Срочная новость
This content is not available in your region

Помогут ли климатические данные решить проблему обмеления рек?

Берег Рейна в период мелководья, Кельн (Германия).  На заднем плане набережная Райнаухафен, здания Краунхаус и Кельнский собор.
Берег Рейна в период мелководья, Кельн (Германия). На заднем плане набережная Райнаухафен, здания Краунхаус и Кельнский собор.   -   Авторское право  firina
Размер текста Aa Aa

Более частые засухи угрожают водным ресурсам континента, вынуждая страны искать новые пути адаптации населения и экономики

К 1 июня 2018 г. 4,5% рек Европы обмелело до рекордно низкого уровня с 1991 г. Уже через месяц их число возросло до 10,8%, а к 20 октября достигло 35,9%. Засушливое лето истощило основные водные артерии континента, а аномальная жара лишь ускорила испарение влаги, приведя к еще большим потерям воды. В этом году, согласно данным Службы по контролю за изменением климата программы «Коперник» (C3S), засуха, от умеренной до сильной, наблюдалась на значительной части Центральной Европы уже в апреле, и во многих регионах она продолжалась вплоть до конца июня. По оценкам экспертов Службы по чрезвычайным ситуациями программы «Коперник», 2020 год стал третьим подряд засушливыми годом.

Изображение предоставлено Службой по чрезвычайным ситуациям программы «Коперник» / Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды.

В будущем засухи могут стать обычным явлением. Ожидается, что к середине столетия они станут еще более частыми, представляя угрозу для целого ряда секторов экономики, от водо- и электроснабжения до речного транспорта и сельского хозяйства. «Предполагается, что Средиземноморский субрегион, из без того страдающий от нехватки воды, наиболее сильно ощутит на себе последствия засух, вызванных изменением климата, ― рассказали Euronews эксперты Совместного исследовательского центра (СИЦ). ― С ускорением глобального потепления снижение стока рек в регионе будет происходить все чаще и длиться все дольше». Ученые считают, что повышение глобальной температуры всего на три градуса приведет к тому, что еще 11 млн человек и 4,5 млн гектаров земли ежегодно будут страдать от засухи, которая раньше случалась всего раз в 10 лет. «Мы видим сильное разграничение в Европе: на юге засуха наблюдается все чаще, а на севере ― все реже», ― говорит д-р Нико Вандерс, изучающий гидрологические экстремальные явления в Утрехтском университете, ― Мы ожидаем, что сильная засуха станет еще более разрушительной. Это вызвано сочетанием высоких температур и более интенсивным испарением, приводящим к большим потерям воды», ― говорит д-р Вандерс.

©ESRI

По мнению ученых из Бирмингемского университета, необходимо учитывать и тот факт, что в реки поступает меньше талой ледниковой воды. Повышение температуры в последние три десятилетия, а также малое количество снега привело к сокращению площади ледникового покрова в Альпах примерно на 54% по сравнению с 1850 г. Согласно долгосрочным прогнозам, ожидается дальнейшее уменьшение ледниковой шапки.

Засуха вызывает не только обмеление рек. Ученые научно-исследовательского консорциума MaRIUS утверждают, что дефицит осадков приводит к тому, что речные воды не могут эффективно растворять загрязняющие вещества, что ведет к повышению концентрации азота и фосфора, а также тяжелых металлов и микрочастиц пластмасс. Большая концентрация органических веществ способствует быстрому размножению водорослей, делая водоемы непригодными для использования человеком. Кроме того, теплые воды содержат меньше кислорода, чем холодные, что неблагоприятно сказывается на водной флоре и фауне.

Контейнеровоз на Рейне (Германия) в период мелководья

Падение уровня воды приводит и к падению доходов бизнеса и населения. Электроснабжение, сельское хозяйство, промышленное производство, водоснабжение и многие другие сектора экономики зависят от устойчивого притока пресной воды. В 2018 г. низкий уровень воды в Рейне сделал ее непроходимой для большинства типов судов, в том числе самых современных большегрузов, что затруднило транспортировку товаров и привело к сокращению объема производства. Хотя, по словам представителя Центральной комиссии по судоходству на Рейне, это обмеление носило сезонный характер, сегодня низкий уровень воды приводит к гораздо большим экономическим последствиям, чем в прошлые годы, когда промышленная и транспортная деятельность не была столь интенсивной. Согласно недавнему отчету, судоходная отрасль Германии понесла убытки в размере 2,4 млрд евро.

Небывалая засуха в Голландии в 2018 г. вызвала снижение уровня грунтовых вод, создав угрозу для одного миллиона домов, оказавшихся в зоне оседания грунта. В сентябре 2003 г. дефицит дождя и высокие температуры летом привели к тому, что уровень воды в Дунае опустился до самой низкой отметки с 1840 г. Было приостановлено судоходство от юга Германии до Румынии, где почти месяц не работала атомная электростанция из-за нехватки воды для охлаждения реакторов. По оценкам экспертов научно-исследовательского консорциума MaRIUS, за последние 40 лет производители электроэнергии Великобритании из-за низкого стока воды не смогли произвести около 4,6 ТВт-ч мощности, нанеся ущерб бизнесу в размере 45 млн фунтов в год.

©Copernicus

Плыть по течению или действовать на опережение?


Согласно недавнему исследованию экспертов СИЦ, в случае реализации наихудшего климатического сценария убытки от засухи могут увеличиться в 5 раз, однако меры по смягчению последствий помогут снизить эту цифру вдвое.

«Планирование имеет ключевое значение», ― говорит д-р Вандерс. Эффективное планирование и управление водными ресурсами все больше опирается на климатическую информацию, которая помогает оценить сроки наступления засухи. «В основе проактивного управления речными ресурсами лежат прогнозы по засухе, поэтому точные наблюдения в режиме реального времени имеют первостепенное значение», ― добавляет д-р Вандерс. Эксперты C3S и Шведского метеорологического и гидрологического института разрабатывают сервис, который поможет государственным и частным компаниям стать более устойчивыми к аномальным погодным явлениям, таким как обмеление рек. В основе сервиса лежат гидрологические и региональные климатические модели, с помощью которых можно составить прогноз расхода рек на несколько месяцев вперед, а также оценить влияние изменения климата на количество осадков, температуру и уровень воды в реках вплоть до 2100 г.

Прогноз среднего значения расхода рек на март 2020 г. от 1 февраля 2020 г.

«Гидрологические прогнозы главным образом используются в области управления водными ресурсами и отходами, управления рисками наводнений, защиты гражданского населения, а также в гидроэнергетике, речном транспорте, сельском хозяйстве и туризме, ― говорит д-р Шон Харриган, гидролог Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП). ― Гидрологические прогнозы заранее предупреждают эти отрасли об аномальном падении или повышении уровня воды в реке, позволяя им стать более устойчивыми к экстремальным гидрологическим явлениям, принимать более разумные решения, которые приведут к положительным социально-экономическим результатам», ― заявляет д-р Харриган.

Местные органы власти в средиземноморских регионах стремятся эффективнее управлять водными ресурсами в случае наступления засухи. На востоке Испании, водохозяйственные предприятия в бассейне реки Хукар, воды которой используются для орошения около 150 000 га земли, а также в городских хозяйствах, гидроэнергетике и промышленности, учитывают климатическую информацию C3S для регулирования распределения воды в зависимости от погодных условий и уровня речного стока с целью повышения устойчивости региона, страдающего от непрерывных засух с 2013 г. Главной задачей является связать данные по климату и водным ресурсам со всей Европы с информацией, получаемой на местах, и оказать поддержку местным органам власти с целью повышения эффективности планирования в условиях дефицита воды.


Водохозяйственная компания Canal Isabel II, обслуживающая регион Мадрида, работает по многим направлениям с целью обеспечения водой более 6 млн человек. «Мы уже многие годы страдаем от последствий дефицита воды. В среднем объем воды, поступающий в наши водохранилища, за последние тридцать лет сократился на 20% по сравнению со средним значением 1914 г.», ― говорит представитель компании. Компания не только обеспечивает резервное водоснабжение, но и прогнозирует наличие водных ресурсов и планирует установить на своих резервуарах системы раннего предупреждения об экстремальных погодных условиях. Canal Isabel II также инвестирует в разработку систем регенерации сточных вод, которые затем могут быть использованы для городских и промышленных нужд и снизить объем потребляемой пресной воды.

В Италии консалтинговая компания предоставляет цифровые инструменты для лучшего управления водными ресурсами. «Мы создаем сервисы для прогнозирования потребления и наличия водных ресурсов, учитывающие сезонных колебания и изменяющиеся климатические условия, для большого числа пользователей: компаний, управляющих ирригационными системами и водными ресурсами, энергетических предприятий», ― говорит д-р Паоло Мадзоли, технический директор GECOSISTEMA. Сервис SmartRIVER использует данные C3S и других организаций, а также информацию на местах (например, метеорологических станций) для прогнозирования речных стоков и наличия водных ресурсов с учетом потребностей пользователей. «В настоящее время SmartRIVER дважды в месяц составляет прогнозы объемов воды, поступающей в резервуары Ридраколи, ― говорит д-р Мадзоли. ― Это водохранилище, построенное в начале 80-х в Апеннинах региона Эмилия-Романья, содержит около 30 млн м3 воды и обеспечивает питьевой водой более 1 млн человек в четырех провинциях. С помощью прогнозов специалисты водохранилища могут оптимизировать использование и распределение воды».

По словам д-ра Харригана, точное прогнозирование речного стока требует моделирование всего водного цикла. «Раньше это делалось только для района речного бассейна, где у нас были довольно точные данные наблюдений за погодными условиями и речным стоком. Сегодня […] спутники позволяют нам составлять гидрологические прогнозы для регионов мира, по которым у нас нет или недостаточно данных наземных наблюдений», ― говорит д-р Харриган. Однако до сих пор существуют и факторы неопределенности. «Один из основных факторов неопределенности связан с прогнозированием экстремальных погодных явлений, которые вызывают гидрологические аномалии, особенно на неделю или две вперед, ― добавляет д-р Харриган. ― Другим является моделирование того, что происходит с дождевой водой, когда она попадает в почву. Однако инновации в области дистанционного зондирования являются весьма многообещающими».

Однако, составляя прогноз уровня воды в реке, необходимо учитывать и другие факторы. По оценкам экспертов СИЦ, все еще отсутствует информация о том, какой объем воды расходуется на потребительские нужды, а также о влиянии отвода грунтовых вод на уровень речного стока. «Самым сложным компонентом гидрологических моделей является оценка влияния деятельности человека на водный баланс, особенно в больших пространственных масштабах. Расширение наших возможностей моделирования этих факторов значительно уменьшит уровень неопределенности в процессе мониторинга и прогнозирования засух», ― говорит эксперт СИЦ.