Новости

28 сентября 2020
Интервью с доцентом Департамента наук о Земле Лобановым С.А. о проблеме прогнозирования наводнений


- Какие исследования необходимо проводить, чтобы надежно прогнозировать наводнения?

Опыт НИР в Департаменте наук о земле ДВФУ по разработке новых моделей глобальной атмосферной циркуляции и долгосрочного прогнозирования наводнений убедительно показывает, что их необходимо строить на основе учета: 1) законов небесной механики; 2) теплофизических свойств почв.

Катастрофические наводнения это наводнения, которые приводят к огромным материальным ущербам и гибели людей. Величина таких ущербов часто соизмерима с бюджетами регионов, подверженных наводнениям. Предотвратить наводнения или снизить их негативные последствия возможно двумя способами:

        - заблаговременными техническими мерами, включающими регулирование стока в руслах рек, отвод паводковых вод, спрямление русел и дноуглубление, обвалование, строительство берегозащитных сооружений и т.д.;

        - краткосрочными и долгосрочными прогнозами наводнений, которые дают возможность реализовать превентивные противопаводковые мероприятия. Роль прогнозов необычно велика, если технические средства мало эффективны или не оправдано дорогостоящи.

Для того, чтобы разрабатываемые прогностические модели были эффективными и давали высокую оправдываемость, необходимо, чтобы они в явной форме описывали нестационарность прогнозируемых процессов как зависимость статистического фона от времени. Сегодня в качестве такого статистического фона рассматривается процесс глобального потепления,        который обостряет температурные градиенты на подстилающей поверхности суши и океана и способствует образованию циклонических вихрей в атмосфере.

На этой основе в Департаменте наук о земле ДВФУ разработаны следующие методы долгосрочных прогнозов наводнений и расчета их характеристик на реках Амурского бассейна:

1. Градиентная модель долгосрочных прогнозов наводнений на реках Приморского края в летне-осенний период.

Прогнозы выпускаются в 1декаде мая в виде наивысших уровней воды для рек Приморского края на июль, август, сентябрь. Метод готов к испытанию. Ожидаемая оправдываемость 75-80%.

2. Адаптивный авторегрессионный метод долгосрочных прогнозов наивысших уровней воды.

Модель осуществляет экстраполяцию нестационарного случайного процесса наивысших уровней воды по его предыстории с заблаговременностью от одного до шести месяцев. Адаптация описывается использованием равномерной ограниченной «памяти», при которой все статистические параметры, необходимые для оценок коэффициентов авторегрессии, находятся по скользящим n-летиям. Ожидаемая оправдываемость 75-80%.

3. Метод оценки риска и смягчение негативных последствий наводнений на реках Приморского края.

Основное внимание уделено ущербам, оценке их риска и связи с основными гидрологическими характеристиками паводочных волн. Показано, что ущербы от наводнений имеют тесную корреляционную связь   с   максимальными паводочными уровнями, что позволяет разрабатывать методы их краткосрочных и долгосрочных прогнозов. Выведена формула вероятности ежегодного превышения равно обеспеченных расходов воды в заданном числе населенных пунктов, что позволяет оценивать вероятность появления ежегодных ущербов заданной обеспеченности на интересующей   территории   и обоснованно оценивать эффективность и целесообразность организации страхования от наводнений.

4. Модель климатологического прогноза зон локального похолодания в Дальневосточном регионе на фоне глобального потепления.

Региональной особенностью территории Дальневосточного региона является разнонаправленное изменение среднегодовых температур воздуха. 67% территории испытывают потепление, 22 % - похолодание, в 11% случаев - температуры стабильны. Наблюдаемая интранзитивность предопределяется единым механизмом формирования температурных полей в почве, обусловленным природной пространственной неоднородностью распределения теплопроводности почв.

Антропогенные изменения в почвенном покрове могут сыграть   определенную роль, лишь усиливая или ослабляя эффект формирования интранзитивности температурных полей и тенденций их изменения.

На фоне глобального потепления уменьшится интенсивность паводочного режима в районах локального похолодания и усилится в районах локального потепления (67% территории).

- В какую сторону будет меняться климат?

Процесс глобального потепления не будет бесконечным. В текущем 1000-летии он достигнет максимума. А затем начнется длительный процесс похолодания с покровным оледенением значительной части Евразии, включая север российского Дальнего Востока.

- Как изменение климата влияет на водность рек и озер, в частности озера Ханка?

Наиболее сильно это влияние скажется, когда весь лед на нашей планете растает и уровень Мирового океана увеличится на 70-75 метров. Тогда морские воды Амурского залива поднимутся по долине р. Раздольная и затопят всю Приханкайскую низменность вместе с озером Ханка.

- Станут ли летние паводки привычными и будут ли они более разрушительными?

На 67% территории Дальнего Востока с низкими коэффициентами теплопроводности почвенного покрова будет наблюдаться хорошо выраженный паводочный режим. На 22% другой части территории Дальнего Востока с высокими коэффициентами теплопроводности паводочный режим будет более слабым.

С годами и десятилетиями на фоне усиливающегося глобального потепления контрасты между интенсивностями паводочных режимов этих территорий будут расти и возникающие наводнения будут более разрушительными.