Исследовательская работа "Выявление и анализ изменений в природе на местном уровне, вызванных потеплением климата"

1. Введение

В ноябре 2015 года в Париже прошла Климатическая конференция с участием глав 150 различных государств и правительств. Главная цель работы саммита – это предотвращение глобального потепления на Земле. Климат – важнейшая характеристика среды обитания всех живых существ. В «Климатической доктрине Российской Федерации», опубликованной на сайте Росгидрометцентра^[1] сказано, что изменения климата многообразны и проявляются «в изменении частоты и интенсивности климатических аномалий и экстремальных погодных явлений». Подобные изменения отразятся на состоянии животного и растительного мира во всех регионах России. Именно поэтому важен их своевременный учёт и анализ. В этом видится актуальность выбранной нами темы исследования. Рассматривать изменение климата планеты можно, анализируя сто- и тысячелетние периоды её существования. Жизнь человека в среднем 75-80 лет. В истории развития планеты – это краткое мгновение. Но человек – существо разумное, глубоко чувствующее, умеющее наблюдать, сопоставлять увиденное и делать прогнозы на будущее. Человек передаёт опыт увиденного и осмысленного будущим поколениям. Мы решили изучить и обобщить наблюдения жителей п. Амдерма, связанные с изменением климата и влиянием этого изменения на природу местности; подтвердить или опровергнуть основную гипотезу о том, что изменение климата Арктики ведёт к нестабильности погодных явлений на местном уровне, что сказывается на экосистемах побережья Карского моря в районе посёлка Амдерма.

Цель работы: Выявить изменения в природе на местном уровне, связанные  с потеплением климата на планете.

Задачи: 1.Анализ особенностей изменения климата на планетарном, региональном и местном уровнях. 2.Анализ наблюдений местных жителей за изменениями, происходящими в природе  окрестностей  п. Амдерма. 3.Установление возможной связи изменений в природе на местном уровне с общим потеплением климата в северном полушарии.

Объект исследования: климат, природа Арктики.

Предмет исследования: связь между глобальным потеплением климата и изменениями в природе на местном уровне.

Методы исследования: 1.Теоретический анализ литературы об изменении климата в Арктике и поиск материалов на Интернет-сайтах. 2.Практическая работа по анкетированию жителей посёлка и собеседование по заданной теме. 3.Наблюдения в полевых условиях.4. Практическая работа по выявлению критических отклонений погодных явлений по данным архивов фенологических наблюдений на сайтах погоды. 5.Обобщение, систематизация и сопоставление полученных фактов. 6. Подтверждение или опровержение выдвинутой гипотезы.

Практическая значимость работы заключается в том, что она может быть использована научными организациями, учебными заведениями, общественностью, заинтересованными в информации по проблемам потепления климата и изменению в экосистемах арктического побережья на местном уровне.

2. Основная часть.

1. Анализ особенностей изменения климата на разных уровнях.

Чтобы сделать наиболее точные выводы в отношении изменения климата мы обратились к официальным данным Росгидромета. На сайте опубликован «Доклад об особенностях изменений климата на территории Российской Федерации за 2014 год»^[2], где проводится сравнение среднегодовых температур за  многолетнюю историю наблюдений. В масштабах Земного шара 2014 год – самый тёплый за период наблюдений со второй половины 19 века. В России среднегодовая температура на 1,28 ºС превышает норму 1961-1990 гг.  Но если обратить внимание на среднегодовые изменения температур по сезонам, то в зимний период с 1976 по 1990 год наблюдалось потепление, а с середины 1990-х  по настоящий момент наоборот похолодание, за исключением зоны арктического побережья, где находится территория нашего посёлка. Мы воспользовались данными архива погоды в п. Амдерма со страницы сайта «Погода в мире»^[3] и построили в программе Microsoft Office Excel линию тренда* среднегодовой температуры воздуха на высоте 2 метра за 10-летний период с 2005 по 2014 год. На графике (Приложение №1) видно, что линия тренда показывает слабую тенденцию в сторону  похолодания. Так же видны выраженные перепады среднегодовых температур с интервалом в  2 года. Самая низкая среднегодовая температура -6,4º С отмечается в 2006 году, высокая -3,0ºС в 2012 году. Амплитуда между этими показателями составит -3,4ºС. Из этого можно сделать вывод о крайней нестабильности погодных условий за 10-летний период. Однако в Докладе Росгидромета РФ указано, что рост общей среднегодовой температуры северных полярных областей России в целом за период с 1985 по 2014 гг. составил 0,66ºС/10 лет. А по последним данным страницы новостей 2015 год побил рекорд 2014-го и стал самым тёплым в истории метеонаблюдений Северного полушария Земли. Самые крупные аномалии среднегодовой температуры зарегистрированы в Арктике на севере Баренцева и Карского морей. Учитывая то, что Амдерма находится на южном  побережье Карского моря, выше приведённые факты можно применить к нашей территории только с поправками. Исходя из  этих данных, можно сделать вывод об общем изменении климата в сторону стремительного потепления, особенно в Арктике, и характере нестабильности погодных условий в отдельно взятой области, проявляющихся в значительных перепадах среднегодовых температур.

2.Особенности проявления погодных условий по наблюдениям жителей посёлка.

Анализируя данные анкеты (Приложение №2 и №3), можно сделать вывод, что особое внимание жители посёлка обращают на характер так называемых «вариантов»^[4], характеризующихся штормовым ветром и пониженными температурами. Было опрошено 48 человек, из них 43 отмечают, что за последнее время частота штормов уменьшилась, и по силе ветра они стали значительно слабее. Складывается общее впечатление мягкости погодных условий. Направление ветра преобладает южное. Так же, все опрошенные отметили, что Карское море у берега в районе п. Амдерма до середины января практически полностью свободно ото льдов, чего не наблюдалось ранее (90-е годы). В 2007-2008 гг. море в районе Амдермы было свободно от ледяного припая практически всю зиму. Это подтверждают данные метеостанции п. Амдерма^[5], которые указывают на три тёплых года в 2000 годах со средней температурой -4,0º С и выполненный нами график среднегодовых температур в период с 2005 по 2014 годы (Приложение №1). Из этого так же можно сделать вывод о том, что общее потепление на планете приводит к нестабильности проявлений погоды и связанных с этим природных явлений на местном уровне.

3. Особенности изменений, происходящих в живой природе  окрестностей п.Амдерма.

 В результате анализа анкетирования 48-ти человек по предложенной теме выяснились следующие сводные факты.  

1.В сентябре-октябре 2008 года морское течение  прибило к побережью Карского моря в районе п. Амдерма большой косяк сайки. Можно было черпать рыбу сачками на отмелях, а при отливе рыба оставалась на берегу и люди собирали её, ещё живую. Как следствие, за косяком рыбы близко подошли белухи, мигрирующие в этот период на восток. Их белые спины можно было видеть с пирса и морского причала (Приложение № 4). Рыба зашла в лагуну в большом количестве. Вода не замерзала до января, из-за небывало тёплой погоды можно было наблюдать большое скопление разных видов водоплавающих птиц на ограниченном участке водной акватории. Ранее таких птиц никто не наблюдал. Почти всю зиму у открытых лунок были тюлени и нерпы, которые подпускали довольно близко (Приложение № 5). По словам жителя посёлка Владимира Шадрина, описанное явление наблюдалось только в 80-е годы. Исходя из графика среднегодовых температур (Приложение №1), 2008 год был действительно сравнительно тёплым. А наблюдения за животными показывают, что это может быть связано с морскими тёплыми течениями.

2.Все опрошенные отмечают частое присутствие белого медведя в черте посёлка и связывают это с изменением береговой линии припайного льда до середины января (Приложение № 6) Весной ледяная кромка с небольшими полями отдельных льдин держится недолго и является очень тонкой. По наблюдениям Владимира Шадрина и других жителей посёлка весной 2006 года нерпам приходилось отдыхать практически на берегу. Изменения  привычной для белого медведя среды обитания вынуждает его искать другие источники пищи. В посёлке имеются уличные контейнера для хранения заготовок рыбы и мяса в замороженном виде, что привлекает хищника. Частые встречи с белым ещё раз подтверждает потепление климата на Арктическом побережье и изменением его среды обитания.

3. Вначале 90-х лет и ранее зимний период в Амдерме отличался особым безмолвием и тишиной из-за отсутствия зимующих птиц. Затем, жители начали замечать пару воронов, которые, то появлялись, то исчезали. К середине 90-х лет появились  сороки. В настоящее время популяции сорок и воронов насчитывают десятки особей. Данный факт можно связать с присутствием населённого пункта в данной местности (жизнь сороки приближена к жилью человека), но Амдерма существует как заполярное поселение более 80 лет, а представители семейства врановых обосновались и увеличили свою численность только за последние два десятка лет. По данным статьи «Распространение и экология синантропных врановых птиц на севере ареала (Архангельская область)» кандидата биологических наук Асосковой Н.И.^[6], полученных в результате орнитологических данных за период с 1980 по 2011 гг., видно, что «Ещё в конце XIX века сорока на севере, по всей вероятности, была редким перелётным видом. В настоящее время сорока ведёт оседлый образ жизни, встречается не только в тайге, но и за полярным кругом». Из этого же источника узнаём, что высокая плотность населения сороки отмечается в гнездовой период в г. Нарьян-Маре. Гнездится сорока преимущественно (89,0%) на древовидной и кустарниковой иве, с успехом размножения в Архангельской области в 27,9% ^[7]. Амдерма же находится в более высоких северных широтах, на побережье Карского моря, с более суровым климатом и распространением природной зоны северных тундр со стелющимися древовидными берёзами и ивами. Сорока очень осторожна и с близкого расстояния трудно сделать фотографический снимок, но мы зафиксировали многочисленные следы сорок и области погадок в местах вероятных ночёвок, рядом с поселковой свалкой. Количество следов указывает на значительное количество особей в данной популяции сорок. (Приложение № 7). Совершенно удивительными являются факты единичных встреч человека с такими представителями пернатых, как синица (10 чел.), голубь (2 чел.) и воробей (4 чел.). А в мае 2008 года была обнаружена и зафиксирована местным фотографом В. Шадриным ласточка (Приложение № 7). Вывод заключается в том, что условия среды обитания изменились так, что стало возможным внедрение в экосистему новых видов.

5.Изменения наблюдаются и в растительном мире. Отмечено, что карликовая форма ивы сменяется кустарниковой. В тех местах, где карликовая ива  стелилась по земле, за последние годы она поднялась до 30-50 сантиметров. Ранее иву такой высоты можно было встретить в 3-5 километрах от моря, на южных склонах холмов или в защищённых от ветра и зимнего промерзания низинах и поймах рек (Приложение № 8). Отмечено, что нехарактерными для окрестностей Амдермы являются такие виды, как одуванчик обыкновенный, мать-и-мачеха, иван-чай. Два человека отметили, что в увлажнённых и защищённых от ветра местах стали встречаться кусты смородины, чего раньше не наблюдалось. Известно, что семена растений могут распространяться разными способами, в том числе и с помощью человека, вместе с перемещаемыми им грузами, но внедриться в биотоп арктического побережья трудно из-за несвойственных климатических условий. Наблюдения жителей посёлка показывают, что в последнее время это стало возможным.

6.Ранее урожаи морошки были 1 раз в 3-4 года, а в период с 2007 по 2009 год морошки было много три года подряд. По нашим наблюдениям урожаи морошки связаны с периодами наиболее тёплых лет. Изменения, происходящие в живой природе  окрестностей  п. Амдерма возможно являются подтверждением смещения ареалов распространения живых существ в сторону севера по причине потепления климата.

3. Заключение.

Изучение и обобщение наблюдений жителей п. Амдерма, связанные с изменением климата и влиянием этого изменения на природу местности, подтверждают выдвинутую нами гипотезу о том, что изменение климата ведёт к нестабильности погодных явлений, а это, в свою очередь, сказывается на экосистемах побережья Карского моря в районе посёлка Амдерма. Проявляется это в появлении новых, ранее не встречающихся видов, а так же в появлении не типичного для диких животных поведения. Выводы по работе и краткое резюме в виде указания причин и прогнозов наглядно представлены в таблице №1 (Приложение № 9) и служат основанием для дальнейших исследований. Исходя из общей тенденции потепления в северных полярных областях России, можно предположить, что виды животных и растений, занимающие южные ареалы обитания постепенно начнут внедряться  в арктические экосистемы. Учёные считают, что  на суше полярные пустыни будут вытесняться тундрой, а тундры – тайгой. Так же наблюдается смещение границы арктических льдов на север, что сказывается на изменении среды обитания морских млекопитающих. Выявленные факты требуют дальнейшего наблюдения и более серьёзного изучения. Природа Арктического побережья является наиболее уязвимой при любых изменениях, поэтому требует особенно бережного отношения и использования.

4. Библиография.

1.Асоскова Н.И. Распространение и экология синантропных врановых птиц на севере ареала (Архангельская область) / Н.И. Асоскова // Вестник Северного федерального университета. Серия: Естественные науки. -2011.- №3. С 1-9.

2.Добровольский С.Г. Климатические изменения в системе «гидросфера-литосфера» / С.Г. Добровольский. - М.: ГЕОС, 2002. - 232 с.

3.Кокорин  А.О. Изменение климата. Книга для учителей старших классов/ А.О. Волков, Е.В.Смирнова, Д.Г. Замолодчиков -  М.: Всемирный фонд дикой природы. 2013. - 220 с.

4.Архив погоды в Амдерме [электронный ресурс], -  http://rp5.ru/Архив_погоды_в_Амдерме

5.Биология врановых. Сорока обыкновенная: поведение, распространение, размножение, питание [электронный ресурс], - http://osledah.ru/sledyi-ptits/soroka-obyiknovennaya или http://ru.vlab.wikia.com/wiki/Обыкновенная_сорока

6.Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – мировой центр данных [электронный ресурс], -   http://meteo.ru/pogoda-i-klimat/256-sezonnye-osobennosti-izmenenij-klimata-za-1976-2011-gody

7.Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2014 год. – М.: Росгидромет, 2015 [электронный ресурс], -  www.meteorf.ru

8.Изменения в арктических пустынях в XX веке  [электронный ресурс], -  http://refdb.ru/look/1103823.html

9.Климатическая доктрина Российской Федерации [электронный ресурс], -   http://meta.kz/551867-flora-i-fauna-dvizhutsya-k-polyusam-v-3-raza-bystree-chem-schitalos.html

10.Обзоры погодно-климатических особенностей, наблюдавшихся в Северном полушарии в 2001-2015 гг. [электронный ресурс], -   http://meteoinfo.ru/proceedings

11.Сезонные изменения климата за 1976-2011 [электронный ресурс], -   http://meteo.ru/pogoda-i-klimat/256-sezonnye-osobennosti-izmenenij-klimata-za-1976-2011-gody