- № 1(7) 2025
«Метеорологія. Гідрологія. Моніторинг довкілля»
- 4стор.
КЛІМАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМІЧНИХ ПЕРІОДІВ В УКРАЇНІ ДО КІНЦЯ ХХІ СТ. ЧАСТИНА ІІІ: ПЕРІОД АКТИВНОЇ ВЕГЕТАЦІЇ РОСЛИН
Анотація Повна версія статті DOI: с. 4-18
“КЛІМАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМІЧНИХ ПЕРІОДІВ В УКРАЇНІ ДО КІНЦЯ ХХІ СТ. ЧАСТИНА ІІІ: ПЕРІОД АКТИВНОЇ ВЕГЕТАЦІЇ РОСЛИН
З огляду на сучасну зміну клімату, оновлення кліматичних сценаріїв та зростання роздільної здатності регіональних кліматичних моделей (РКМ) виникла потреба у детальній оцінці тривалості та зміні дат початку та закінчення термічних періодів, ключових для різних секторів економіки. У попередніх публікаціях було досліджено зміни теплого (температура вище 0°С) та вегетаційного (температура вище 5°С) періодів. Ця стаття є наступною у циклі досліджень змін термічних періодів в Україні до кінця ХХІ століття та зосереджена на аналізі характеристик періоду активної вегетації рослин (ПАВ), який визначається стійким переходом середньої добової температури повітря вище за 10°С, і є важливим показником для характеристики умов розвитку теплолюбних рослин та планування розвитку агротехнічних заходів. Метою дослідження було проаналізувати просторово-часові характеристики ПАВ та їхні зміни у майбутньому. На основі даних бази E-Obs розраховано дати початку, завершення та тривалість вегетаційного періоду в Україні у стандартний кліматичний період 1961-1990, а також зміни цих характеристик у 1991-2010. Крім того, проведено оцінку майбутніх змін для трьох періодів: 2021-2040, 2041-2060 та 2081-2100 за сценаріями помірних (RCP 4.5) та високих (RCP 8.5) концентрацій парникових газів. Аналіз здійснено на основі ансамблю 34 РКМ проєкту Euro-CORDEX із найкращим доступним просторовим розділенням 12×12 км, що охоплює понад 7300 вузлів на території України. Для періоду 1991-2010 тривалість ПАВ в Україні змінилась, порівняно з 1961-1990, особливо на північному заході країни, де зросла на 10 днів і більше. У 2021-2040 за RCP 4.5 тривалість ПАВ зросте на 7 днів на всій території України, в степовій частині Криму, на півдні Одеської області та в Карпатах – на 7-14 днів; за сценарієм RCP 8.5: переважно на 7-14 днів, у Карпатах – 14-21, у Дніпропетровській області – до 7 днів. Упродовж 2041-2060 тривалість ПАВ за сценарієм RCP 8.5 очікується суттєво більшою: у середньому зростання на 14-21 день, а на заході країни, в Криму та півдні Одеської області – до 30. В Україні сценарій RCP 4.5 у 2081-2100 передбачає тривалість ПАВ подібно до сценарію RCP 8.5 у період 2041-2060. За сценарієм RCP 8.5 зміна тривалості ПАВ відносно 1991-2010 може сягати 31-70 днів, зростаючи зі сходу на захід. Збільшення тривалості вегетаційного періоду і ПАВ може посилити агрокліматичний потенціал України у майбутньому і сприятиме отриманню більших врожаїв сільськогосподарських культур за умови забезпечення рослин вологою, тобто вчасного запровадження сучасних методів адаптації до зміни гідротермічного режиму та інших агротехнологій для захисту рослин.
- 19стор.
АГРОКЛІМАТИЧНА ОЦІНКА БІОЛОГІЧНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ЗЕМЕЛЬ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ В УМОВАХ ЗМІН КЛІМАТУ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 19-27
“АГРОКЛІМАТИЧНА ОЦІНКА БІОЛОГІЧНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ЗЕМЕЛЬ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ В УМОВАХ ЗМІН КЛІМАТУ
У статті представлена оцінка біокліматичного потенціалу Дніпропетровської області в контексті сучасних кліматичних змін. На основі фізико-статистичної моделі Д.І. Шашко визначено біокліматичний потенціал (БКП) території області для середніх багаторічних умов («базовий період») за даними Агрокліматичного довідника по Дніпропетровській області: 1986-2005 рр. Наведено порівняльний аналіз його змін у майбутньому (2021-2050 рр.) у порівняні з базовим за даними кліматичних сценаріїв репрезентативної траєкторії концентрацій (Representative Concentration Pathways – RCP4.5 (середній) та RCP8.5 (жорсткий). Із досліджень встановлено, що очікується значне зменшення суми опадів у теплий період року, та збільшення у холодний, що спричинить зменшення показника зволоження Шашко і в області на період до 2050 року очікуються посушливі та сухі умови зволоження на фоні сум температур за теплий період, наближених до «базового періоду» за умов реалізації даних сценаріїв. Отримані значення БКП в «базовому періоді» характеризують середні та помірно-високі умови біологічної продуктивності клімату. В умовах оптимального зволоження біокліматичний потенціал зростає та характеризує підвищену біологічну продуктивність клімату. За реалізації сценаріїв родини RСР в обох випадках до 2050 року очікується зниження БКП у Дніпропетровській області на 12-26% (за сценарієм RCP 4.5) та 17-34% (за сценарієм RCP 8.5) у порівнянні з «базовим періодом» та відповідатиме пониженій та дуже низькій біологічній продуктивності клімату. За умов оптимального зволоження біокліматичний потенціал також знижується. Отримано оцінку балів бонітету із урахуванням виду основних сільськогосподарських культур (зернові, соняшник, цукровий буряк) в області як для «базового періоду» так і за умов реалізації родини сценаріїв RCP. В «базовому періоді» найвищий бал бонітету буде мати соняшник (145 балів), далі йдуть зернові культури (116 балів) і на третьому місці цукрові буряки – 66 балів. Встановлено, що за умови реалізації сценаріїв родини RCP до 2050 року очікується зниження кількості балів, але тенденція розподілення їх за культурами зберігається. Із-за посилення посушливості клімату області рекомендується для підвищення балу продуктивності вводити посухостійкі сорти для соняшнику та зернових культур та зрошення в критичний період вегетації, особливо для цукрових буряків.
- 28стор.
НАВАНТАЖЕННЯ БІОГЕННИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ У БАСЕЙНІ Р. СУЛА ТА ОСНОВНІ ЗАХОДИ ДЛЯ ЙОГО ЗМЕНШЕННЯ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 28-42
“НАВАНТАЖЕННЯ БІОГЕННИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ У БАСЕЙНІ Р. СУЛА ТА ОСНОВНІ ЗАХОДИ ДЛЯ ЙОГО ЗМЕНШЕННЯ
Сполуки нітрогену і фосфору надходять у водні об’єкти від точкових і дифузних джерел. У практиці управління водними ресурсами України до цього часу приділялася увага передусім точковим джерелам забруднення, тоді як визначення ролі дифузних джерел тривалий час залишалося поза увагою дослідників. Для врахування ролі дифузних джерел у світі використовують модельні підходи. Тому в роботі представлено визначення навантаження біогенними елементами басейну Сули за двома різними методами – розрахунковим (масового балансу) та моделлю MONERIS з метою обґрунтування ефективних заходів з поліпшення екологічного стану водозбірного басейну. Розрахований методом масового балансу емісійний потік біогенних елементів у водозбірному басейні Сули складає 921,2 т · рік-1 для нітрогену та 312,9 т · рік-1 для фосфору. За розрахунками моделі MONERIS загальна емісія нітрогену для водозбірного басейну Сули складає 1 809,8 т · рік-1, тоді як емісія фосфору – 196,2 т · рік-1. На основі отриманих результатів запропоновано заходи зі зменшення антропогенного навантаження, які включають: покращення якості каналізаційних систем та очисних споруд; зниження обсягів застосування мінеральних добрив; зниження частки орних земель шляхом їх переведення у пасовища та ліси; імплементація методів органічного землеробства; демаркація прибережних захисних смуг та суворе їх дотримання; відновлення природних водно-болотних угідь та природних русел річок. Засобами моделі MONERIS встановлено, що найбільше зниження емісії нітрогену та фосфору можливе шляхом застосування заходів із контурної оранки та суміщення сільськогосподарських культур.
- 43стор.
ВИРІШЕННЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ЗАДАЧ У КОНТЕКСТІ ОЦІНКИ РЕСУРСНИХ ВТРАТ ТА ДОЦІЛЬНОСТІ ВІДНОВЛЕННЯ КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА
Анотація Повна версія статті DOI: с. 43-58
“ВИРІШЕННЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ЗАДАЧ У КОНТЕКСТІ ОЦІНКИ РЕСУРСНИХ ВТРАТ ТА ДОЦІЛЬНОСТІ ВІДНОВЛЕННЯ КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА
Суперечливість сучасних поглядів на значення і роль Каховського водосховища в різних галузях України та природній екосистемі налаштовує на розробку системного підходу щодо комплексної оцінки доцільності/недоцільності його відновлення. Загальним алгоритмом такого підходу може бути послідовне опрацювання наступних етапів: 1) всебічна оцінка довготривалих наслідків та проблем, обумовлених знищенням водосховища (без оцінки відносно тимчасових наслідків самої катастрофи); 2) оцінка можливості подолання усіх проблем, що виникли, без відновлення водосховища та розробка відповідних заходів; 3) порівняння витрат на ці заходи із витратами на відновлення водосховища та подальшу боротьбу з негативними ефектами від його існування; 4) об’єктивні висновки щодо доцільності відновлення водосховища за сумою «плюсів» та «мінусів». У статті також обговорюються гідрогеологічні оцінки фільтраційних втрат при наповненні водосховища та спрацювання штучних запасів підземних вод після спуску води з нього. Порівнюються швидкості поширення підпору, фільтраційні втрати та обсяги стікання підземних вод із зони підпору після вчинення воєнного злочину окупантами у 2023 р. Наголошується, що водосховища, особливо великі, є важливими чинниками поповнення ресурсів прісних підземних вод та створення їх штучних запасів, оскільки колишні місцеві, а іноді й регіональні базиси розвантаження підземних потоків, перетворюються на області їх живлення. Розглянуто загальні особливості формування балансу підземних вод у зонах впливу водосховищ та можливості його розрахунків а також важливі характеристики гідрогеологічних умов і фільтраційні параметри горизонтів на прилеглій до нижнього Дніпра території. Запропоновано метод розрахунку перспективних експлуатаційних запасів підземних вод у зоні впливу водосховища.
- 59стор.
ГІДРОГРАФІЯ ТА ВОДНІ РЕСУРСИ МОЛДОВИ: СТАН, ВИКОРИСТАННЯ, УПРАВЛІННЯ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 59-70
“ГІДРОГРАФІЯ ТА ВОДНІ РЕСУРСИ МОЛДОВИ: СТАН, ВИКОРИСТАННЯ, УПРАВЛІННЯ
В України та Республіки Молдова є не тільки спільні державні кордони, а й спільні транскордонні річкові басейни. Крім цього, країни поєднують спільні євроінтеграційні прагнення - у 2022 р. вони стали країнами-кандидатами на членство в ЄС. Тому обопільний інтерес до багатьох сфер діяльності у кожній з країн цілком зрозумілий. У статті розглянуто гідрографічні умови та особливості гідрографічного районування території Молдови згідно з положеннями Водної рамкової директиви ЄС, обсяги водних ресурсів країни, їхнє використання та інституційну структуру управління ними. У країні є 3621 водотік загальною довжиною близько 16 тис. км. Серед них 250 річок мають довжину понад 10 км кожна. Всього 9 з них мають довжину понад 100 км. Найважливішими річками, які формують поверхневі водні ресурси Молдови, є транскордонні Дністер та Прут. В 2017 р. підписано Договір між Кабінетом Міністрів України та Урядом Республіки Молдова про співробітництво у сфері охорони і сталого розвитку басейну річки Дністер. У гідрографічному районуванні території Молдови, виконаному за вимогами Водної рамкової директиви ЄС у 2011 р., для управління на території Молдови виділено два райони річкових басейнів: 1) Дунайсько-Прутський та Чорноморський; 2) Дністровський. За даними Aquastat FAO, середньорічний обсяг загальних водних ресурсів у Молдові становить 12,27 км3/рік, із яких 13 % є внутрішніми водними ресурсами (1,32 км3/рік), а 87 % – зовнішніми водними ресурсами (10,65 км3/рік). При кількості населення у 2024 р. 3 млн 035 тис. осіб показник загальних водних ресурсів на 1 людину – 4043 м3/рік, внутрішніх водних ресурсів на 1 людину – 534 м3/рік. У країні дуже високий коефіцієнт зовнішньої залежності – 0,87, тому створено сучасну інституційну структуру управління водними ресурсами. Міністерство довкілля Республіки Молдови формує водну політику та здійснює координацію і контроль за діяльністю органів управління та підпорядкованих державних служб та установ і підприємств, засновником яких воно є, зокрема: Агентства з охорони довкілля, Національної адміністрації «Води Молдови», Державної гідрометеорологічної служби, ДП «Гідрогеологічна експедиція».
- 71стор.
МОДЕЛЮВАННЯ ДОЩОВИХ ПАВОДКІВ РІЧКИ СТРИЙ ЗА ДОПОМОГОЮ ШТУЧНОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 71-78
“МОДЕЛЮВАННЯ ДОЩОВИХ ПАВОДКІВ РІЧКИ СТРИЙ ЗА ДОПОМОГОЮ ШТУЧНОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
Своєчасне прогнозування дощових паводків на річках дозволяє уникнути негативних наслідків, які вони можуть спричиняти, руйнуючи споруди та комунікації, розташовані у їхніх руслах чи на заплавах. Це актуально для р. Стрий, оскільки в її басейні час від часу формуються катастрофічні дощові паводки. Стаття присвячена застосуванню штучної нейронної мережі (ШНМ) для моделювання дощового стоку р. Стрий біля смт. Верхнє Синьовидне за період 2005-2012 рр. Із застосуванням пакету «nnet» у RStudio (версія 2024.12.0 Build 467) розроблено модель ШНМ прямого зв’язку. Окрім цього, використано також класичну лінійну модель множинної регресії (КЛММР). Модель, заснована на ШНМ, має перевагу над КЛММР, оскільки її статистичні показники якості моделювання вищі. Так, коефіцієнт ефективності Неша-Саткліффа моделі ШНМ для навчальної вибірки склав 91,6 %, а для тестової – 92,5 %, що класифікує її як відмінну. Разом з цим, для КЛММР ці показники склали 81,5 % та 89,4 %, відповідно. Графічний аналіз також продемонстрував перевагу моделі ШНМ, оскільки саме для неї отримано краще співпадіння змодельованих і історичних значень, що підтверджують більш високі показники коефіцієнтів детермінації (0,92 ШМН і 0,82 КЛММР для навчальної вибірки та 0,93 ШМН і 0,89 КЛММР для тестової вибірки). Статистичні показники RMSE моделі КЛММР виявилися більшими за модель ШНМ як для навчальної (29,8 м3/с та 20,1 м3/с, відповідно), так і для тестової (25,2 м3/с та 21,1 м3/с, відповідно) вибірок. Перевага моделі ШМН над моделлю КЛММР зумовлюється тим, що вона враховує нелінійність зв’язку «опади-стік» завдяки паралельності своєї архітектури. В Україні моделювання водного стоку річки із застосування ШНМ виконано вперше. Такий підхід може бути особливо актуальним для транскордонних річок країни, для яких існують суттєві проблеми доступності даних спостережень.
- 71стор.
РАДІАЦІЙНИЙ СТАН ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ В 2024 РОЦІ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ РАДІАЦІЙНО-ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 71-78
“РАДІАЦІЙНИЙ СТАН ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ В 2024 РОЦІ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ РАДІАЦІЙНО-ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ
У статті наведено результати радіаційного моніторингу довкілля в зоні відчуження за 2024 рік. За результатами проведення радіаційно-екологічного моніторингу в зоні відчуження у 2024 році було отримано аналітичні дані щодо: потужності амбієнтного еквівалента дози опромінення, характерної для територій на північному та західному “слідах” радіоактивних випадінь; радіаційного стану приземного шару атмосфери зони відчуження у ближній та дальній зонах ЧАЕС, його динаміки протягом 2024 року та зафіксованих перевищень контрольних рівнів радіоактивного забруднення; поверхневих вод, що залишаються головним джерелом винесення радіонуклідів за межі зони відчуження; радіаційного стану підземних вод четвертинного, еоценового та сеноман-нижньокрейдового водоносних комплексів; радіоекологічного моніто- рингу на ландшафтних полігонах; результатів радіаційного обстеження місць несанкціонованого проживання населення у зоні відчуження.
- 98стор.
РОЗПІЗНАННЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ПОСУХ ЗА ІНДЕКСАМИ SPI І SGI В БАСЕЙНІ РІЧКИ ПІВДЕННИЙ БУГ
Анотація Повна версія статті DOI: с. 98-112
“РОЗПІЗНАННЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ПОСУХ ЗА ІНДЕКСАМИ SPI І SGI В БАСЕЙНІ РІЧКИ ПІВДЕННИЙ БУГ
Очевидно, що гідрогеологічна посуха обумовлюється метеорологічною посухою та спричинена зменшенням живлення підземних вод і збільшенням їх витрат. Проте остаточно не доведено який саме чинник є більш впливовим або визначальним: підвищення температури, зменшення кількості опадів, дефіцит атмосферної вологи, зниження рівня води в річках тощо. У статті висвітлено метод ідентифікації гідрогеологічної посухи на основі аналізу індексів SGI та підтвердження метеорологічної посухи. За ретроспективними даними визначено таку тривалість останньої, якої достатньо для прояву значної та тривалої рецесії в режимі рівня ґрунтових вод. При цьому проаналізовано глибини рівня ґрунтових вод (РГВ), чутливі до впливу метеорологічної посухи. Виявлено просторові і часові закономірності прояву посушливих явищ, а також визначено ступінь інерційності реакції рівня ґрунтових вод на кліматичні зміни та метеорологічні явища. Аналіз виконано за даними гідрогеологічних спостережень по свердловинах державного моніторингу в басейні річки Південний Буг шляхом розрахунку та зіставлення індексів SPI (стандартизований індекс опадів) та SGI (стандартизований індекс ґрунтових вод). Для цього було побудовано ряд карт SPI та SGI за 2016 рік із використанням методу сплайн-інтерполяції у середовищі ArcMap, а також проведено аналіз багаторічної динаміки SGI за період 1980-2021 рр. на основі даних спостережень за РГВ по дев’яти моніторингових свердловинах. Результати показали просторову кореляцію між індексами, однак зі зсувом у часі: найбільш інтенсивна метеорологічна посуха зафіксована в липні–вересні, тоді як максимальне зниження рівнів ґрунтових вод спостерігалося у серпні–жовтні. Проведений аналіз дозволив виділити найбільш уразливі до посухи райони центральної частини басейну та обґрунтувати доцільність поєднання індексів SPI та SGI для моніторингу стану водних ресурсів. Запропонований підхід може слугувати основою для створення регіональної системи раннього попередження гідрогеологічної посухи та адаптивного управління підземними водами в умовах зміни клімату.
