В 1970-х гг. на Земле был зафиксирован стабильный рост глобальной температуры. За полвека температура поверхности в среднем повысилась на 1,1 °С. Как потепление повлияло на изменение водных ресурсов? Достаточно ли Россия обеспечена водой и какие прогнозы строят гидрологи? Насколько увеличилось количество экстремальных природных событий, связанных с водными ресурсами? Читайте в интервью с членом-корреспондентом РАН Натальей Леонидовной Фроловой.
Наталья Леонидовна Фролова ― член-корреспондент РАН, заведующая кафедрой гидрологии суши географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, доктор географических наук. Окончила Московский Государственный университет. В 1984 г. защитила кандидатскую диссертацию «Географические закономерности пространственно-временной изменчивости годового стока рек бассейна Волги», а в 2012 г. докторскую диссертацию «Гидроэкологическая безопасность водопользования».
― Насколько велики российские запасы водных ресурсов? Как можно их оценить на мировом уровне?
― Для начала давайте разберемся с терминами, которые будем использовать. Что такое водные ресурсы? Это довольно сложное, многоплановое понятие, включающее в себя все запасы воды в различных водных объектах.
Водные ресурсы подразделяют на статические и возобновляемые. Статические, или вековые, запасы — это те, что возобновляются в процессе круговорота воды очень медленно: на протяжении десятилетий, столетий и даже тысячелетий. Если говорить о водах суши, то к статическим запасам относятся ледники, подземные воды, а также вода, сосредоточенная в болотах и озерах. Период их возобновления может составлять от 100 до 1 тыс. лет. Поэтому использование этих запасов крайне ограниченно: их интенсивное потребление способно привести к очень негативным экологическим последствиям.
В большинстве же случаев понятие «водные ресурсы» подразумевает именно возобновляемые водные ресурсы. Это та часть воды, которая быстро восполняется в процессе круговорота воды, главным образом речного стока. Вода в руслах рек возобновляется примерно каждые 16 дней. Именно эти ресурсы наиболее ценны с разных точек зрения: хозяйственного использования, поддержания экологического равновесия, самоочищения водоемов и формирования ландшафтов. Вода сегодня — один из ценнейших ресурсов на Земле, без которого невозможно само существование человечества и других живых организмов.
― Насколько Россия богата и обеспечена именно возобновляемыми водными ресурсами?
― В целом для земного шара объем возобновляемых водных ресурсов оценивается примерно в 42 тыс. км3 в год. Доля России в этом объеме ― около 4,2 тыс. км3, то есть 10–11% в зависимости от года. Наша страна очень богата водными ресурсами и занимает второе место в мире после Бразилии, где этот показатель достигает примерно 8 тыс. км3. Далее следуют Канада, США, Индия и Китай ― это шестерка государств, наиболее обеспеченных водными ресурсами по абсолютным показателям.
Однако абсолютные показатели используются редко. Чаще оперируют такими индексами, как водообеспеченность, ― это может быть отношением объема водных ресурсов либо к численности населения, проживающего на данной территории, либо к ее площади. И в таком контексте позиции России уже скромнее. По водообеспеченности на душу населения первое место занимает Канада — около 100 тыс. м3 на человека в год. В России ― примерно 30 тыс. м3 на человека. Это тоже очень высокий уровень.
Важнейшая особенность водных ресурсов нашей страны — их высокая изменчивость во времени. Что я имею в виду: в России порядка 60% всего речного стока формируется за три весенних месяца. Для сравнения: в Бразилии доля стока те же три месяца составляет 30%, в США — 35%. То есть в этих странах сток распределен в течение года более равномерно, что удобно для хозяйственной деятельности и не требует дополнительных усилий по его перераспределению. В России же из-за ярко выраженных изменений стока в течение года, связанных в том числе с активным таянием снега, необходимо защищать территории от наводнений и строить водохранилища, позволяющие запасать воду для маловодных периодов. Эта сезонная неоднородность считается одной из ключевых особенностей водного режима рек нашей страны.
Кроме того, для России характерна и пространственная неоднородность: основные водные ресурсы сосредоточены в Сибири и на Дальнем Востоке. Населения там немного, поэтому отдельные субъекты обладают избытком воды. В европейской же части наоборот ― воды значительно меньше, но численность населения выше. Существует такой термин, как «водный стресс»: пороговое значение, после которого начинается дефицит, составляющий 1,7 тыс. м3 на человека в год. В среднем по России этот показатель равен 30 тыс. м3, однако порядка 22–25 субъектов Российской Федерации обеспечены водой значительно меньше. То есть они испытывают самый настоящий дефицит водных ресурсов, несмотря на высокий средний показатель по стране. В зону дефицита попадает весь юг европейской территории России. Многие районы и целые субъекты страдают от нехватки воды, а в некоторых случаях ситуация принимает катастрофический характер, например в Ставропольском и Краснодарском крае, Ингушетии, Крыму, Калмыкии. Дефицит ощущается даже за Уралом — например, в Курганской и Челябинской областях.
― Примерно в 1970-е гг. начался устойчивый рост глобальной температуры. За прошедшие полвека климатические изменения как-то повлияли на водные объекты и их водный баланс?
― Конечно, изменения очень серьезны и ярко проявляются практически на всей территории страны и Земли в целом. Сейчас проводится много интересных исследований, посвященных общей картине изменений, наблюдаемых на планете. Любопытно, что суммарный объем водных ресурсов земного шара остается относительно стабильным, однако пространственная неоднородность их распределения и наблюдающихся изменений колоссальна.
Есть регионы, где водных ресурсов становится больше. В первую очередь это касается северных территорий нашей страны. За последние десятилетия общий объем водных ресурсов России вырос примерно на 8%, но главным образом за счет рек, впадающих в Северный Ледовитый океан, то есть рек, текущих на север. Увеличивается сток и в центральной части страны.
Однако в пределах России есть несколько регионов, где фиксируются отрицательные аномалии. Например, в бассейнах Дона и Кубани наблюдается устойчивый тренд к уменьшению речного стока. Снижение стока также замечено на юге Сибири в районе бассейнов Селенги, Верхней Лены и Верхнего Амура и на крайнем северо-востоке — в бассейне Анадыря.
― Как климатические изменения в целом влияют на пространственную неоднородность водных ресурсов в России: усугубляют ситуацию или могут отчасти выровнять?
― Ситуация будет только усугубляться. В целом прослеживается такая тенденция: влажные районы становятся еще более влажными, а засушливые — более сухими. Это характерно, хоть и не со стопроцентной вероятностью, для многих регионов мира.
Существующие прогнозы показывают, что сибирские регионы России продолжат испытывать увеличение речного стока. В некоторых бассейнах, например рек Лены и Колымы, рост годового стока может составить 10–20%. В то же время на юге европейской территории, напротив, ожидается дальнейшее уменьшение стока.
Это напрямую сказывается и на других водных объектах. В частности, на Каспии наблюдается сильное падение уровня, что отчасти связано с маловодьем в бассейнах Волги и Урала. Скорее всего, эта ситуация будет только ухудшаться.
― И не в силах человека это изменить?
― Изменить природные факторы мы, конечно, не можем. Но адаптироваться к происходящим изменениям необходимо. Климатические модели пока содержат значительную долю неопределенности, однако уже сейчас у нас есть приблизительное понимание того, как будет развиваться ситуация в ближайшие годы. Эта информация будет уточняться, и ее важно учитывать при планировании.
― Каких последствий потепления стоит ждать? Несут ли климатические изменения только риски для водных ресурсов или возможны позитивные перемены?
― В первую очередь изменения коснутся ледников. В России порядка 7 тыс. ледников: их площадь не слишком велика, и сейчас они испытывают серьезный стресс, деградируют и уменьшаются. Это приводит к временному увеличению речного стока, но в перспективе — к его уменьшению.
Исследования на Кавказе показывают, что ледниковый сток начинает сокращаться и его прохождение смещается на более ранние сроки. Это негативно сказывается на сельском хозяйстве предгорных засушливых регионов, которое рассчитано на использование воды именно в теплый период. Дефицит воды будет только расти. С другой стороны, деградация ледников ведет к целому ряду опасных явлений. В первую очередь это селевые потоки и прорывы озер. При отступании ледников формируется множество новых озер, их объем увеличивается, и со временем происходят прорывы. Например, в прошлом году в Приэльбрусье такие опасные явления наблюдались в районе горнолыжных курортов, и в будущем они станут происходить все чаще.
Что касается положительных последствий изменения климата, они, безусловно, есть. Для северных регионов, где становится теплее, это продвижение растительности на север и увеличение продолжительности вегетационного периода. Это может быть полезно для сельского хозяйства. Однако здесь же возникает проблема деградации вечной мерзлоты, что серьезно сказывается на строительстве и состоянии фундаментов. То есть такие плюсы для развития рекреации и сельского хозяйства действительно существуют, но и минусов тоже достаточно.
― С климатическими изменениями связывают увеличение экстремальных погодных явлений. Замечены ли за последние полвека такие явления, связанные с водными ресурсами, и насколько они опасны?
― Это важный вопрос, который активно исследуется. Если говорить о гидрологических опасностях, то в первую очередь речь идет о наводнениях и засухах. Вероятность возникновения и тех и других увеличивается.
Наши наблюдения это подтверждают. На Северном Кавказе участились наводнения, что связано с ростом интенсивности осадков. В целом глобальное потепление ведет к увеличению количества осадков из-за повышения влагонасыщенности воздушных масс. Однако меняется и режим их выпадения: периоды между выпадениями осадков становятся продолжительнее, а сами осадки концентрируются в короткие промежутки времени. Именно такие сильные ливни и приводят к наводнениям. То, что мы видим в последние годы на Черноморском побережье и Северном Кавказе, отчасти связано с климатическими изменениями.
Та же тенденция касается и засух. Их экстремальность, интенсивность и повторяемость возрастают за счет того, что в теплое время года осадки продолжительное время отсутствуют. Засухи нарастают во многих регионах, и это характерно не только для европейской территории России. Известны случаи, когда очень мало осадков выпадало в Сибири, в том числе в бассейне Лены и Енисея, и это приводило к сбоям в работе водного транспорта. К сожалению, такие явления становятся все более частыми.
― Крайне снежная зима 2026 г. ― это одно из проявлений подобных изменений?
― Возможно, да. Потому что увеличиваются изменчивость и экстремальность погодных условий и связанных с ними гидрологических процессов. Но это не значит, что следующий год будет таким же снежным.
― Как можно адаптироваться к таким изменениям?
― Наше водное хозяйство приспосабливается к меняющимся условиям столько, сколько оно существует. Разнообразные природные условия, засухи и наводнения приводят к тому, что надо постоянно думать о том, как обеспечить безопасность водопользования. Возможностей в этом направлении масса, прежде всего это регулирование стока с помощью водохранилищ, и задача эта далеко не простая: нужно распределять воду так, чтобы все отрасли хозяйства получали ее в необходимом объеме и требуемого качества.
Потребности этих отраслей часто вступают в противоречие друг с другом, поэтому необходимо искать оптимальный баланс. Ситуация усугубляется тем, что само водное хозяйство сегодня не в лучшей форме: наблюдается колоссальный физический износ систем и трубопроводов, порядка 50–60% оборудования требует замены. В результате ― очень большие протечки, и мы теряем драгоценную воду, необходимую для хозяйственной деятельности.
Не менее важна и система мониторинга. Чтобы знать, предвидеть и прогнозировать, необходима современная технически развитая сеть наблюдений за водными объектами, ресурсами и опасными процессами. Сама система мониторинга на водных объектах существует и относительно развита: у нас есть множество гидрологических станций и постов. Другое дело, что их количество сокращалось и они неравномерно распределены по территории. Предпринимаются попытки улучшить ситуацию с помощью современных технологий и дистанционных данных. Однако на государственном уровне отсутствует мониторинг ледников, а наблюдения ведутся только отдельными организациями, например МГУ и Институтом географии РАН. Но следить за ледниками необходимо: последствия их деградации могут привести к крупным убыткам и даже человеческим жертвам.
В целом проблем, связанных с мониторингом водных ресурсов, немало. Многие наблюдательные станции работают уже очень давно и требуют серьезного совершенствования и переоснащения. Наземные наблюдения, безусловно, бесценны, но наблюдатели получают буквально нищенскую зарплату и потому не настроены что-то улучшать и развивать. К тому же они зачастую опасаются использовать дорогостоящее оборудование, которое поставляет Росгидромет. Автоматические станции существуют и развиваются, но для их эффективной работы нужны серьезные вложения и, главное, квалифицированные кадры, способные работать с этим оборудованием.
― Вы видите интерес к профессии у молодежи? На вашей кафедре в МГУ достаточно студентов?
― Могу сказать, что нам повезло: к нам приходят замечательные студенты — очень толковые, талантливые, нацеленные на получение знаний и практических навыков. Часто это победители международных и всероссийских олимпиад. Набор на первый курс у нас небольшой — всего 150 человек на 15 кафедр географического факультета МГУ. Получается, что максимум, на который мы можем рассчитывать, ― 12–15 человек на кафедру. Для такой огромной страны с ее разнообразными водными проблемами этого, конечно, недостаточно.
Наши выпускники, как правило, остаются работать в научных учреждениях: они идут работать в институты Российской академии наук и Росгидромета. Практически все остаются в специальности. Но если в Московском университете, отчасти в Санкт-Петербургском, Пермском и Томском ситуация еще более или менее благополучна, то в других вузах она просто катастрофическая.
― Какие нерешенные фундаментальные задачи остались в гидрологии?
― Нерешенных проблем остается довольно много. Прежде всего, мы не можем описать до конца процесс формирования стока даже на отдельно взятом речном водосборе. Представьте себе речной бассейн со сложным, мозаичным характером растительности и почвенного покрова. Как корректно описать процессы в этих разнородных средах, чтобы рассчитать точный приток воды в речную сеть, и на основе этих данных дать прогноз — будь то на ближайшие часы, сутки или на долгосрочную перспективу? А с учетом того, что климат меняется, задача многократно усложняется.
Это одна из фундаментальных научных задач. Безусловно, она решается: модели постоянно совершенствуются, увеличивается приток информации, в том числе за счет дистанционных данных. Сейчас объем информации, получаемой из космоса, колоссален и наши возможности значительно увеличились: это и наблюдение за качеством воды, и мониторинг состояния поверхности водоемов, и альтиметрические данные об уровне воды. Настоящий прорыв. Ключевой вопрос: как всю эту информацию переработать и эффективно использовать в моделях?
Мы очень надеемся на помощь Росгидромета и Росводресурсов с получением современных данных наземных гидрометеорологических наблюдений, без которых получение новых научных результатов невозможно.
Любая наука развивается на стыке потребностей человека и имеющихся возможностей. А их сегодня много: колоссальные базы данных, потоки дистанционной информации и новые инструменты, в том числе искусственный интеллект и машинное обучение. Все это открывает перед гидрологией совершенно новые горизонты.
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
