Исследование взаимодействия атмосферы с поверхностью равнинных водохранилищ: газо- и энергообмен и связь с климатической изменчивостью в регионе

Характеристики водной поверхности существенно отличаются от характеристик суши, что вносит существенные изменения в режим взаимодействия атмосферы и поверхности. Поэтому водохранилища изменяют климат прилегающих территорий, и эти изменения часто бывают причиной экстремальных погодных явлений. Кроме того, водохранилища являются источниками эмиссии парниковых газов, в особенности метана и углекислого газа, что также вносит вклад в глобальные климатические изменения. Газовый режим также является важным показателем экологического состояния водных экосистем. На содержание растворенных газов в воде влияют как естественные факторы и, в первую очередь, климатические и гидрологические условия, контролирующие сезонную и суточную динамику физико-химических и биохимических процессов, так и антропогенное воздействие, накладывающееся на природные факторы и процессы. В случае водохранилищ также возможен дополнительный сток метана и углекислого газа в атмосферу через турбины ГЭС и плотины.
В докладе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия атмосферы и поверхности на примере двух водохранилищ: Можайского и Горьковского. Результаты всесезонных экспериментальных исследований газо-, энергообмена, гидрологических и биогидрохимических характеристик позволяют выявить периоды эмиссии парниковых газов и ее связь с метеорологическими и гидрологическими условиями. Экспериментальное исследование взаимодействия атмосферы и водохранилищ интересно и с точки зрения разработки параметризаций для моделей взаимодействия атмосферы и океана. При обозримости бассейна легче проследить за причинно-следственными связями явлений. С одной стороны, мы имеем протяженные акватории, позволяющие существовать разгонам ветров, достаточных для формирования развитого волнения, с другой стороны, при определенных направлениях ветров мы можем исследовать процессы взаимодействия, характерные для прибрежных регионов при береговых ветрах и небольших озер в окружении неоднородного рельефа. Небольшая глубина водоемов позволяет разрабатывать параметризации для развития волн на мелководье, что важно для прибрежных регионов. Для исследования био-гидрохимического режима водохранилищ используется модель водоема LAKE. Данные дистанционного зондирования применяются для исследования термического режима поверхности водохранилищ, динамики береговых зон, характеристик ледообразования и снегонакопления. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-РГО 17-05-41095.