- № 2(8) 2025
«Метеорологія. Гідрологія. Моніторинг довкілля»
“Просторово-часові тенденції максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся
Робота присвячена дослідженню просторово-часових багаторічних тенденцій характеристик максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся (правобережна частина) при використанні гідролого-генетичного методу статистичних досліджень. В останні роки повені на річках від танення снігу та випадіння опадів стали виникати в більш ранні, майже зимові періоди року, формуючи максимальний тало-дощовий стік річок Українського Полісся. Водночас, у період зміни клімату зменшення снігового покриву і його танення внаслідок підвищення зимових температур повітря призвели до зменшення повеней за величиною і розповсюдженням по території. При використанні гідролого-генетичного методу статистичних досліджень здійснено перевірку статистичної однорідності гідрологічних рядів спостережень максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся (максимальних витрат води, шарів стоку), дослідження часових трендів, циклічності коливань стоку води та синхронності в їхніх рядах. Аналіз однорідності часових рядів максимальних витрат води тало-дощового стоку річок Українського Полісся на основі сумарних кривих показав, що в рядах спостережень має місце порушення їхньої однорідності на відміну від часових рядів шарів стоку. Узагальнюючи результати аналізу коливань максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся за інтегральними кривими максимальних витрат води та шарів стоку можна відзначити, що вони синхронні й точки перегину інтегральних кривих майже співпадають. Аналіз хронологічного ходу часових рядів стокових величин максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся показав, що вони мають фази циклічних коливань водності, що й обумовлює виражені тренди в часових рядах максимального стоку. Для річок Українського Полісся багатоводна фаза спостерігалася в основному до 1981-1982 рр., а маловодна фаза триває на річках до 2020 року. Це надає можливості для подальшого використання статистичних методів з метою визначення розрахункових параметрів максимального тало-дощового стоку річок Українського Полісся за наявними матеріалами спостережень за стоком води.
“Багаторічна динаміка руслових процесів р. Десна біля м. Чернігова
Річка Десна, на її українській ділянці, не зарегульована системою водосховищ та визначається значною транспортуючою здатністю потоку і, відповідно, великими об’ємами твердого стоку. Для гідрологічного режиму річки є характерною висока інтенсивних руслових процесів, які часто розвиваються у напрямках, що небезпечні для функціонування усталеної житлової і господарської інфраструктури. На сьогодні склалася небезпечна ситуація на північно-східній околиці м. Чернігів, де руслова меандра знаходиться на завершальній стадії свого розвитку і уже в період найближчих високих паводків можливе утворення спрямлюючого русла і перетворення меандри в заплавну протоку. В результаті річка, яка протікає безпосередньо вздовж околиці міста та широко використовується в рекреаційних цілях стане віддаленою від міста на декілька кілометрів. В результаті проведених натурних досліджень і аналізу різночасових картографічних матеріалів та космічних знімків виконано аналіз руслових деформацій р. Десна біля м. Чернігів. На основі дослідження гідрологічного режиму річки, кількісної оцінки морфологічних параметрів русла, характеру та інтенсивності трансформації меандри за багаторічний період, виконано прогноз її розвитку на найближчі роки, а також запропоновано заходи щодо забезпечення умов стабілізації русла. Зокрема, для зменшення інтенсивності руслових процесів на ділянці вершини звивини запропоновано збільшити пропускну здатність меженного русла річки шляхом його розчистки від накопичених наносів вздовж правого берега верхнього крила меандри, а також проведення днопоглиблювальних робіт і формування нового фарватера русла, віддаленого від лівого берега на вході у звивину. Для недопущення подальшого розмиву перешийку і його можливого прориву у період наступних високих паводків запропоновано продовжити кріплення берега вниз за течією річки.
“Результати моделювання мінливості океанографічних характеристик в українському секторі акваторії Чорного моря в штормові періоди листопада 2023 року
Розглядаються результати застосування комплексу інтегрованих між собою чисельної гідротермодинамічної моделі Delft3D Flow Flexible Mesh (D-Flow FM) та спектральної хвильової моделі SWAN (вітро-хвильовий блок D-Waves) в імітаційному режимі для відтворення просторово-часової мінливості океанографічних характеристик у Чорному морі та його північно-західній частині в штормові періоди листопада 2023 року. Моделювання виконувалось у межах процедури верифікації модельного комплексу. У якості атмосферного форсінгу застосовувались метеорологічні дані, отримані з архіву прогнозів глобальної чисельної моделі прогнозу погоди GFS (Global Forecasting System). Результати моделювання порівнювались із даними спостережень за океанографічними характеристиками на прибережних гідрометеорологічних станціях портів Одеського району північно-західної частини Чорного моря (Чорноморськ, Одеса, Південний). Додатково результати моделювання вітрового хвилювання, отримані із застосуванням модельного комплексу, порівнювались із результатами незалежного моделювання за допомогою спектральної хвильової моделі WAM Cycle 6 із використанням даних реаналізу вітру Європейського центру середньострокових прогнозів погоди ECMWF. Застосування модельного комплексу дозволило відтворити цілісну картину просторово-часової мінливості океанографічних характеристик в штормові періоди листопада 2023 року як на акваторії всього Чорного моря, так і в його північно-західній частині. Отримано добру кількісну та якісну узгодженість між результатами моделювання мінливості рівня моря, висот вітрових хвиль, температури морської води та даними спостережень на гідрометеорологічних станціях у районі морських портів Одеського району. Зроблений висновок, що вказаний комплекс інтегрованих чисельних математичних моделей D-Flow FM + D-Waves (SWAN), реалізований на неструктурованій розрахунковій сітці, має добрі перспективи використання в системі діагнозу і оперативного прогнозу мінливості океанографічних параметрів стану морського середовища Чорного моря та його окремих районів.
“Сезонна та довготривала мінливість солоності в районі взаємодії річкових і морських вод за даними спостережень на берегових станціях України
Застосовано статистичні методи з метою вивчення сезонного ходу та довготривалої мінливості солоності як показника взаємодії річкових та морських вод на шельфі Північно-західної частини Чорного моря. Порівняння статистичних показників для двох послідовних кліматичних періодів 1960-1990 і 1991-2020 років засвідчило зменшення середньої солоності в порту Одеса на понад 0,4 ‰ і збільшення солоності в Очакові внаслідок зменшення стоку Дніпра майже на 0,4 ‰. Ці ефекти проявилися на фоні загального лінійного тренду зменшення солоності у Чорному морі через кліматичне зменшення випаровування із морської поверхні. Трансформація сезонного ходу солоності в Одесі в період 1991-2020 рр. порівняно з попереднім 30-річчям полягає у загальному зменшенні солоності в літньо-осінній сезон та перенесенні максимуму з липня на вересень. Солоність в Очакові у вересні значно зросла (на 0,5 ‰). Кореляційний аналіз рядів середньомісячних величин солоності і витрат води річок продемонстрував, що максимальні кореляції між солоністю і стоком Дніпра отримані для нульової затримки, тому що просування розпріснених вод від Кінбурнської протоки до Одеської затоки і назад відбувається впродовж кількох днів, але менше місяця. Значуща кореляція зберігається також при затримках 1 і 2 місяці, що показує значну інерційність солоності і її взаємодії зі стоком Дніпра. Спектральний аналіз найдовшого ряду середньої місячної солоності в Одесі (1951-2020 рр.) виявив 4 значущих гармоніки, які відповідають основним періодам мінливості: піврічному, 1-річному, 4-річному та 35-річному. Перші два періоди відповідають сезонній мінливості, а період 4 роки – міжрічній. Довготривалі зміни солоності з періодом 35 років пов’язані з відповідними коливаннями складових кліматичної системи, які сприяють змінам випаровування із морської поверхні. Вейвлет-аналіз дозволив встановити, що зростання потужності 4-річної гармоніки міжрічних коливань солоності в порту Одеса відбувається у періоди впливу явища Ель-Ніньо (ЕН), причому максимум потужності може приходитися на інтервал між сусідніми випадками або безпосередньо підчас ЕН. Відповідно, зменшення цієї величини починалося після явища Ла-Нінья (ЛН) з мінімумом між попереднім ЛН і наступним ЕН, або між двома послідовними випадками ЛН.
- 62стор.
Кліматичні характеристики термічних періодів в Україні до кінця XXI ст. частина IV: Кліматичне літо
“Кліматичні характеристики термічних періодів в Україні до кінця XXI ст. частина IV: Кліматичне літо
У контексті сучасної зміни клімату та розвитку регіональних кліматичних моделей зросла потреба у детальній оцінці тривалості та дат початку й завершення термічних періодів, важливих для різних секторів економіки. У попередніх публікаціях досліджено зміни теплого (середня добова температура повітря t >0°С), вегетаційного (t >5°С) та періоду активної вегетації (t >10°С). Ця стаття завершує цикл досліджень термічних періодів в Україні та зосереджена на характеристиках кліматичного літа (t >15°С), ключового для здоров’я, рекреації, туризму, енергетики та агросектору. Метою було проаналізувати просторово-часові характеристики літнього сезону та їхні зміни у майбутньому. На основі даних E-OBS розраховано дати початку, завершення та тривалість літнього періоду у 1961–1990 та зміни у 1991–2010. Оцінку майбутніх змін проведено для 2021–2040, 2041–2060 та 2081–2100 періодів за сценаріями RCP 4.5 та RCP 8.5 на основі 34 РКМ Euro-CORDEX із розділенням 12?12 км, що охоплює понад 7?300 вузлів в Україні. Аналіз результатів розрахунків показав, що у 1961–1990 літній сезон починався переважно 10-20 травня і завершувався 17–27 вересня; у 1991–2010 сезон подовжився на 5–15 днів із зсувом початку на 2–5 днів раніше. Проєкції за сценаріями впродовж ХХІ ст. свідчать про подальше подовження на 7–60 днів залежно від регіону та сценарію, із максимальним літнім періодом до 180–200 днів у Криму та південних областях за RCP 8.5 наприкінці століття, коли кліматичне літо в Карпатах може тривати, як наприкінці XX ст. на Передкарпатті (80–120 днів), а на Поліссі бути подібним до умов сучасного Криму (140–160 днів). Отримані результати, представлені в цій та попередніх частинах дослідження, мають важливе прикладне значення: їх можна використати для планування сільського господарства, оцінки ризиків для продовольчої безпеки, прогнозування енергетичних потреб, адаптаційних стратегій, а також для оцінки впливу зміни клімату на здоров’я населення, організації рекреації, розвитку туризму та територій.
“Кліматична освіта для зеленої відбудови: виклики, методи та практичні кейси
Розвиток кліматичної освіти є ключовим чинником формування компетентностей, необхідних для реалізації зеленої відбудови України, адаптації до зміни клімату та досягнення кліматичної нейтральності. Обґрунтовано, що в умовах посилення кліматичних ризиків і трансформацій глобальної кліматичної політики освіта відіграє системоутворювальну роль у забезпеченні кліматичної стійкості суспільства та економіки. Показано, що для вирішення цих завдань необхідна системна інтеграція освітніх, наукових і практичних підходів, спрямованих на формування міждисциплінарних знань і навичок. Представлено результати досвіду реалізації літніх шкіл і воркшопів, організованих у межах проєктів UniCities та New European Bauhaus Academy, які апробували навчальні формати, засновані на методології challenge-based learning та концепції living labs. Ці формати забезпечують поєднання навчання, дослідження та практики, сприяючи розвитку компетентностей, передбачених Європейською системою GreenComp: системне мислення, співпраця, інноваційність і здатність діяти. Показано, що міждисциплінарні освітні практики, орієнтовані на реальні кейси зеленої відбудови, підвищують готовність майбутніх фахівців до розроблення та впровадження адаптаційних і природоорієнтованих рішень у місцевих громадах. Зазначено, що кліматична освіта виступає каталізатором для впровадження адаптаційних і природоорієнтованих рішень на місцевому рівні, посилюючи ефективність кліматичного обслуговування та управлінських практик. Доведено, що розвиток кліматичної освіти має стати стратегічним пріоритетом у процесі післявоєнної зеленої трансформації України та підвищення кліматичної стійкості держави. Наукова новизна дослідження полягає у визначенні кліматичної освіти як стратегічного інструменту післявоєнної зеленої трансформації України, що забезпечує синергію між наукою, освітою, культурою та практикою сталого розвитку.
“Верифікація чисельної моделі прогнозу погоди Icon в Україні
This study presents a comprehensive verification of the ICON numerical weather prediction model over Ukraine for the year 2024. The evaluation covers key meteorological parameters - air temperature, wind speed, relative humidity, precipitation, and cloud cover - at 24-, 48-, and 72-hour forecast lead times. Both continuous metrics (correlation, mean absolute error, root mean square error, bias) and categorical metrics (POD, FAR, CSI) were applied, along with seasonal and spatial analyses. The model demonstrated high accuracy in forecasting mean temperature, with a correlation coefficient of r = 0.95 at 24 hours, low RMSE (?2.6?°C), and near-zero bias. Cloud cover forecasts also showed excellent performance, with POD > 0.94 and CSI up to 0.86 at a 10% threshold, maintaining stability across regions and seasons. By contrast, wind speed forecasts were less reliable, with lower correlations (r = 0.40 at 24 h), RMSE ~1.75?m/s, and consistent overestimation. Forecasts of relative humidity were moderately accurate (r = 0.88), although a persistent negative bias (~–4.2%) was observed. Precipitation forecasts exhibited the lowest skill, especially at longer lead times and higher thresholds. At a 0.1?mm threshold and 24-hour forecast, POD reached 0.61, but FAR remained high (>0.50), particularly in southern regions with frequent convective activity. Seasonal analysis indicated the best model performance in autumn and winter, with reduced accuracy in summer, especially for humidity and precipitation. Spatial verification at 24-hour lead time revealed regional differences: the lowest RMSE for mean temperature was found in Kherson (2.29?°C), while the highest wind speed error occurred in Donetsk (4.88?m/s). Overall, the ICON model provides robust forecasts for temperature and cloud cover, acceptable performance for humidity, and highlights the need for further refinement in wind and precipitation prediction. These findings offer valuable guidance for improving regional forecast applications and adjusting physical parameterizations under Ukrainian climate and topography conditions.
“Прогнозування середньо і довгострокових компонент коливань рівнів підземних вод методом штучних нейронних мереж
Припинення регулярних моніторингових спостережень за рівнями підземних вод на території України спонукає до пошуку методів відтворення та прогнозування рівня, що дозволить оцінювати витрати підземного стоку, створювати моделі формування ресурсів ґрунтових вод і балансу вологи на водозборах. Це необхідно для визначення характеру змін водного балансу та ресурсів підземних вод в умовах тривалих кліматичних змін. У якості інструменту відновлення даних для подальшого моделювання водних ресурсів розглянуто штучні нейронні мережі (ШНМ) різної архітектури. З метою визначення оптимальної архітектури ШНМ, яка може імітувати тенденцію рівня підземних вод (РПВ) та надавати прогнози, досліджено ефективність різних нейронних мереж (RBF і MLP) у прогнозуванні середньомісячного РПВ. Для вибору оптимальної конфігурації ШНМ і оцінки ефективності кожної мережі та її здатності робити точні прогнози використано такі методи та критерії: множинний кореляційний аналіз, спектральний аналіз перетворень Фур’є, вейвлет-аналіз, виділення компонент за тривалістю коливальних циклів. Прогнозування виконано для середньомісячного рівня підземних вод по одній із небагатьох свердловин у басейні р. Західний Буг, по якій спостереження були припинені ще в червні 2011 р. Найреалістичніші результати за допомогою ШНМ вдалось отримати після виділення коротко-, середньо- і довгострокових компонент у коливаннях РПВ та виконання прогнозів за двома останніми компонентами, що є піонерним кроком для гідрогеологічних спостережень в Україні. Якщо для повного (нерозділеного) ряду вхідних даних вдається отримати прогноз/відновлення даних невисокої точності до 4-5 років, то за середньо- і довгостроковою компонентами – точніший прогноз з достатньо вірогідним трендом до 11-12 років.
“Зміни статистичної структури та варіативності загального вмісту забруднюючих речовин в атмосферному повітрі урбанізованих районів внаслідок повномасштабного російського вторгнення
Повномасштабне російське вторгнення призвело до численних змін стану атмосферного повітря. Наявність оцінок усереднених змін вмісту забруднюючих речовин часто не дозволяє ідентифікувати характерні наслідки воєнних дій через накладання протилежних за впливом факторів. У даній статті на основі супутникових спостережень Sentinel-5 Precursor за 2019–2024 рр. проведено аналіз статистичної структури та варіативності загального вмісту діоксиду азоту (NO2), монооксиду вуглецю (CO), діоксиду сірки (SO2) та формальдегіду (HCHO) в атмосферному повітрі урбанізованих районів. За три роки війни встановлено переважне зменшення вмісту NO2 та CO, зростання SO2, та різні зміни HCHO, що відображають як наслідок руйнування промисловості, так і появу додаткової емісії через перехід на менш екологічні типи палива та роботу дизель-генераторів. На фоні зміни середніх показників, статистична структура розподілу значень залишилася без суттєвих змін для NO2 та СО, проте із незначним зростанням повторюваності додатних відхилень СО в інтервалі до +1?. Вміст SO2 зазнав зменшення повторюваності додатних і від'ємних відхилень, що чітко вказує на зменшення варіативності в атмосфері. HCHO став менш варіативним у діапазоні значних відхилень від середнього з більшою повторюваністю незначних варіацій близьких до середніх значень. Отримані результати доповнюють простежувані зміни загального вмісту забруднюючих речовин у містах за час повномасштабного російського вторгнення, що є важливим для фіксації наслідків воєнних дій в умовах накладання різних за впливом факторів.
“Тренди змін температури повітря та атмосферних опадів в Україні за даними спостережень та кліматичних проєкцій CMIP6
У роботі проведено аналіз трендів середніх річних та сезонних значень мінімальної, середньої та максимальної добової температури повітря, а також річних і сезонних сум атмосферних опадів на регіональному та національному рівнях для двох періодів: 1946–2020 рр. (період спостережень) і 2026–2100 рр. (період проєкцій). Розрахунки виконано з високою просторовою роздільністю (~10 км × 10 км), що забезпечує можливість використання отриманих результатів для формування національних і регіональних стратегій адаптації до кліматичних змін. Для історичного періоду використано базу ClimUAd, створену на основі даних 178 метеостанцій України. Для майбутнього періоду, розрахунки проведено на основі сформованого статистичного ансамблю кліматичних проєкцій, отриманих за допомогою глобальних кліматичних моделей нової генерації (CMIP6) на основі обновлених сценаріїв викидів парникових газів та соціально-економічного розвитку (SSP2-4.5 та SSP5-8.5). Отримані результати показують статистично значущі зміни температурного режиму на всій території України як для періоду спостережень, так і для майбутнього періоду для обох розглянутих сценаріїв (для всіх розглянутих показників температури повітря, всіх сезонів і року). Інтенсивність змін за сценарієм SSP2-4.5 є співставною зі змінами, що спостерігалися у 1946–2020 рр., тоді як за SSP5-8.5 тренди є суттєво вищими. Зміни режиму опадів менш виражені, зі зміною знаку на території України, і переважно статистично незначущі.
