Assessment of changes in the characteristics of the water, snow and ice regimes in the basins of the Small Northern Dvina river under modern conditions and their possible changes in the future

The article presents an analysis of the impact of climate change on the main characteristics of ice phenomena, snow cover and the water regime in the Small Northern Dvina River basin occurring in recent decades. Recently, a significant climate warming has been observed in the basin. As a result, winters are getting warmer and shorter. There is also an increase in winter precipitation and the number of thaws. Climate warming directly affects the duration of snow cover, which decreases both due to the later formation and to the earlier destruction of snow. There is also a slight downward trend in the annual values of the maximum snow water equivalent, which may be the result of an increase in the number of thaws in winter, when a part of the snow cover melts contributing to the winter river runoff. The analysis of the main characteristics of the ice cover on the rivers of the studied basin shows that their changes are similarly to changes in the snow cover: there is a reduction in the freeze-up period due to its later formation and earlier complete destruction. The maximum ice thickness on the rivers of the basin also tends to decrease. There is an increase in winter and a decrease in spring runoff. Predictive estimates of changes in the observed trends in the future are presented in the final part of the article based on the CMIP5project data.

climate change, forecasting future changes, ice phenomena, maximum snow water equivalent, Northern Dvina, river ice, snow cover, winter river runoff

1. Бузин В.А. Зажоры и заторы льда на реках России. - СПб.: ГГИ, 2015. - 240 с.

2. Агафонова С.А., Василенко А.Н., Фролова Н.Л. Факторы образования ледовых заторов на реках бассейна Северной Двины в современных условиях // Вестник Московского университета. - Серия 5 «География». - 2016. - №. - С. 82-90.

3. Отчет ФГБУ ГГИ «Комплексные исследования русловых процессов и формирования заторов льда в узле слияния Сухона-Юг-Малая-Северная Двина с целью регулирования процессов заторообразования и разработки противопаводковых мероприятий у г. Великий Устюг». - СПб.: ФГБУ ГГИ, 2014. - 221 с.

4. Георгиевский В.Ю., Коронкевич Н.И., Алексеевский Н.И. Водные ресурсы и гидрологический режим рек РФ в условиях изменения климата // Пленарные доклады VII Всероссийского гидрологического съезда, 19-21 ноября 2013 г. - СПб.: ГГИ, 2014. - С. 79-102.

5. Условия формирования и полевые исследования ледового затора, послужившего причиной наводнения на р. Сухона у г. Великий Устюг весной 2016 г. / М.В. Георгиевский, Н.И. Горошкова, В.С. Полякова и др. // ГЕОРИСК. - 2017. - № 4. - С. 40-48.

6. Harris I., Jones P.D., Osborn T.J., Lister D.H. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations - the CRU TS3.10 Dataset // International Journal of Climatology. - 2014. - 34. - P. 623-642. Doi: 10.1002/joc.3711.

7. Brown R.D., Brasnett B. Canadian Meteorological Centre (CMC) Daily Snow Depth Analysis Data, Version 1. - Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center, 2010. - URL: https://doi.org/10.5067/W9FOYWH0EQZ3.

8. Estimating Northern Hemisphere Snow Water Equivalent for Climate Research through Assimilation of Space-Borne Radiometer Data and Ground-Based Measurements / М. Takala, К. Luojus, J Pul-liainen i dr. // Remote Sensing of Environment. - 2011. - 115. - P. 3517-3529. - URL: https://doi.org/10.1016Zj.rse.2011.08.014.

9. Георгиевский М.В., Хомякова В.А., Паршина Т.В. Оценка точности глобальных данных по влагозапасам в снежном покрове на примере бассейна р. Северная Двина // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. - 2020. - 65(3). - С. 434-454. Doi: 10.21638/spbu07.2020.302.

10. Экстремальное заторное наводнение весной 2016 г. на р. Сухона у г. Великий Устюг (формирование, прогноз, последствия) / М.В. Георгиевский, Н.И. Горошкова, В.С. Полякова и др. // Метеорология и гидрология. - 2018. - № 2. - С. 108-114.

11. Георгиевский В.Ю. Водные ресурсы рек Российской Федерации // Труды IV Всероссийской научн. конф. «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов», 15-18 сентября 2015 г. - М.: ИВП РАН, 2015. - С. 5-8.

12. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. - М.: Росгидромет, 2014. - 20 с.

13. Georgievsky M. Water resources of the Russian rivers and their changes // Proc. IAHS. - 2016. - 374. - P. 75-77. Doi: 10.5194/piahs-374-75-2016.

14. Георгиевский М.В., Голованов О.Ф. Прогнозные оценки изменений водных ресурсов крупнейших рек Российской Федерации на основе данных по речному стоку проекта CMIP5 // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. - 2019. - № 64(2) - С. 206-219.

15. Прогнозные оценки изменений стока рек на основе климатических сценариев // Водные ресурсы России и их использование / И.А. Шикломанов, В.Ю. Георгиевский, А.Л. Шалыгин и др. / ред. И.А. Шикломанов. - СПб.: ГГИ, 2008. - С. 442-462.

16. Кокарев В.А., Шерстюков А.Б. О метеорологических данных для изучения современных и будущих изменений климата на территории России // АРТИКА. XXI век. Естественные науки.-2015.-№ 2(3). - C. 5-23.

17. Анисимов О. А., Кокарев В. А. Климат в арктической зоне России: анализ современных изменений и модельные проекции на XXI век // Вестник Московского университета. Сер. 5 «География». - 2016. - № 1. - C. 61-69.

18. Катцов В.М., Говоркова В.А. Ожидаемые изменения приземной температуры воздуха, осадков и годового стока на территории России в ХХ! веке: результаты расчетов с помощью ансамбля глобальных климатических моделей (CMIP5) // Труды ГГО. - 2013. - Вып. 569. - С. 75-97.

19. Ожидаемые изменения климата на территории Российской Федерации в XXI веке / И.М. Школьник, В.П. Мелешко, И.Л. Кароль и др. // Труды ГГО. - 2014. - Вып. 575. - С. 65-118.