нормы, в Рязанской области 1-14 августа на 7-13 {0} С, на юге Центрального федерального округа 1-8 августа на 7-15 {0} C. В Тамбовской области в период аномально жаркой погоды зарегистрировано 89 пожаров, в Липецкой области погибли зерновые и технические культуры на 154 тыс. га.

Рассмотрен подход к оценке расчетных гидрологических характеристик в нестационарных условиях. На примере обработки данных наблюдений за стоком рек в бассейне Верхнего Дона рекомендован байесовский алгоритм определения прогностических (расчетных) характеристик минимального стока.

В 2010 г. исполняется 90 лет одному из старейших научно-исследовательских учреждений России - Гидрохимическому институту. Гидрохимический институт выполняет функции базовой организации по метрологии и стандартизации в области методов и технических средств анализа поверхностных вод Росгидромета и Международного совета Содружества Независимых Государств по гидрометеорологии.

В июле 2010 г. на территории России наблюдалось 73 опасных гидрометеорологических явления, из них 4 случая града, которые Гидрометцентр России не прогнозирует и не оценивает. Кроме того, 3 явления были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. 1 июля в Краснодарском крае прошел очень сильный дождь; в Волгоградской области грозовой дождь сопровождался сильным ливнем (до 47 мм). В Ставропольском крае в результате очень сильного дождя произошло подтопление села Гофицкое.

Рассматриваются изменения химического стока основного притока озера Байкал - реки Селенга. Полученные оценки указывают на уменьшение годовых значений выноса растворенных веществ на 20-40% из-за уменьшения водного стока реки, вызванного происходящими колебаниями климата.

Предложена методика оценки степени устойчивости процесса формирования стока в рамках марковской парадигмы, приводящей к решению в виде семейства кривых Пирсона. По фактическому и ожидаемому климату получены карты, показывающие распространение зон неустойчивости по европейской территории России.

Сток {90}Sr составил 0, 22-0, 67% запаса на водосборе с уменьшением этого показателя для рек высоких широт, находящихся в зоне распространения мерзлых и сезоннопромерзающих грунтов. Экологический полупериод уменьшения концентрации {90}Sr в воде рек Восточной Фенноскандии за 1979-1985 гг. составил 5, 9-11, 5 лет.

Рассмотрены особенности формирования и сезонной динамики гидрологической структуры Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища. На основании модельных расчетов установлен вклад различных генетических типов вод, включая стоки города Череповец в формирование его водных масс.

Рассмотрен генезис формирования наивысших уровней воды реки Лена у города Якутск. Кратко изложена методика восстановления рядов гидрологических характеристик. Данные наблюдений за наивысшими уровнями приведены к многолетнему периоду, выполнена оценка их однородности и стационарности.

Дана оценка современного состояния государственного мониторинга загрязнения поверхностных вод суши, изложены ключевые направления его развития и их научное методико-методологическое обеспечение.

Приводятся новые данные о водных ресурсах России и их многолетней динамике. Представлены результаты анализа современных изменений внутригодового распределения стока рек под влиянием климатических факторов. Приведена динамика водопотребления на различные хозяйственные нужды.

Разработана система количественных параметров половодных гидрографов расходов и уровней воды на Нижней Волге и ее дельте. Выполнена сортировка половодных сбросов Волжской ГЭС и соответствующих им половодий в вершине дельты Волги по градациям их водности и рассчитаны их параметры за весь период зарегулированного режима стока (с 1961 г. ).

Представлены результаты, обобщающие цикл работ, связанных с постановкой и решением обратных задач для одномерной модели неустановившегося движения воды в реках. Рассматриваются различные процедуры, позволяющие определить все основные характеристики сложного речного русла по наблюдениям за неустановившимся движением воды.

В работе представлен новый и эффективный способ корректировки прогнозов при помощи операции постобработки, которая может быть полезной только в том случае, если она выполняется вместе с рекалибровкой гидрологической модели в режиме реального времени при помощи таких быстрых и экономичных инструментов, как, например, алгоритмы, основанные на методе SLS.

Днем основания гидрометслужбы Камчатки принято считать 1 августа 1934 г., когда было создано Петропавловское на Камчатке управление Единой гидрометеорологической службы. В настоящее время наблюдательная и оперативная сеть УГМС насчитывает 38 станций и 107 постов, где производятся все виды гидрометеорологических наблюдений.

Большое развитие гидрометслужба Дальнего Востока получила в конце 1930-х годов. Только за один год количество станций и постов увеличилось на 93, на сеть было отправлено 1085 единиц приборов и оборудования.

Представлена методика быстрой и эффективной автоматической калибровки многопараметрических гидрологических моделей. Показано, что основной оптимизационный алгоритм SLS, его модификации SLS-F и SLS-2L, а также их комбинация (SLS-2LF) могут быть использованы в автоматизированных системах оперативного прогнозирования паводков в тех случаях, когда важна экономичность оптимизации, что необходимо при калибровке модели для большого числа водосборов.

Предлагается методика оценки скорости перемещения и места остановки транспортируемого селевым потоком крупногабаритного скального обломка на разных участках водотока с учетом гидравлических характеристик потока и геометрических размеров скального обломка.

При параметризации оперативных моделей, входящих в системы выпуска прогнозов дождевых паводков в автоматическом режиме, на первый план выходит вычислительная эффективность, т. е. оптимизационная процедура должна приводить к получению удовлетворительного результата, оставаясь при этом достаточно быстрой. Первая статья цикла посвящена критическому анализу господствующего в гидрологическом моделировании направления автоматической калибровки многопараметрических моделей.

10 апреля 2009 г. исполнилось 60 лет заведующему Лабораторией морских устьев рек Государственного океанографического института (ГОИН) Вадиму Федоровичу Полонскому. 30 лет работы в ГОИН В. Ф. Полонский посвятил изучению процессов формирования дельт рек, их водного режима, динамики нестационарных потоков в дельтах рек, занимался моделированием перечисленных процессов.

Выполнена статистическая обработка совместных многолетних данных натурных наблюдений за биогенными загрязняющими веществами и расходами воды в малой реке для природно-климатических условий Северо-Западного района России. Выделены напряженные с точки зрения загрязнения периоды.

На основе анализа многолетних данных о содержании органического вещества и цветности вод рек изучены закономерности сезонной изменчивости гидрохимических показателей с использованием кривых обеспеченности. Выполнена оценка качества вод рассматриваемых рек для разных сезонов.

12 января 2009 г. исполнилось 60 лет главному синоптику ГУ "Свердловский ЦГМС-Р" Галине Андрияновне Шепоренко. Почти 40 лет она отдала гидрометслужбе Урала.

Показана возможность получения поливариантных оценок изменений водного режима рек севера лесной зоны, обусловленных предполагаемыми изменениями температуры и осадков. Использован метод динамико-стохастического моделирования.

Дается описание приледникового селеопасного озера Башкара с максимальной глубиной 32 м и объемом более 494, 4 тыс. м{3}. Отмечаются интенсивно протекающие деформационно-разрушительные процессы в концевой части одноименного ледника Башкара.

Донные отложения рек и водоемов являются важной накопительной составляющей водных систем. В условиях возрастающего техногенного воздействия в руслах рек образуются техногенные аллювиальные отложения, которые характеризуются специфическим вещественным и геохимическим составом.

Дан обзор современного состояния проблемы численного моделирования процесса заторообразования на реках. Приводятся описание и алгоритмы математических моделей заторов льда. Рассмотрены вопросы, связанные с их практическим применением для целей прогноза заторных наводнений.

Исследуются возможности повышения эффективности и оценки неопределенности ансамблевых долгосрочных прогнозов весеннего половодья на основе физико-математической модели формирования стока на примере реки Вятка.

4 декабря 2009 г. исполнилось 90 лет со дня рождения выдающегося ученого, известного организатора науки и замечательного педагога, профессора, доктора географических наук Михаила Арамаисовича Петросянца.

Представлены результаты исследований особенностей изменчивости полей температуры поверхности воды в Ладожском озере в период открытой воды. Оценены аномалии и экстремальные отклонения реальных пространственных распределений от типичных для масштабов синоптической изменчивости. Наиболее аномальным распределением температуры поверхности характеризуется прибрежный мелководный район.