Межгодовая изменчивость испарения и осадков над Каспийским морем по спутниковым данным.

Каспийское море представляет собой уникальный по географическому положению и климатическим особенностям замкнутый водоем. Значительные колебания его уровня оказывают влияние на природные условия и хозяйственную деятельность в прибрежной зоне, что определяет актуальность исследования факторов, формирующих водный баланс моря. Однако точный расчет всех компонент водного баланса представляет большую сложность, обусловленный значительными неопределенностями оценки отдельных компонент водного баланса. Особенно это касается испарения и осадков. В работе [1] было показано явно неудовлетворительное состояние проблемы изученности испарения и осадков на основе стандартных гидрометеорологических данных в приземном слое над морем, поскольку такая информация в требуемом объеме отсутствует.
Из альтернативных способов определения осадков и испарения наиболее перспективным представляется использование спутниковых данных, которые ассимилируются в архивах ре-анализа и используются при построении климатических моделей. В работах [2, 3] приводятся результаты расчета испарения и осадков над Каспием для фаз длительного повышения (1978―1995 гг.) и понижения уровня (с 1996 г. по настоящее время) по 4 известным архивам ре-анализа (R-1, R-2, ERA-5 и MERRA-2).
Средние оценки испарения за периоды повышения и понижения уровня составили 0,91 и 1,03 м при малой изменчивости (коэффициенты вариации 5,5 и 4,9 %) и коэффициенте тренда 5 мм/год за период повышения и его отсутствие при понижении уровня. Показана слабая корреляция между испарением и такими метеорологическими параметрами, как разница между температурами воды и воздуха и скорость ветра, причем при росте температуры воздуха она отрицательная, что противоречит распространенному мнению о том, что при потеплении климата испарение повышается. При повышении уровня наибольший вклад в дисперсию испарения вносит разность между температурой воды и воздуха, а при его понижении – скорость ветра.
Среднее значение осадков для периодов повышения и понижения уровня оставляет 192 и 247 мм/год. При этом отмечается их сравнительно высокая межгодовая изменчивость (коэффициент вариации 0,20―0,22). Тренд осадков отрицательный для обеих фаз изменений уровня, но уменьшение осадков идет более быстрыми темпами при повышении уровня. На этом фоне отмечается хорошо выраженный локальный положительный тренд в течение периода с 1989 г. по 2006 г., который не привязан к фазам изменений уровня. Сезонный ход осадков имеет 2 максимума: главный ― в ноябре и локальный ― в феврале. Минимум осадков отмечается в августе.
Поскольку непосредственно оценить точность определения испарения и осадков нереально, то использовалась косвенная процедура. Суть ее состояла в том, что за достаточно длительный период времени в уравнении водного баланса Каспийского моря принималось равенство уровня за конечный и начальный момент времени, т. е. hкон – hнач = Δh = 0. Отсюда следует равенство приходной и расходной части водного баланса моря. При условии независимого определения всех компонент баланса невязка η будет показывать их суммарную систематическую ошибку. Принимая в качестве реперных значений уровня его оценки через 0,5 м (−27,0, −27,5 … −29,0 м), были рассчитаны 5 значений невязки. Только для уровня −28 м невязка была выше 1 см/год. Для остальных периодов невязка меньше 1 см/год, причем для длинных промежутков (более 35 лет) она приближается к нулю. Это свидетельствует о полной согласованности компонент водного баланса, т. е. означает возможность использования значений испарения и осадков в воднобалансовых расчетах.
Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ FSZU-2026-0003.