Процесс накопления снега в лесу, наряду с зависимостью от метеорологических условий и рельефа, в значительной мере определяется таксационными характеристиками растительности и, прежде всего, лесных массивов (Китаев, 1998; Китаев и др., 2005; Мишон, 2007) – и соответствующие закономерности распределения снежного покрова в зоне лесов на сегодня изучены недостаточно. Цель проведенных нами исследований состоит в уточнении зональных различий распределения снежного покрова последних десятилетий с оценкой, в том числе, репрезентативности использования спутниковых данных – на примере Восточно-Европейской равнины.
Наши исследования в подзоне смешанных лесов центра Восточно-Европейской равнины выявили различия величины снегозапасов лесных участков с разным породным составом (Китаев, Аблеева, Асаинова, 2015) при заметных различиях стандартного отклонения и трендов многолетних рядов. Означенные особенности снежного покрова не могут не влиять на точность региональных (зональных) оценок снегозапасов, в том числе, с использованием спутниковых данных. Региональные (зональные) особенности воспроизведения снегозапасов рассмотрены на примере Продукта GlobSnow(SWE) (Pulliainen, 2006) – в сравнении фактическими данными метеорологических станций Восточно-Европейской равнины. Влияние леса на расчет снегозапасов учитывается с помощью эмпирической модели, где в качестве параметров используются значения коэффициента отражения снега, леса и свободной от снега поверхности (Kruopis et al, 1999).
Вместе с тем, прослеживается значимая связь изменчивости климата и растительного покрова, в связи с чем предполагается возможным использование характеристик растительности как индикатора климатических изменений (Титкова, Виноградова, 2015; Krankina et al., 2010). Попытка количественно оценить значимость растительного покрова для анализа изменчивости фактических и восстановленных снегозапасов произведена нами с использованием вегетационного индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – на основе допущения о том, что значения NDVI, будучи связанными с характером лесной растительности, могут быть использованы для уточнения особенностей снегонакопления в зоне лесов.
В результате, для периода 2000-2019 гг. уточнены особенности зональной изменчивости снегозапасов. Осредненные по зонам, они снижаются от тундры, лесотундры и тайги к зоне степей на фоне зонального повышения приземной температуры воздуха и осадков, максимальных в зоне лесов. Ошибка зональных восстановленных снегозапасов относительно фактических составляет 14-17 % для тундры, лесотундры и зоны лесов с увеличением ошибки до 22-29 %, в лесостепной и степной зонах, что может быть связано с наличием в условиях теплых зим на юге региона повышенной влажности и ледяных включений в снежной толще. Вариабельность многолетних рядов восстановленных снегозапасов повсеместно превышает вариабельности их фактических значений в 1.2-1.4 раза, при максимумах стандартного отклонения в зоне лесов. Многолетние тенденции в ходе снегозапаов повсеместно отрицательны и незначимы. Снижение согласно линии тренда за период 2000-2019 гг. восстановленных снегозапасов происходит быстрее в сравнении со снижением фактических снегозапасов – соответственно 6-16 и 3-7 мм. Распределение восстановленных и фактических снегозапасов по площади схожи; величина стандартного отклонения фактических снегозапасов имеет более равномерное распределение по территории; восстановленные снегозапасы, в отличие от фактических, практически по всей территории имеют заметную скорость многолетнего снижения.
Соответственно регрессионному анализу, вклад приземной температуры воздуха в многолетнюю изменчивость превышает вклад осадков – как для фактических, так и для восстановленных снегозапасов. Вклад изменчивости значений NDVI велик не только в зоне лесов, но и на открытых территориях и не значим вовсе для хода фактических снегозапасов, в связи с чем представляется несостоятельным предположение о возможности использования данного показателя для уточнения алгоритма восстановления снегозапасов.
Таким образом, при разнице абсолютных значений, восстановленные по спутниковым данным снегозапасы и снегозапасы, наблюдаемые на метеорологических станциях имеют сходство зональной многолетней изменчивости и пространственного распределения.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проекты 18-05-00427, 18-05-00440, 20-55-00007, и при поддержке темы 0148-2019-0009 Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук.