Изменение климата повлияет на работу «водонапорных башен» Центральной Азии

Священный город Варанаси на берегах Ганга. В бассейне этой реки, берущей начало в ледниках западных Гималаев, проживает более 477 млн человек. Фото П. И. Крылова с сайта www.photosight.ru/photos/825489. Воспроизводится с любезного согласия автора

Тибетское нагорье и примыкающие к нему горные хребты — это настоящие водонапорные башни для значительной части Азиатского материка. Берущие здесь начало великие реки — Инд, Ганг, Брахмапутра, Янцзы и Хуанхэ — обеспечивают водой территорию, на которой проживает более 1,4 миллиарда человек (около 20% всего населения Земли). Верховья этих рек питают ледники и снег, лежащие на большой высоте. Прогнозируемое потепление климата должно привести к уменьшению поступления талых вод, однако масштабы этого процесса до недавнего времени не были известны. В одном из последних номеров журнала Science появилась статья, авторы которой показывают, что наиболее значимое сокращение поступления воды за счет таяния льда и снега должно коснуться Брахмапутры и Инда. Уменьшение производства продуктов питания в бассейнах этих рек может угрожать существованию 60 миллионов человек. В значительно меньшей степени будут затронуты Ганг, Янцзы и Хуанхэ (в последнем случае ожидается даже увеличение стока за счет выпадения большего количества осадков).

Священное озеро Suraj Tal в Гималаях на высоте 4890 м. Вытекающая отсюда река принадлежит бассейну Инда. Для Брахмапутры и Инда питание талыми водами ледников имеет очень важное значение. Фото П. И. Крылова с сайта www.photosight.ru/photos/812734. Воспроизводится с любезного согласия автора

Несмотря на очевидную значимость исследований того, как изменится сток великих рек Центральной Азии при глобальном потеплении, проблема оказывается малоизученной, а немногие имеющиеся работы носят в основном качественный характер или ограничиваются рассмотрением сравнительно небольших регионов. И вот недавно группа ученых из Утрехтского университета (Department of Physical Geography, Utrecht University, Утрехт, Нидерланды) предприняла смелую попытку оценить возможное влияние изменений климата на гидрологические процессы в верховьях всех перечисленных рек (на участках, располагающихся выше 2000 м над уровнем моря) и на то, как ожидаемые перемены могут сказаться на обеспечении продовольствием населения, проживающего в бассейнах этих крупнейших азиатских рек.

Бассейны пяти крупнейших рек Центральной Азии, берущих свое начало на Тибетском нагорье и примыкающих горных хребтах. Фиолетовым цветом выделены области бассейнов, лежащие выше 2000 м над уровнем моря. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Показано, что таяние льда и снега в высокогорьях имеет наибольшее значение для питания Инда и Брахмапутры. В случае Инда объем поступающих талых вод в 1,5 раза превышает поступление воды в среднем и нижнем течении (ниже высокогорной области). Наименее значимо влияние ледников на питание Хуанхэ (только 8% от поступления вод с осадками в среднем и нижнем течении). Хотя уменьшение площади ледников отмечается в Гималаях уже с конца прошлого века (край ледника отступает вверх со скоростью 0,5–0,9 м/год), оценить количественно этот процесс в целом довольно трудно. Авторы обсуждаемой работы опираются на данные, полученные с помощью спутников GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), ранее успешно использованных при наблюдениях за изменениями объема льда в Гренландии (см.: Гренландия всё быстрее теряет свой лед), а также имеющиеся данные (далеко не полные) о выпадении осадков в высокогорьях.

Полученные итоговые оценки, несмотря на значительную неопределенность, всё же позволяют судить о масштабе ожидаемых изменений. Так, очевидно, что на фоне общего сокращения объема ледников Центральной Азии последствия этого процесса для отдельных рек могут быть очень разными. Опираясь на современные оценки гидрологической ситуации и возможные сценарии изменений климата к 2050 году, авторы дают оценки стока с высокогорий в среднем по месяцам для периода с 2000-го по 2007 год и прогноз на 2046–2065 годы.

Сток воды (м³ в секунду) по неделям в течение всего года в верховьях пяти крупнейших рек Центральной Азии — Инда (Indus), Брахмапутры (Brahmaputra), Хуанхэ (Yellow), Ганга (Ganges) и Янцзы (Yangtze). Красным цветом показаны средние оценки для периода с 2000-го по 2007 год, а синим — прогноз на 2046–2065 годы. Видно, что почти везде ожидается уменьшение стока. Исключение — река Хуанхэ, где он, скорее всего, увеличится за счет выпадения большего количества осадков. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Из приведенных графиков видно, что для разных рек и разного времени года сток с высокогорий изменяется по-разному. Заметное сокращение стока ожидается для Инда (–8,4%), Ганга (–17,6%), Брахмапутры (–19,6%) и Янцзы (–5,2%). На самом деле это сокращение и не такое большое, как ожидалось ранее исходя только из процессов таяния льда и снега. Дело в том, что наряду с уменьшением стока талых вод в районах высокогорья стало выпадать больше осадков, что отчасти восполняло сократившееся поступление талых вод. Такое увеличение количества осадков в высокогорьях отмечено для бассейнов всех рек (от 5% для Янцзы до 25% для Инда). В результате сочетания подобных противоположно направленных процессов в верховьях Хуанхэ ожидается даже возрастание стока на 9,5%. Исследователи отмечают также, что, хотя все рассмотренные реки и характеризуются ярко выраженной сезонностью стока, ожидаемые изменения климата приведут к тому, что неравномерность стока по сезонам возрастет еще больше.

Поскольку реки Центральной Азии — это источник водоснабжения для сельского хозяйства, поддерживающего существование почти полутора миллиардов человек, даже умеренное сокращение стока приводит к тому, что для миллионов людей пищи начинает не хватать. Расчеты авторов показывают, что исходя из ожидаемого к 2050 году уменьшения площади ледников, численность населения, пропитание которого обеспечивается местным сельским хозяйством, должно сократиться: для бассейна Брахмапутры на 35,5±6,5, Инда — на 26,3±3,0, Янцзы — на 7,4±1,3; Ганга — на 2,4±0,2 миллиона человек. Единственная река, для которой ожидается увеличение стока, — это Хуанхэ, которая в изменившихся условиях климата будет способна прокормить на 3,0±0,6 миллиона человек больше.

В целом же прогноз для обеспечения продовольствием людей, проживающих в бассейнах рек Центральной Азии, неблагоприятный. Около 4,5% населения не сможет быть обеспечено продукцией сельского хозяйства этих регионов.

Источник: Walter W. Immerzeel, Ludovicus P. H. van Beek, Marc F. P. Bierkens. Climate change will affect the Asian water towers // Science. 2010. V. 328. P. 1382–1385.

Алексей Гиляров