Проект Воздействие климатических изменений на водные экосистемы.

Муниципальное общеобразовательное учреждение « Ново-Деревенская основная

общеобразовательная школа» муниципального образования-

Путятинский муниципальный район Рязанской области

ИНН 6212001945 КПП 621201001

391491 Рязанская область Путятинский район п.Новая

Деревня ул.Весенняя д.7

Областной заочный конкурс научно-исследовательских и прикладных проектов учащихся старших классов по теме охраны и восстановления водных ресурсов.

Проект «Воздействия климатических изменений на водные экосистемы»

Автор работы: Кабанов Владислав ,учащийся 9 класса

МОУ « Ново-Деревенская основная общеобразовательная школа, Путятинский район.

Научный руководитель: Тимофеева Е.С., учитель биологии МОУ «Ново-Деревенская основная общеобразовательная школа».

2019

Аннотация

Проект «Воздействия климатических изменений на водные экосистемы».

Данный проект посвящен изучению изменений гидрологического режима под воздействием глобальных климатических изменений. В представленной работе выполнен анализ сезонного изменения количества осадков на территории Рязанской области и установлено их воздействие на изменение стока рек области.

Цель: изучение климатических изменений и установление их воздействия на водный сток.

Задачи:

• исследование особенностей климатических факторов в пределах Рязанской области;

• изучение гидрологического режима рек Рязанской области;

• установление воздействия климатических изменений на сток рек области;

• просвещение школьников, родителей, учителей по проблеме изменения климата и воздействия климатических изменений на водные экосистемы.

Структура работы: введение, основная часть, выводы, заключение, список литературы, приложения.

Методы исследования:

1. теоретический: изучение литературы, анализ результатов, построение гипотез

2. эмпирический: наблюдение, сравнение

3. математический: статистический анализ

Работая над темой проекта, я использовал различные виды информации: публикации современных отечественных ученых по данной проблеме, таблицы, фотографии.

Содержание

Введение---------------------------------------------------------------------------------------------

Основная часть--------------------------------------------------------------------------------------

1.Изменение климата на Земле------------------------------------------------------------------

1.1.Причины изменения климата ---------------------------------------------------------------

1.2.Методы получения информации о климатических изменениях---------------------

2. Климат Рязанской области--------------------------------------------------------------------

3. Особенности речного стока на территории Рязанской области--------------------------

3.1.Анализ физико-географических условий формирования стока на территории Рязанской области ------------------------------------------------

3.2 Влияние температуры воздуха и осадков на речной сток------------------------------

Заключение--------------------------------------------------------------------------------------------

Литература--------------------------------------------------------------------------------------------

Приложение-------------------------------------------------------------------------------------------

.

Введение

В настоящее время проблема изменения климата актуальна для всего мирового сообщества. Усилия по решению этой проблемы во всем мире не всегда бывают успешными и быстрыми. В окружающей нас среде все взаимосвязано. Очень мало делается для информирования нас, подрастающего поколения, о глобальных последствиях климатических изменений для планеты, на которой нам жить, своего региона, где мы живем сейчас. Нам, молодому поколению, необходимо осознать эту проблему для дальнейшего её решения. В настоящее время известно большое количество работ, посвященных изменению водного режима рек под воздействием климата. Однако для понимания причин, влияющих на формирование стока рек, необходим анализ тех факторов, которые, прежде всего, объясняют причины колебания температуры, воздействие ее на количество осадков, а затем – стока рек.

В работе мною исследованы изменения количества атмосферных осадков и их влияния на сток рек Рязанской области.

Таким образом, если пойти по цепочке информирование - обсуждение - приобретение практических навыков мы сможем подготовиться к реальной деятельности по подготовке мер адаптации к климатическим изменениям, сокращению антропогенного воздействия на окружающую среду.

1.Изменение климата на Земле

1.1.Причины изменения климата 

Развитие современных природных процессов происходит в условиях глобальной
перестройки климата. В последние годы внимание к теме климата и его изменений увеличивается как за рубежом, так и в нашей стране.

Ученые пришли к выводу, что мы живем в эпоху глобального потепления. Почему происходят эти изменения?

Георгий Вадимович Груза - доктор физико-математических наук, профессор, один из ведущих климатологов страны, специалист в области исследования реальных процессов в атмосфере Земли по данным наблюдений с использованием современных методов статистического анализа определяет ряд таких причин. Он утверждает, что климатическая система изменяется во времени под воздействием собственной внутренней динамики и в результате внешних воздействий, например, извержения вулканов, изменения потока солнечной радиации и воздействий, обусловленных хозяйственной деятельностью человека, таких как изменение состава атмосферы и изменения в землепользовании.

Ответить на вопрос о том, какие изменения климата предстоят в будущем, может помочь только исследование климатических процессов с помощью физико-математического моделирования глобального климата, совместных моделей общей циркуляции атмосферы и океана.

Наиболее важными и популярными климатическими переменными, часто используемыми как индикаторы состояния и изменения климата, являются температура воздуха у поверхности земли, количество и режим выпадения атмосферных осадков.

Климатические (метеорологические) условия являются в большинстве случаев решающими факторами, определяющими водный режим водоема. Из метеорологических факторов главнейшими в смысле влияния их на сток являются количество осадков, характер их выпадения, температура воздуха и дефицит влажности воздуха.

1.2.Методы получения информации о климатических изменениях

Основным методом обнаружения изменений климата является статистический анализ всех накопленных за исторический период данных наблюдений, куда, в частности, относятся данные об изменении температурного режима по сезонам и по районам, пунктам, данные об изменении режима выпадения осадков, их количества. Для прогноза дальнейших климатических изменений учеными используются климатические сценарии, которые описывают различные состояния климата в будущем. Составление их основано на использовании различных географических информационных систем – ГИС, систем сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации.

2. Климат Рязанской области

Климат Рязанской области умеренно континентальный. Характеризуется теплым летом, умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами года - весной и осенью. Теплый сезон года начинается с середины весны. В третьей декаде марта обычно начинается весеннее снеготаяние. Наиболее интенсивно происходит оно в первой декаде апреля, когда средняя суточная температура устойчиво переходит через 0°С. Средняя месячная температура самого теплого месяца года - июля, колеблется от 18,5 до 19,5 °С. В отдельные жаркие дни температура воздуха повышается до 38-41 °С (абсолютный максимум). Продолжительность теплого периода года в среднем 210-218 дней. Продолжительность безморозного периода 170-180 дней. Длина дня в летние месяцы около 16-17 часов. Температура воздуха самого холодного месяца - января, составляет - 10,5-11,0 °С, а в очень холодные суровые зимы опускается до - 40-45 °С (абсолютный минимум). В зимнее время образуется устойчивый снежный покров, высота которого к концу зимы на полях достигает 25-30 см. Наибольший запас воды в снежном покрове бывает в первой или второй декадах марта и составляет 75-100 мм.Годовая амплитуда средних месячных температур составляет 30-30,5 °С.По увлажнению Рязанская область относится к зоне неустойчивого увлажнения. Атмосферные засухи наблюдаются на севере области в среднем в 70% лет, из них в 20% лет бывают дни и с интенсивными засухами; в центральной части в 90% лет, из которых 30% - с интенсивной засухой; а на юго-востоке засухи наблюдаются почти ежегодно. Число таких дней за теплый период - от 5 до 10.Среднее годовое количество атмосферных осадков около 500-575 мм с колебаниями в отдельные годы от 170-200 мм (1920 г.) до 750-850 мм (1952, 1962 гг.). Две третьи осадков выпадает в виде дождя, а одна треть в виде снега. Осадки в летний период носят преимущественно ливневой характер..

Рис. 1.Годовой ход суммы осадков за месяц в Рязанской области

3. Особенности речного стока на территории Рязанской области

3.1Анализ физико-географических условий формирования стока на территории Рязанской области

Условия формирования стока оценивались нами по данным о стоке шести рек, протекающих по территории Рязанской области: Ока, Гусь, Пёт, Истья, Мокша и Проня. Для расчетов использовались данные, начиная с 1970 года, для того, чтобы оценить влияние современной климатической динамики на изменение годового стока. По М. И. Будыко именно начало 1970-х гг. является объективной границей, подтвержденной глобальными наблюдениями. Для вышеперечисленных рек были рассчитаны площади бассейнов выше створов водомерных постов (Ока - с. Половское, Гусь - д. Мелюшево Истья - д. Поповичи, Пёт - с. Потапьево, Мокша - с. Шевали-Майданы, Проня - д. Быково). Результаты расчетов приведены на рис.2

Рис.2. Площади бассейнов рек выше створов водомерных постов

Истья берет начало на восточной периферии Среднерусской возвышенности и охватывает два различных природных региона с большим участием Окско-Донской равнины. Исток Прони находится на восточном склоне Среднерусской возвышенности, а геометрический центр бассейна реки к востоку от города Михайлова, но также в пределах данной макроформы рельефа. Геометрический центр бассейна реки Гусь находится на границе Рязанской и Владимирской областей. Бассейн реки Гусь характеризуется низкой контрастностью рельефа и высокой облесенностью, причем гидромелиоративная преобразованность сравнительно невысока. В целом сохраняются естественные условия формирования стока. Наименее трансформирован.

Для Пёта, берущего начало на Окско-Цнинском валу, характерно высокое разнообразие природных условий. Коренными породами являются глины и известняки. Распаханность бассейна меняется от почти сплошной до полного отсутствия. Продольные профили притоков Пёта не выработаны, сохранились пороги. В пределах бассейна Пёта местами развиты карстовые процессы.

Мокша также объединяет различные по природным особенностям территории, начинаясь на западном склоне Приволжской возвышенности, протекает через территорию Пензенской области, республики Мордовия. Распаханность при этом также существенно меняется: в верховьях она достаточно высока, в среднем течении менее значительна. В качестве коренных пород в верховьях выступают известняки, в среднем течении - юрские глины. На некоторых участках течение зарегулировано плотинами малых ГЭС.

Ока берет начало в центральной части Среднерусской возвышенности на границе Орловской и Курской областей. Геометрический центр бассейна реки находится в пределах Калужской области, на западном склоне Среднерусской возвышенности, который в современных условиях является аккумулятором осадков, приходящих с Атлантического океана, тогда как восточный склон характеризуется существенно меньшим их количеством, что обусловливает различия между Окой и Проней.

Юг и юго-восток Рязанской области занимает территория, где не проводится непосредственных гидрологических измерений.

Также был рассчитан объем стока за год, его минимальные, максимальные и средние значения (рис.3).

Рис.3. Показатели стока для рек Рязанской области

3.2 Влияние температуры воздуха и осадков на речной сток

Изменчивость температуры воздуха, атмосферных осадков во времени и пространстве предопределяет изменчивость речного стока. Увеличение осадков осени способствует повышению стока осенне-зимней межени, увеличение доли жидких осадков в безморозный период создаёт благоприятные условия для роста испарения и подземной составляющей речного стока. Внутригодовое перераспределение осадков влечёт за собой соответствующее изменение стока.

Общий годовой сток рек области составляет в среднем по водности году от 7,4 до 8,8 км³. В теплый период года осадки образуют сток непосредственно после выпадения и, частично, за счет образования подземных вод, которые могут попадать в речную сеть значительно позже и на удалении от территории выпадения осадков. В холодный период осадки накапливаются в виде снега, таяние которого весной вызывает половодье. В зимнюю межень сток рек формируется в основном за счет подземных вод.

Заключение

1. В условиях глобального потепления климата наблюдается рост температуры воздуха, как следствие этого роста современная трансформация и уменьшение густоты речной сети.
2. Современные климатические изменения привели к изменению соотношения осадков тёплого и холодного сезонов года.

3. Изменчивость атмосферных осадков во времени и пространстве предопределяет
изменчивость речного стока. В многолетней динамике сезонного стока происходит изменение соотношения величины стока по сезонам и полугодиям.

Старая английская пословица гласит: «Никогда не узнаешь цену воде, пока не высохнет колодец». Следует помнить, что около 1,2 млрд. человек на планете не обеспечены водными ресурсами. Эта проблема не затрагивает пока жителей Рязанской области, однако ценить, беречь и сохранять водные ресурсы остается нашей повседневной и важной задачей.

Литература

1. Дмитриева В. А. Гидрологический отклик на региональные климатические изменения//Материалы международной научной конференции (г. Воронеж 26-27 июня 2012 г.). Воронеж: «Научная книга», 2012. С. 219-223.

2. Лосев К.С. Климат: вчера, сегодня ... и завтра - Ленинград, Гидрометеоиздат,1995.173с

3.Природные ресурсы и окружающая среда субъектов Российской Федерации. ЦФО: под. ред. Н. Г. Рыбальского, А. Г. Митюкова. – М.:НИА – Природа, 2007. 1144 с.

4.Изменение климата, № 31, февраль, 2012. Ежемесячный информационный бюллетень Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

http://www.global-climate- hange.ru/downl/byulletenyo/Izmenenie_klimata_N31_February.pdf

Приложение

Рис.1Реки Рязанской области.

Рис.2. Река Ока

Рис.3.Река Проня

Рекомендации по сохранению воды в семье, в школе , на предприятии.

1.Разъяснительная работа с персоналом, членами семьи и учащимися о необходимости экономии воды.

2.Установить лимит потребления воды для предприятий, общественных организаций и ЖКХ.

3.Многократное использование воды в отопительной системе.

4.Разработка и внедрение высококачественных фильтров для очистки воды, что будет способствовать вторичному использованию воды.

5.В кругу семьи произвести расчет водопотребления за месяц и определить для себя более экономичный подход к потреблению воды.

6.На школьных переменах около мест потребления воды(раковины в столовой, бутелированная вода) назначить дежурного ученика, который сможет отследить водопотребление учащимися школы(при необходимости сделать замечание или объяснить значимость экономии воды). В конце недели на общешкольном собрании или линейке подвести итоги.

7.Воспитывать в себе культуру быта (экономичное отношение к ресурсам: воды, энергии, тепла и др.).