Введение.
Уникальный природный водоем нашей планеты - Каспийское море расположено на крайнем юго-востоке Европейской территории России Море лежит на границе двух крупных частей единого материка Евразии.Географические координаты крайних точек современной акватории Каспийского моря (без Кара-Богаз-Гола): на севере — 47° 07' с.ш., на юге — 36° 33' с.ш.; на западе — 46° 43' в.д. и на востоке — 54°03'в.д. Каспий занимает крупную и глубокую материковую депрессию в пределах самой обширной в Европе и СССР области внутреннего стока, не имеет связи с Мировым океаном, и уровень моря лежит на 28 м ниже уровня океана. По размерам своей котловины Каспийское море — крупнейший на Земле замкнутый водоем. Его общая площадь равна 378 400 км2, что составляет 18% общей площади озер земного шара и в 4,5 раза превышает площадь второго по величине озера мира - Верхнего (84 100 км2. Северная Америка) [Николаева, 1971; Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, 1974]. Вместе с тем площадь Каспийского моря соизмерима и даже значительно превосходит площадь некоторых морей Мирового океана: Балтийского (387000 км2), Адриатического (139000 км2), Белого (87 000км2) [Атлас океанов, 1977, 1980]. Каспийскому морю. в целом присуще субмеридиональное простирание. Наибольшая протяженность его с севера на юг составляет 1030 км (по меридиану 50° 00' в.д.) . Наибольшая ширина достигает 435 км (по параллели 45°30'с.ш.), наименьшая - 196км (по параллели 40° 30'с.ш.). Каспийское море — глубоководный водоем с сильно развитой шельфовой зоной. По величине максимальной глубины впадины — 1025 м — Каспий уступает лишь двум самым глубоким озерам мира — Байкалу (1620 м) и Танганьике (1435 м) [Малый атлас мира, 1981]. Средняя глубина Каспийского моря, рассчитанная по батиграфической кривой, равна 208 м.
Исходя из особенностей морфологического строения и физико- географических условий. Каспийское море принято делить на три части: Северный, Средний и Южный Каспий. За условную границу между Северным и Средним Каспием обычно принимают линию, соединяющую о-в Чечень с м. Тюб- Караган, а между Средним и Южным Каспием линию о-в Жилой—м. Куули В пределах Северного Каспия выделяют также западную и восточную части. Для Каспийского моря, как и для любого замкнутого водоема, характерны значительные изменения природных условий, обусловленные комплексом климатических, гидрологических и геологических процессов, протекающих в пределах его водосборного бассейна. Среди компонентов природного комплекса моря весьма существенно изменяются морфомет-рия и топография водоема. Так, наблюдавшееся в 30-х годах текущего столетия уменьшение увлажненности в бассейне Каспия обусловило значительное сокращение объема вод и резкое (1,8 м) понижение уровня моря. Это привело к сокращению площади водной поверхности, изменению конфигурации береговой линии, уменьшению глубин. В поледнее время наблюдается обратный процесс. Уровень Каспия из года в год возрастает что вызывает затопление огромных территорий.
ВОДНЫЙ БАЛАНС И УРОВЕНЬ МОРЯ. Непостоянство уровня поверхности Каспийского моря — одна из главных особенностей его гидрологического режима. В вековом ходе уровня Каспийского моря выделяются циклические колебания различной продолжительности. Вплоть до 30-х годов текущего столетия водный баланс Каспийского моря формировался под влиянием естественных климатических факторов, в результате их долговременных изменений. С середины 30-х годов на реках Каспийского бассейна началось интенсивное водохозяйственное строительство, влияние которого стало ощутимо сказываться в 50-е годы. К началу 70-х годов практически все крупные реки бассейна были зарегулированы, заполнены и пущены в эксплуатацию водохранилища. В результате этого уменьшился объем речного стока и изменилось его внутригодовое распределение. В 30-е годы уменьшение суммарного притока речных вод в Каспий не превышало 5—7 км3 в год, в настоящее время безвозвратные изъятия достигают в отдельные годы около 50 км3 в год. Следовательно, помимо влияния климатических факторов, величина поверхностного притока в море испытывает ощутимое дополнительное влияние антропо-генной деятельности. Исследование водного баланса за 1900—1982 гг. показало, что величины его приходной части почти все время были меньше, чем расходной, в основном за счет притока рек (табл. 1). Дефицит баланса, составивший в среднем 14 км3/год, обусловил общую тенденцию снижения уровня моря, продолжавшегося до 1977 г. включительно. Лишь в отдельные непродолжительные отрезки времени приход воды в море превышал расход и происходило повышение или стабилизация уровня (рис. 1). Поверхностный приток в море складывается из стока рек Волги, Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры, малых кавказских рек и рек Иранского побережья. Волга, бассейн которой составляет около 40% территории водосборного бассейна Каспия, определяет основную часть поверхностного притока к морю, достигающую около 80% общего его объема. Изменения многолетнего сезонного стока Волги в различные отрезки времени достигают значительных величин (табл. 2). Благоприятные гидрометеорологические условия в бассейне моря, сложившиеся в начале столетия (1900—1929 гг.), обусловили значительный приток речных вод к морю и относительно высокое положение его уровня (см. рис. 1). В 30-е годы в бассейнах Волги и Урала наблюдался затяжной маловодный период. Величина волжского стока сократилась до 200 км3 в год, в то время как в 1900—1929 гг. она достигала 250 км3 в год. Главная причина этой маловодности — потепление климата, охватившее все северное полушарие. В результате значительно уменьшилось количество атмосферных осадков, главным образом осенне-зимних, формирующих основной объем стока Волги.
В период 1942—1969 гг. бассейну моря был присущ более умеренный климат, поэтому водоносность рек несколько увеличилась и темпы падения
Таблица 1. Составляющие водного баланса Каспийского моря
[pic]
уровня замедлились. Однако в первой половине 70-х годов в бассейне Каспийского моря опять сложились неблагоприятные гидрометеорологические условия и произошло падение уровня моря до самой низкой отметки за все время проведения инструментальных наблюдений — до —29,0 м (1977 г.). Величина суммарного речного стока в 1970—1977 гг. оказалась даже ниже, чем в период интенсивного падения уровня в 30-х годах. Сток Волги уменьшился до 207 км3/год и был ниже средней многолетней нормы за 1900-1982 гг. -238 км3/год. Изменение характера увлажненности в бассейне Каспия, наступившее в конце 70-х годов, привело к увеличению атмосферных осадков, водоносность Волги резко повысилась, и произошел быстрый подъем уровня моря (см. табл. 2, рис. 1). За исследованный период (1900-1982 гг.) разность между максимальным и минимальным поверхностным притоком в море составляет 260 км3. Наибольший суммарный поверхностный приток — около 460км3 - отмечался в 1926г., а наименьший - 200 км3 - в 1975 г. Внутригодовое распределение поверхностного притока в Каспий, несмотря на различие физико-географических условий речных бассейнов и специфические особенности годового стока отдельных рек, почти полностью соответствует внутригодовому распределению стока Волги, составляющего основную долю общего притока в море. В течение года четко выделяется максимум стока в мае—июне, в период прохождения половодья. В это время в море ежемесячно поступает
Рис. 1. Многолетние изменения стока Волги (км3/год) (д), уровня моря (м БС) (б): 1 — фактический, 2 — естественный
17—26% величины годового стока. Меньше всего речной воды поступает в зимние месяцы: в январе—феврале 3—7% годового стока. Интенсивное использование водных ресурсов рек, начавшееся с 50-х годов, привело к уменьшению величины поверхностного притока в море, его внутригодовому перераспределению и, как следствие, к дополнительному снижению уровня моря (см. рис. 1). В 70-х годах уменьшение величины волжского стока за счет безвозвратных изъятий на народнохозяйственные нужды составляло уже около 20 км3 в год [Шикломанов, 1976], что равняется 50% ежегодных суммарных изъятий из рек Каспийского бассейна. Всего с 1940 по 1982 г. море "недополучило" свыше 800 км3 речной воды, что может быть почти соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматических условиях. Поскольку объем атмосферных осадков, выпадающих на акваторию моря, существенно меньше объема речного стока, влияние осадков на межгодовые изменения уровня моря значительно меньше, чем речного стока. С начала столетия прослеживается тенденция увеличения осадков, выпадающих на поверхность моря. Их доля в водном балансе изменялась от 15% в начале столетия до 23% в 1978—1982 гг., когда на поверхность моря в среднем за год выпадало 257 мм, что существенно превышало среднемноголетнюю норму (191 мм). Наибольшее количество осадков — около 112 км3 (308 мм) — было зарегистрировано в 1969 г., наименьшее — около 50 км3 (132 мм) — в 1944 г. Таким образом, размах колебаний количества осадков составил около 60 км3 (178 мм слоя). В течение года наименьшее количество осадков выпадает в летние месяцы — июль-август(табл. 3).
Табл. 2. Внутригодовое распределение стока Волги (у с. Верхнего Лебяжьего) в 1900-1982 гг
Табл. 3. Внутригодовое распределение количества атмосферных осадков выпадающих на поверхность Каспия.
[pic]Испарение с поверхности моря — основная расходная составляющая водного баланса. Из-за отсутствия достаточного количества фактических наблюдений его величина в настоящее время оценивается по различным теоретическим и эмпирическим формулам. Использование методики расчета, разработанной в ГОИНе [Гоптарев, Панин, 1970], позволило уточнить межгодовое и Внутригодовое распределение величин испарения по акватории Каспия. На акватории моря наиболее высокая величина испарения характерна для Северного Каспия, а наиболее низкая — для Среднего Каспия.
Анализ межгодовых изменений величин испарения в текущем столетии показал, что самое интенсивное испарение было в 30-х годах, чему способствовала засушливость климата, связанная с преобладанием антициклонического режима циркуляции атмосферы на значительной части ETC, что вызвало повышенное испарение не только в водосборном бассейне моря, но и на его акватории. В это время с поверхности моря ежегодно испарялось около 395 км3 воды — намного больше, чем ее поступало в море. В результате в 1930—1941 гг. море "потеряло" около 740 км3 воды.
Для испарения с поверхности Каспия характерны незначительные межгодовые изменения, свидетельствующие об относительной устойчивости этого фактора. Однако следует отметить, что в связи с понижением уровня моря и соответствующим сокращением площади его зеркала происходит изменения объема испаряющейся воды. Сезонная изменчивость испарения более значительна, чем межгодовая. Так, с июня по декабрь с поверхности моря испаряется около 70% годового объема воды (табл. 4). К расходным составляющим водного баланса до 1980 г. относился также сток морских вод из Каспия в залив Кара-Богаз-Гол. Непосредственные наблюдения за стоком в залив велись с 1928 г. Среднемноголетняя величина стока за 1900—1979 гг. составила около 15 км3/год. В начале столетия в залив стекало до 30 км3 в год, в последующие годы, в связи с сокращением речного притока и понижением уровня моря, объем стока морских вод в залив постоянно сокращался (см. табл. 1). С целью сокращения величины расходной составляющей водного баланса Каспия в 1980 г. Кара-Богаз-Гол был отделен от моря глухой плотиной, сток морских вод в залив прекратился. Перекрытие Кара-Богаз-Гола позволило "сэкономить" до 1985 г. более 40 км3 морской воды, что в общем повышении уровня моря составило около 17 см слоя, и уровень моря ежегодно стал в среднем на 2,5—2,7 см выше, чем при существовании стока в залив. Роль подземного притока в море в водном балансе Каспия незначительна, величина его ориентировочно оценивается в 4 км3/год [Потайчук, 1970]. За историческое время происходила неоднократная смена низких и' высоких стояний уровня Каспия (рис. 2). В середине XVI в. уровень моря находился на отметке —26,6 м в последующее столетие произошло повышение уровня до —23,9 м, а в начале XVIII в. уровень опустился до отметки —26 м. После этого значительного снижения начался период высокого стояния уровня, и к началу XIX в. (1805 г.) его отметка достигла -22 м [Берг, 1934; Аполлов, 1951; Федоров, 1957; Николаева, Хан-Магомедов, 1962]. С начала проведения инструментальных наблюдений (1837 г.) и до начала XX в. уровень сохранял положение в среднем около —25,8 м. С 1900 по 1929 г. изменения уровня были незначительными и происходили около средней отметки —26,2 м. Это относительно равновесное положение уровня сменилось его резким снижением: с 1930 по 1941 г. оно составило 1,8 м и -было связано с крупномасштабными климатическими изменениями. В последующие годы снижение уровня Каспия происходило более медленно, а в 60-е годы наблюдалась некоторая его стабилизация около отметки —28,4 м. В первой половине 70-х годов произошло понижение уровня до экстремально низкой за последние 150 лет отметки: -29 м в 1977 г. Общее снижение с 1900 по 1977 г. составило 3 м, в том числе за счет хозяйственной деятельности — около 1 м. С 1978 г. уровень Каспия стал резко повышаться и в 1985 г. достиг отметки —27,97 м,т.е. поднялся более чем на метр. Современное повышение уровня не представляет собой аномального явления. Как отмечалось, значительные колебания уровня наблюдались как в прошлом, так и в текущем столетии. Так, приращение уровня на 20-30 см в год отмечалось в 1865-1866, 1895-1896, 1933-1934, 1937-1938 гг. Повышение уровня моря, наблюдающееся с 1978 г., обусловлено главным образом увеличением объема поступающего в море волжского стока, а также количества атмосферных осадков,выпадающих на поверхность моря. В 1978—1983 гг. количество атмосферных осадков существенно превышало их среднюю многолетнюю норму, достигнув 256 мм в год. Внутригодовое изменение уровня имеет четко выраженный сезонный характер (рис. 3), обусловленный изменчивостью составляющих водного баланса. В зимнее время уровень - низкий, затем вследствие интенсивного поступления в море речных вод наблюдается его весенне-летнии подъем. Основное накопление воды в море происходит в июне—июле, и уровень достигает наивысшего положения. С августа, в связи с уменьшением речного притока и увеличением испарения с морской акватории, уровень постепенно понижается до зимнего минимума, наблюдающегося в январе-феврале. Средняя многолетняя величина внутригодрвых изменений уровня за 1900—1983 гг. составила 30 см (табл. 5). Наибольшая величина его
Страницы: 1, 2
