Осадков достаточно, но вода быстро испаряется, а жителей на полуострове все больше

В последние годы практически каждый туристический сезон в Крыму все явственнее проявляется проблема водообеспеченности, напрямую связанная с недостаточной наполняемостью водохранилищ. В научном сообществе бытует мнение, что это прямое следствие климатических изменений режима атмосферных осадков. Давайте посмотрим, так ли это.

Владислав Евстигнеев, кандидат физико-математических наук, Севастопольский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

Реки наземные и подземные

В 2015 году Украина приостановила поступление вод Днепра в Крым по Северо-Крымскому каналу. Если не считать незначительного на общем фоне забора воды из артезианских скважин, единственным источником пресной воды на полуострове остались водохранилища, которые питаются реками, а дебет рек, в свою очередь, в теории зависит от количества атмосферных осадков, выпадающих над их водосборными бассейнами. Но водосборный бассейн крымских рек имеет особенности.

Для всех рек западного склона Ай-Петринской яйлы, в верховьях которых расположены основные водохранилища, характерен смешанный тип питания: дождевое и подземное (карстовое), с преобладанием дождевого. Вершины Крымских гор Главной гряды, яйловые плато и верхние части склонов сложены из легкорастворимых известняков, вследствие чего в земной поверхности образуются различного рода полости — пещеры, каналы, естественные шахты и колодцы.

Главная гряда и ее склоны составляют единую гидрогеологическую систему, в которой верхняя часть является областью питания подземных вод, в средней части склонов происходит накопление карстовых вод, а нижние части склонов Главной гряды находятся в области разгрузки карстовых вод. Закарстованные известняки поглощают атмосферные осадки и после их некоторой циркуляции по пустотам подпитывают поверхностные речные воды или выходят на поверхность в виде родников.

Количественная оценка роли карста в формировании подземного стока рек, а также расчет подземного притока в реки полуострова является до сих пор не решенной задачей. Именно по этой причине прямой зависимости между годовыми осадками и стоком рек северных склонов Крымских гор не было обнаружено. Тем не менее годовые или полугодовые суммы атмосферных осадков в некоторой степени могут характеризовать водоносный «потенциал» рек, поскольку косвенно характеризуют объемы накапливаемых вод в толще карстовых пород и поступление атмосферной воды на поверхность водосбора рек, питающих основные водохранилища Крыма.

На основе обобщенных данных наблюдений за атмосферными осадками за последние 60 лет были построены карты распределения нормы годового количества осадков (в мм) на территории Крымского полуострова. Пример такой карты приведен на рисунке. На ней хорошо видно, что с ростом высоты местности над уровнем моря увеличивается норма осадков. Наибольшее количество осадков (более 1000 мм) отмечается на вершинах и склонах Крымских гор. Кроме этого, пик выпадения атмосферных осадков в горах, в отличие от равнин, приходится на холодное полугодие. И именно в этот период года формируется основной водоносный «потенциал» водохранилищ. Интенсивные, но непродолжительные летние ливни кардинально повлиять на накопление воды в них не могут.

Потеплело, но дождей меньше не стало

Однако со временем режим осадков может меняться. В последние десятилетия многие чрезвычайные ситуации природного происхождения принято связывать с изменением планетарного климата вследствие глобального потепления. Вот и проблему воды в Крыму часто связывают с этим феноменом.

В период прогрессирующего глобального потепления наблюдаются сдвиги по широте некоторых атмосферных характеристик. Отмечается и сдвиг в северном направлении траекторий циклонов, перемещающихся с Северной Атлантики на Западную Европу и Европейскую территорию России. С ними в регионы России приходит тепло и влага с северной части Атлантики. Следствием этого является учащение теплых зим с обильными осадками, смещение сроков таяния снега и наступления половодий. А во многих южных регионах при этом отмечается иная картина — «сухая» зона субтропиков наступает на южную часть сельскохозяйственной зоны средних широт, нанося ей заметный ущерб в виде учащения засух и дефицита влаги.

Климатические тенденции, наблюдаемые в Крыму, не являются исключением из известных глобальных тенденций. За последние 30 лет в Крыму наблюдается устойчивая тенденция к потеплению. Начиная с середины 1980-х годов каждое новое десятилетие характеризуется более высокими средними величинами температуры приземного воздуха. Например, в Севастополе, куда пресная вода поступает из крупнейшего в Крыму Чернореченского водохранилища (запас воды 64,2 млн м³), за период 1985–2018 годов темп роста температуры воздуха составил +0,7°С каждые десять лет (см. красную линию на рисунке).

Существуют свидетельства того, что на фоне глобального потепления изменяется и режим осадков обширных территорий. Так, в среднем по России за последние 40 лет темпы роста годовых сумм атмосферных осадков составили 2,1% за десять лет. Однако на региональном уровне тенденции изменений могут быть не столь однозначными, и пример тому — Крым. На рисунке представлен многолетний ход количества осадков, осредненных по территории Крымских гор и предгорий. Как видно, здесь, в отличие от температуры приземного воздуха, временной ход количества осадков не имеет ярко выраженной тенденции изменения.

В последние 8 лет отмечается относительно засушливый период. Годы с аномально низким количеством осадков были в Крыму и раньше, но для количественной оценки изменения климата климатологи обычно используют разность между 30-летними климатическими нормами той или иной метеорологической величины, характеризующими климатические условия начального и конечного периодов. На диаграме черными горизонтальными линиями отмечены нормы количества осадков за текущий (с 1991 года) и предыдущий (1961–1990 годы) климатические периоды. Видно, что разница между нормами неразличима. Выходит, что режим осадков в горной части Крыма, да и на всем полуострове, в целом не изменился. С чем же тогда может быть связана проблема водообеспечения Крыма?

Испарение и «апартаменты у моря»

На наш взгляд, здесь действуют два основных фактора. Первый связан с процессом испарения с поверхности водоемов и соответствующих водосборов, особенно в летний период. В последние десятилетия более интенсивный прогрев поверхности водоемов интенсифицирует испарение.

Одно из последствий потепления в Крыму уже очевидно. Интенсивный прогрев поверхности суши, особенно в летний период, приводит к образованию и развитию в приземном слое атмосферы локальных зон активной конвекции, которые вызывают сильные ливни, часто сопровождающиеся градом и шквалом. Примером подобной ситуации в крымском регионе являются неблагоприятные погодные условия 5 июня 2019 года, когда сильный дождь сопровождался градом. Под ударом стихии оказались 3,5 тыс. гектаров сельхозугодий в шести равнинных районах Крыма.

Интересно, что если нормы годовых сумм осадков не изменились, то частота опасных явлений сильных осадков в Крыму меняется заметно. Так, по данным наблюдений за период 1976–2018 годов, частота явлений очень сильных осадков увеличивается на 2,7 случая каждые десять лет. Но, как уже сказано выше, интенсивные летние ливни кардинально повлиять на уровень запасов воды в водохранилищах не способны.

Второй вероятный фактор, влияющий на водообеспеченность Крыма, отношения к метеорологии не имеет. Это возросшее в последние годы водопотребление, связанное с увеличивающимся населением Крыма — как временно пребывающих здесь (например, отдыхающие в летний сезон), так и переезжающих сюда на постоянное место жительства, нарастающим из года в год вводом в эксплуатацию новых жилых комплексов и, как следствие, возрастающей нагрузкой на водные ресурсы Крыма. Очевидно, что при разработке перспективных концепций водного обеспечения Крыма нельзя не учитывать перспективы демографических изменений в регионе и потенциал жилищно-коммунального «освоения» Крыма.

Но ключевую роль в поиске решения сложившихся проблем, конечно же, играет степень нашего понимания процессов формирования подземного и поверхностного стоков рек, питающих водохранилища Крыма. Тут знания у нас по-прежнему неполные. Поэтому помимо разработок перспективных планов и концепций в первую очередь требуется целенаправленное финансирование научных исследований по изучению гидрогеологии Крыма.