Abstract
Les précipitations mensuelles et l’indice de précipitation standardisé (SPI) sur 3 mois ont été utilisés pour révéler les schémas des précipitations et la fréquence des sécheresses sévères sur la plaine d’Europe de l’Est au cours de la période 1953-2011 dans les phases opposées de l’oscillation quasibiennale (QBO). Les différences de précipitations et de fréquence de sécheresse sévère en mai et en juin dans les phases ouest et est de la QBO s’expliquent par des variations de circulation. L’analyse indique des épisodes de sécheresse sévère moins fréquents sur l’Ukraine et au centre de la partie européenne de la Russie en mai dans la phase ouest de la QBO, en raison de l’intensification de la trajectoire de la tempête sur la plaine de l’Europe de l’Est. Les conditions météorologiques en mai et en juin dans les années de la phase QBO vers l’ouest étaient plus favorables pour le rendement. La différence de rendement du blé de printemps dans la phase de QBO vers l’ouest et vers l’est dépasse la même différence de rendement du blé d’hiver dans la région centrale de la Terre Noire et dans les régions du sud. L’Ukraine et la région à l’est de la mer d’Azov sont les zones les plus vulnérables au risque accru de sécheresse sévère pendant la saison de croissance active à la fin du 20e et au début du 21e siècle.
1. Introduction
La sécheresse comme un phénomène naturel affecte les écosystèmes pendant une longue période en causant des dommages catastrophiques à l’environnement et aux activités humaines. Formellement, une sécheresse est associée à une diminution temporaire de la teneur totale en humidité en raison d’un déficit de précipitations ; elle accompagne également l’activité anticyclonique. Cependant, la sécheresse est un événement complexe et le risque de son occurrence est causé non seulement par un facteur climatique.
Les processus initiant la sécheresse sont étudiés pour révéler les causes de la sécheresse, sa genèse, et les mécanismes de rétroaction positive/négative. Les mécanismes atmosphériques à grande échelle liés aux modes de variabilité climatique et aux anomalies de température de surface de la mer (SST) ont été identifiés comme facteurs d’influence. Parmi les différents forçages, l’oscillation El-Nino/Sud, l’oscillation de l’Atlantique Nord, la température de surface de la mer de l’Atlantique Nord, l’oscillation quasi-siènale ont été révélés. Cependant, l’oscillation quasibiennale des processus atmosphériques globaux affecte significativement la composante de plus haute fréquence du système climatique.
On sait que la QBO affecte la circulation atmosphérique dans les latitudes tempérées et que son influence se propage à la surface de la Terre. Des mesures régulières des composantes moyennes du vent zonal sont effectuées par les stations radiosondes de la ceinture équatoriale depuis 1953. La période de l’oscillation est d’environ 28 mois. Les vents de la phase est de la QBO sont environ deux fois plus forts que ceux de la phase ouest. En tant que composante de la circulation atmosphérique globale, l’oscillation quasi-périodique du vent zonal équatorial dans la stratosphère tropicale (oscillation quasi-biennale (QBO)) est le mode dominant de la variabilité stratosphérique interannuelle dans les tropiques. Un mécanisme, impliquant l’interaction des ondes de gravité équatoriales internes avec le vent zonal stratosphérique équatorial, a ensuite été clarifié dans de nombreuses études. Cependant, le mécanisme de l’influence de la QBO sur le climat n’est pas clarifié définitivement .
Le signal du cycle QBO a été détecté non seulement dans la variabilité du vent zonal et méridional stratosphérique, de la température et de la hauteur géopotentielle (par ex, ), mais aussi dans son influence sur les paramètres météorologiques de surface également, par exemple, la température de l’air , les précipitations , et la couverture neigeuse .
Dans des études antérieures, le signal significatif de la QBO a été détecté dans les précipitations de septembre et d’octobre dans la période allant de 1953 aux années 1980 dans la région des îles britanniques, dans la région d’Europe centrale et au Bélarus. Les régions de l’est de l’Ukraine et les régions adjacentes de la Russie présentaient un signal QBO significatif dans les précipitations du mois de mai. Il y a beaucoup d’études sur la détection de l’impact combiné de l’oscillation quasibiennale et du cycle solaire de 11 ans sur les modèles de précipitation et les rendements des cultures. Cependant, dans notre recherche, une relation similaire n’a pas été trouvée.
C’est pourquoi nous avons limité le choix de l’étude pour la considération de la seule QBO.
Le rendement des cultures céréalières est principalement défini par le niveau des pratiques agricoles (technologie), le type de sol et le climat. La ceinture céréalière de la plaine est-européenne est située sur un territoire à faible ressource en eau et à conditions d’humidité instables. Dans ces circonstances, la prévision des effets potentiels des facteurs météorologiques et climatiques changeants sur le rendement des cultures est très importante. La variabilité du rendement des céréales et la fluctuation des précipitations saisonnières sur la partie européenne de l’ancienne URSS ont été étudiées sous l’influence de l’oscillation quasibiennale dans des études précédentes .
Dans cette étude, nous avons étendu la période des études précédentes, en incluant une période de changement climatique abrupt (à la fin du 20ème siècle et au début du 21ème siècle). Les particularités régionales des précipitations printanières et estivales, de la sécheresse et du rendement des céréales dans le sud de la plaine de l’Europe de l’Est ont été révélées sous l’influence de l’oscillation quasibiennale des processus atmosphériques globaux. Nous étudions également les différences de circulation dans les phases de la QBO vers l’ouest et vers l’est, qui peuvent être la cause des différences dans les précipitations et la sécheresse.
Les objectifs de cet article sont dans l’étude de l’influence possible de l’oscillation quasibiennale sur la variabilité des précipitations saisonnières, la fréquence de la sécheresse atmosphérique de printemps-été, et les rendements des cultures céréalières sur la plaine est-européenne et dans la recherche de l’activité cyclonique et anticyclonique dans les latitudes tempérées dans les deux phases de la QBO.
2. données et méthodes
Les principales régions céréalières de l’Ukraine et de la partie européenne de la Fédération de Russie (EPR, le territoire de la Russie à l’ouest des montagnes de l’Oural) situées dans le territoire sensible à la sécheresse de la plaine de l’Europe de l’Est (au sud de 54°N) sont au centre de cette étude (Figure 1). Le territoire comprend diverses zones de paysage : semi-désert, steppe sèche et typique, forêt-steppe méridionale et typique, bois marécageux et forêts à feuilles caduques.
Les données mensuelles de précipitations de résolution maillée 0,5° × 0,5° ont été extraites de l’ensemble de données mensuelles mondiales CRU TS 3.21 (http://badc.nerc.ac.uk/) pour examiner les variations de la quantité de précipitations dans les deux phases de la QBO. Les données de l’indice de précipitation standardisé (SPI) de résolution maillée 1° ont été obtenues à partir de l’ensemble de données mensuelles mondiales du National Center for Atmospheric Research (http://rda.ucar.edu/) et ont été utilisées pour analyser la gravité de la sécheresse atmosphérique. Selon les recherches de Thom, la distribution gamma s’adapte à la série chronologique des précipitations observées. La probabilité cumulative des précipitations observées a été transformée en distribution normale standard avec une moyenne de zéro pour calculer les valeurs SPI dans chaque nœud de la grille régulière. Les valeurs négatives indiquent des précipitations inférieures à la médiane et des périodes sèches : 0 à -0,99, sécheresse légère, -1 à -1,49, sécheresse modérée, -1,5 à -1,99, sécheresse sévère, et -2 ou moins, sécheresse extrême. McKee et al. ont initialement calculé l’IPS pour différentes échelles de temps allant de 3 mois à 48 mois. Pour cette étude, des séries temporelles SPI de 3 mois ont été utilisées. Les sécheresses sévères de mai et juin sont au centre de l’étude car elles peuvent causer des pertes de rendement importantes. La fréquence de la sécheresse dans chaque cellule de la grille a été calculée comme le rapport entre le nombre d’années de sécheresse et le nombre total d’années. La tendance de la sécheresse sévère dans chaque nœud de la grille a été calculée comme le coefficient de régression linéaire d’une série temporelle de SPI (où les valeurs SPI supérieures à -1,5 ont été remplacées par zéro).
La phase QBO pour la période de 1953-2011 nous a défini par la direction du vent équatorial 30-hPa d’avril à juin (le jeu de données de Freie Universität Berlin, https://climatedataguide.ucar.edu/). Une vitesse de vent positive est associée à la phase ouest de la QBO et une vitesse négative à la phase est. Par conséquent, la phase vers l’ouest pour la période 1953-2011 comprend 28 années et la phase vers l’est comprend 31 années. Les données sur l’IPS, les précipitations et le rendement des cultures ont été classées selon ces phases de l’oscillation quasibiennale.
Il est bien connu que les précipitations pendant la période de végétation jouent le rôle clé de la phénologie des plantes comme le facteur le plus important pour la productivité. Les cultures de céréales de printemps (y compris le blé de printemps et l’orge de printemps) sont sensibles à la sécheresse atmosphérique dans le sud de la plaine de l’Europe de l’Est au début de la saison de croissance et ils sont plus résistants à la sécheresse dans le stade mature . Les méthodes agricoles dans l’ancienne Union Soviétique ont été considérablement améliorées dans les années 80 du siècle dernier. Les rendements annuels du blé d’hiver, du blé de printemps et de l’orge de printemps en moyenne dans les régions de l’Ukraine et de la Russie selon les statistiques agricoles (http://agroua.net/statistics/, http://www.gks.ru/) ont été examinés dans l’étude.
Les données quotidiennes de réanalyse NCEP/NCAR de la hauteur géopotentielle du niveau isobarique 1000 hPa (résolution spatiale 2,5°) ont été utilisées pour l’analyse de l’emplacement des tourbillons synoptiques . L’aire de la région située à l’intérieur du contour extérieur fermé maximal a été considérée dans cette étude pour caractériser la taille du tourbillon synoptique. La définition du centre du cyclone/anticyclone est telle que son emplacement ne doit pas correspondre à la cellule de grille où la valeur minimale de la grille est localisée (pour plus de détails, voir ). La fréquence relative moyenne à long terme des tourbillons synoptiques dans le nœud de grille 5° × 5° a été déterminée comme une proportion du temps où le centre du tourbillon est situé dans la cellule 5° × 5° centrée sur le nœud.
Dans cette étude, nous tentons de comparer les modèles de fréquence de sécheresse sévère, les modèles de précipitations et les modèles de tourbillons synoptiques dans les phases opposées de QBO sur la plaine d’Europe de l’Est au début de la saison de croissance (végétation) pour les cultures de blé et d’orge et de révéler des différences significatives. -Le test des échantillons indépendants par groupes (au niveau de probabilité de 0,95) a été appliqué pour déterminer la signification statistique des différences de précipitations et de rendements. La signification statistique des différences dans les phases de QBO en termes de fréquence de la sécheresse a été déterminée en utilisant le test exact de Fisher, qui est le plus souvent appliqué aux variables nominales dichotomiques.
3. Résultats et discussion
L’étude précédente a révélé que la sécheresse sur la Plaine de l’Europe de l’Est se produit sous les modèles de circulation atmosphérique globale suivants.(i)La masse d’air arctique formée derrière le front froid du cyclone atlantique s’étend dans la partie occidentale et centrale de la Plaine de l’Europe de l’Est. Une zone de haute pression s’établit et relie l’anticyclone arctique à l’anticyclone méridional pendant la saison chaude. La sécheresse étendue qui se produit dans ces conditions apparaît plus souvent au sud de la partie européenne de la Russie. (ii) Lorsque la masse d’air arctique envahit la région atlantique ou l’Europe occidentale, une branche de l’anticyclone des Açores se forme et se déplace vers l’est jusqu’au sud de la Sibérie occidentale. Dans ces conditions, une sécheresse étendue se produit plus souvent sur l’Ukraine.(iii)La sécheresse sur l’EPR ou l’Ukraine peut survenir en raison de plusieurs anticyclones restant après la destruction d’une branche de l’anticyclone des Açores ou d’une zone de haute pression sur l’est de la Russie européenne.
La fréquence moyenne des sécheresses atmosphériques pour 1953-2011 dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est en mai et en juin dans les deux phases QBO selon les données SPI est montrée dans la figure 2. La fréquence de sécheresse la plus élevée en mai et en juin au cours de la période 1953-2011 s’est produite dans la phase QBO orientée vers l’ouest dans la région de la Caspienne septentrionale (jusqu’à 6 % des cas en mai et jusqu’à 10 % en juin), dans le sud des Pré-Urals (jusqu’à 10 % en mai et jusqu’à 12 % en juin), dans les steppes de la région de la Volga (jusqu’à 6 % en mai et jusqu’à 10 % en juin), dans l’ouest de l’Ukraine (jusqu’à 8 % en mai), et dans l’est de l’Ukraine (jusqu’à 6 % en mai et jusqu’à 8 % en juin) (Figures 2(a) et 2(b)). La fréquence moyenne des épisodes de sécheresse sévère dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est dans la phase de QBO orientée vers l’est était plus élevée que la fréquence dans la phase orientée vers l’ouest (figures 2(c) et 2(d)). La sécheresse sévère avec la répétabilité la plus élevée en mai a été observée dans tout le sud de la Plaine de l’Europe de l’Est dans la phase de QBO vers l’est : dans le centre de l’Ukraine jusqu’à 12%, dans la région de la Mer d’Azov jusqu’à 14%, et au nord-ouest de la Mer Caspienne jusqu’à 14% (Figure 2(c)). La fréquence la plus élevée de sécheresse sévère en juin dans la phase d’est observée dans l’est de l’Ukraine (jusqu’à 10%) et dans le territoire entre la Mer Noire et la Mer Caspienne (jusqu’à 10%) (Figure 2(d)). La fréquence de la sécheresse dans la région de la Volga et dans le sud des Pré-Urals pendant la phase QBO vers l’est n’a pas dépassé 6 % en mai (figure 2(c)) et 3 % en juin (figure 2(d)).
Comme le montrent les figures 3(a) et 3(b), des précipitations plus importantes en Ukraine et dans le sud de la partie européenne de la Russie ont été observées en mai et en juin dans la phase QBO vers l’ouest. Les différences significatives entre les phases ouest/est des précipitations en mai sont localisées dans le centre de l’Ukraine (différences de 27% à 59%), dans l’ouest de la région centrale des terres noires de Russie (différences de 27% à 37%) et dans le bassin inférieur du Don (de 33% à 58%). Les différences dans la quantité de précipitations en juin dans les deux phases de QBO ne sont significatives que dans de petites zones au nord de la mer Caspienne. Nos résultats sont cohérents avec les études précédentes .
La figure 3(c) démontre que la fréquence plus faible de la sécheresse sévère en mai dans la phase QBO vers l’ouest par rapport à celle vers l’est a été observée dans le sud de la plaine de l’Europe de l’Est (à l’exception de petites zones). Les différences significatives dans la fréquence de sécheresse sévère en mai ont été identifiées en Ukraine centrale (différences de 13 à 16 sécheresse sévère par 100 ans) et au nord de la Mer Caspienne (différences de 13 à 20 sécheresse sévère par 100 ans). L’analyse a montré que la même fréquence en juin est plus basse dans le nord de l’Ukraine (différences de 9 à 12 sécheresse sévère pour 100 ans), dans l’ouest de la région centrale de Terre Noire (différences à 9 sécheresse sévère pour 100 ans), et dans l’Oblast de Rostov et dans le Kraï de Krasnodar (différences à 9 sécheresse sévère pour 100 ans), mais elle est plus haute dans la région de Volga (différences à 11 sécheresse dans 100 ans). Cependant, seulement de petites zones de différences significatives dans l’ouest de la région centrale de la Terre Noire et dans le nord de l’Ukraine ont été détectées.
Malgré le fait que les zones de différences significatives sont relativement compactes, on devrait noter que la cohérence spatiale du signe de différence sur de vastes régions indique fortement l’influence de la phase QBO à la fois sur les précipitations et la sécheresse.
Des coefficients multidirectionnels de la tendance linéaire de la sécheresse sévère dans la plaine de l’Europe de l’Est dans les deux phases QBO ont été identifiés pendant la période de changement climatique actif de 1991-2011 (Figures 4(a), 4(b), 4(c), et 4(d)). Les taux les plus élevés d’augmentation du nombre de sécheresses ont été détectés dans la phase QBO orientée vers l’est : les plus grandes tendances négatives en mai ont été révélées en Ukraine (à l’exclusion des régions occidentales) (Figure 4(c)), et les tendances similaires en juin ont été identifiées dans le centre de l’Ukraine, à l’est de la mer d’Azov, et dans la région de la Volga (Figure 4(d)). Les tendances négatives de la phase ouest de la QBO n’ont été révélées qu’en mai dans le nord de l’Ukraine (figure 4(a)).
L’augmentation du rendement du blé de printemps dans la partie européenne de la Russie, moyennée pour les années de la phase ouest de la QBO, est cohérente avec l’augmentation des précipitations et la réduction de la fréquence des sécheresses sévères sur la plaine est-européenne observées au cours de la même période. La plus forte augmentation du rendement du blé de printemps a été détectée dans les régions occidentales de l’EPR (35,5 % dans l’Oblast de Briansk, 25,9 % dans l’Oblast de Belgorod, 26,8 % dans l’Oblast de Rostov, 23,9 % dans l’Oblast de Volgograd et 23,3 % dans l’Oblast de Voronezh), déclinant en direction du nord-est (Figure 5(a)). Les schémas de rendement du blé d’hiver dans les deux phases de QBO sont moins cohérents avec les schémas de précipitations et de sécheresse sévère que le rendement du blé de printemps (figures 3 et 5(b)). Cet effet peut être expliqué par le fait que les conditions météorologiques importantes de la végétation pour la période de croissance en automne et les conditions hivernales pour la culture du blé d’hiver n’ont pas été analysées. La plus forte augmentation de la production de blé d’hiver, calculée en moyenne sur les années de la phase ouest de QBO par rapport à la même dans la phase est, a été révélée dans l’Oblast d’Ulyanovsk (21,3%), dans la République du Tatarstan (21,8%) et dans l’Oblast de Luhansk (21,4%). Une différence significative dans le rendement du blé d’hiver dans les deux phases a été détectée uniquement dans l’Oblast de Luhansk. Les résultats sont conformes aux études précédentes sur la variabilité des rendements du blé d’hiver et du blé de printemps dans les phases de la QBO. Notez que la durabilité du signal QBO dans diverses régions a été déterminée par la période étudiée.
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Les résultats de la comparaison des zones d’augmentation des précipitations et du rendement de l’orge de printemps et les zones de diminution de la fréquence de la sécheresse dans la phase de QBO vers l’ouest dans la période 1958-2011 sont cohérents (Figures 3 et 5(c)). L’augmentation majeure du rendement de l’orge de printemps dans la phase QBO vers l’ouest a été remarquée dans la République de Bashkortostan (30%), dans l’Oblast de Rostov (28,3%), dans l’Oblast de Ryazan (26,8%), dans la République de Kalmykia (26,9%), et dans l’Oblast de Luhansk (27,6%) (Figure 5(c)).
Le rendement des deux types de blé dans la partie européenne de la Russie dans la phase QBO vers l’ouest dépasse le même rendement dans la phase vers l’est dans la région centrale de la Terre Noire (de 3-10%) et dans les régions du sud (de 5-12%) au cours de la période 1953-2011 (Figure 5(d)). Une plus grande différence pour le blé de printemps a été associée à sa sensibilité au déficit pluviométrique et à la sécheresse pendant la saison de croissance active en mai dans la plaine d’Europe de l’Est.
L’humidification accrue dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est en mai pendant la période 1953-2011 dans la phase de QBO vers l’ouest peut être expliquée par la différence dans l’activité cyclonique dans les phases opposées de QBO (figure 6). La principale trajectoire de la tempête dans la région est localisée zonalement à environ 50°N sur l’Ukraine ; elle est déplacée vers le nord-ouest à environ 35°E en mai dans les deux phases QBO. Cependant, la trajectoire de la tempête s’est fortement intensifiée dans la phase de QBO orientée vers l’ouest et la fréquence du cyclone le plus élevé s’est déplacée de l’ouest vers l’est de l’Ukraine, dans la région de Poltava-Kharkiv (zone I sur la figure 6(a)). En outre, l’intensification et l’expansion de la trajectoire de la tempête ont entraîné une augmentation de la densité des centres cycloniques au sud de la RPE, dans l’Oblast de Rostov et dans le Kraï de Krasnodar (zone II de la figure 6(a)). Les précipitations sont associées au passage d’un cyclone ; elles ont provoqué une humidification accrue dans le sud de la Russie est-européenne dans la phase QBO orientée vers l’ouest. Notez que la différence significative dans la fréquence des occurrences des cyclones en juin n’a pas été trouvée (non montré).
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Nous avons analysé les variations de la circulation atmosphérique en utilisant les caractéristiques moyennes de l’activité anticyclonique (composites) pour expliquer l’augmentation et la diminution de l’humidification. La diminution de la teneur en humidité dans l’Oblast de Voronezh, l’Oblast de Rostov, l’Oblast de Volgograd, l’Oblast d’Astrakhan et la République de Kalmoukie en mai et juin dans la phase QBO vers l’ouest a été observée. L’augmentation de la teneur en humidité s’est produite dans le Caucase du Nord et dans le sud des Pré-Urals. La réduction de l’aridité en mai est associée à une plus faible fréquence des anticyclones (zone M1 dans la figure 7(a)) ainsi qu’à une plus grande récurrence des cyclones (figure 6(a)). Dans le même temps, une fréquence plus élevée de l’anticyclone dans la phase ouest a été observée dans le Caucase du Nord (zone M2 dans la figure 7(a)).
La fréquence de l’anticyclone dans le sud des Pré-Urals en mai dans les deux phases QBO est approximativement la même, mais les tailles des anticyclones y sont plus grandes et donc de plus grandes zones sont soumises à des conditions propices à la sécheresse ici. En outre, les anticyclones plus grands et moins mobiles bloquent efficacement les cyclones au nord de la mer Caspienne (zone III sur la figure 6(b)).
Comme le montre la figure 8, on observe les mêmes schémas d’activité anticyclonique en juin dans les phases opposées (dans la phase vers l’ouest : fréquence réduite des anticyclones dans la zone J1 (figure 8(a)) ; fréquence accrue des anticyclones dans la zone J2 (figure 8(a)) ; les plus grands cyclones dans la zone J3 (figure 8(c))). Le maximum de la zone anticyclonique dans la phase vers l’est sur l’est de l’Ukraine ne conduit guère à une augmentation supplémentaire de l’aridité dans le sud de la plaine est-européenne, en raison de la faible fréquence de l’apparition de l’anticyclone (figures 8(b) et 8(d)).
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Plus de précipitations et une moindre fréquence de la sécheresse atmosphérique sévère sur la plaine d’Europe de l’Est en moyenne dans les années de la phase QBO vers l’ouest par rapport à la phase vers l’est au cours de la période 1953-2011 ont entraîné des rendements plus élevés du blé de printemps. Les effets observés s’expliquent par les différences de circulation dans les phases QBO. Par conséquent, la priorité de l’utilisation du blé de printemps dans la région centrale de la Terre Noire et dans les steppes de la partie européenne de la Russie dans la phase vers l’ouest peut réduire les risques agricoles. Dans ce cas, l’oscillation quasibiennale peut être utilisée comme l’un des prédicteurs fiables. Cependant, ce sujet nécessite une étude plus approfondie, y compris les autres moteurs de l’influence sur le rendement des cultures.
4. Conclusion
Un signal QBO significatif dans les précipitations, la sécheresse atmosphérique et le rendement des cultures en mai-juin dans le sud de la plaine de l’Europe de l’Est a été détecté dans la période de 1953-2011, y compris la période de changement climatique actif. Les plus grandes zones des différences significatives de précipitation et de fréquence de sécheresse dans les phases de QBO ont été identifiées en mai. Plus de précipitations et une fréquence de sécheresse moins sévère en mai et juin (à l’exclusion de la zone au nord de la mer Caspienne) ont été observées dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est dans la phase de QBO vers l’ouest par rapport à la phase de QBO vers l’est. Les différences significatives entre les phases ouest/est des précipitations en mai étaient localisées dans le centre de l’Ukraine, dans l’ouest de la région centrale de la Terre Noire en Russie, et dans le bassin inférieur du Don. En juin, les précipitations ont été moins uniformes dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est. Les différences significatives dans la fréquence de la sécheresse sévère en mai ont été identifiées en Ukraine centrale et au nord de la Mer Caspienne. L’analyse a montré que la même fréquence en juin est plus faible dans le nord de l’Ukraine, dans l’ouest de la région centrale de la Terre Noire, dans l’Oblast de Rostov et dans le Kraï de Krasnodar, mais elle est plus élevée dans la région de la Volga.
Dans le même temps, les tendances de la sécheresse sévère dans la Plaine d’Europe de l’Est dans les deux phases de QBO pendant la période de changement climatique actif de 1991-2011 étaient spatialement non uniformes. Les tendances les plus importantes d’une sécheresse accrue en mai et en juin en Ukraine (principalement dans les régions centrales) et dans la région à l’est de la mer d’Azov ont été révélées dans la phase QBO orientée vers l’est. Les tendances du même signe dans la phase de QBO vers l’ouest ont été détectées seulement en Ukraine. Ainsi, l’Ukraine et la région à l’est de la mer d’Azov ont été identifiées comme les régions les plus vulnérables au risque accru de sécheresse sévère pendant la saison de croissance active à la fin du 20e-début du 21e siècle dans le sud de la plaine de l’Europe de l’Est.
Les différences de précipitations et de fréquence de sécheresse sévère en mai et en juin dans la période de 1953-2011 dans les phases de la QBO sont expliquées par les différences dans les modèles de circulation dans les phases vers l’ouest et vers l’est de la QBO. L’intensification de la trajectoire des tempêtes sur la plaine d’Europe de l’Est en mai dans la phase ouest de la QBO entraîne une diminution de l’humidification en Ukraine et au centre de la partie européenne de la Russie. Parallèlement, l’aridité accrue dans la région de la Volga et dans le sud des Pré-Urals en mai et en juin est associée à la fréquence plus élevée et/ou à des anticyclones extensifs plus puissants.
Les conditions météorologiques en mai et en juin dans les années de la phase QBO vers l’ouest dans la période de 1953-2011 ont été plus favorables pour le rendement. Le rendement moyen du blé d’hiver, du blé de printemps et de l’orge de printemps dans le sud de la plaine d’Europe de l’Est en phase QBO vers l’ouest au cours de la période 1953-2011 a dépassé le même rendement en phase vers l’est. La différence de rendement du blé de printemps dans la partie européenne de la Russie dans la phase ouest de la QBO dépasse la même différence dans la phase est dans la région centrale de la Terre Noire (de 3-10%) et dans les régions du sud (de 5-12%) au cours de la période 1953-2011. Une différence plus élevée pour le blé de printemps a été associée à sa sensibilité au déficit pluviométrique et à la sécheresse pendant la saison de croissance active dans la plaine de l’Europe de l’Est.
Conflit d’intérêts
Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflit d’intérêts concernant la publication de cet article.
Reconnaissance
L’étude a été réalisée au soutien financier du programme accepté par l’Académie des sciences de Russie « Désertification des terres sèches dans le sud de la Russie dans le contexte des changements climatiques. »
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