Abstract
A havi csapadék és a háromhavi standardizált csapadékindex (SPI) segítségével feltártuk a csapadék és a súlyos szárazság gyakoriságának mintázatát a Kelet-európai-síkságon az 1953-2011 közötti időszakban a kvázibiennális oszcilláció (QBO) ellentétes fázisaiban. A májusi és júniusi csapadékmennyiség és a súlyos aszályok gyakoriságának különbségeit a QBO nyugati és keleti fázisaiban a cirkulációs változásokkal magyarázzák. Az elemzés szerint májusban a nyugati irányú QBO-fázisban Ukrajnában és Oroszország európai részének közepén ritkábban fordulnak elő súlyos aszályos események, ami a Kelet-európai-síkság feletti viharpálya erősödésének köszönhető. A nyugati irányú QBO-fázis éveiben a májusi és júniusi időjárási viszonyok kedvezőbbek voltak a termés szempontjából. A tavaszi búza terméshozamának különbsége a nyugati és a keleti QBO-fázisban meghaladja az őszi búza terméshozamának azonos különbségét a Közép-Feketeföld térségében és a déli régiókban. Ukrajna és az Azovi-tengertől keletre fekvő régió a 20. század végén és a 21. század elején az aktív vegetációs időszakban a súlyos aszályok fokozott kockázatának legveszélyeztetettebb területei.
1. Bevezetés
A szárazság mint természeti jelenség hosszú ideig hat az ökoszisztémákra, katasztrofális károkat okozva a környezetben és az emberi tevékenységekben. Formailag az aszály a teljes nedvességtartalom csapadékhiány miatti átmeneti csökkenésével jár; az anticiklonális tevékenységet is kíséri. Az aszály azonban összetett esemény, és előfordulásának kockázatát nem csak éghajlati tényezők okozzák.
Az aszályt kiváltó folyamatokat tanulmányozzák, hogy feltárják az aszály okait, kialakulását és pozitív/negatív visszacsatolási mechanizmusait. Az éghajlati változékonyság módozataival és a tengerfelszíni hőmérséklet (SST) anomáliáival kapcsolatos nagyléptékű légköri mechanizmusokat befolyásoló tényezőkként azonosították. A különböző kényszerítő tényezők közül az El-Nino/déli oszcilláció, az észak-atlanti oszcilláció, az észak-atlanti tengerfelszíni hőmérséklet, a kvázibiennálikus oszcilláció került feltárásra. A globális légköri folyamatok kvázibiennális oszcillációja azonban jelentősen befolyásolja az éghajlati rendszer legmagasabb frekvenciájú komponensét.
Tudott, hogy a QBO befolyásolja a mérsékelt égövi szélességeken a légköri cirkulációt, és hatása a Föld felszínére terjed. Az átlagos zonális szélkomponensek rendszeres méréseit 1953 óta végzik az egyenlítői öv radioszondás állomásai. Az oszcilláció periódusa körülbelül 28 hónap. A QBO keleti fázisában a szél körülbelül kétszer olyan erős, mint a nyugati fázisban. A globális légköri cirkuláció egyik összetevőjeként az egyenlítői zonális szél kváziperiodikus oszcillációja a trópusi sztratoszférában (kvázibienniális oszcilláció (QBO)) az évközi sztratoszféraváltozás domináns módja a trópusokon. A belső egyenlítői gravitációs hullámok és az egyenlítői sztratoszférikus zonális szél kölcsönhatását magában foglaló mechanizmust később számos tanulmányban tisztázták. A QBO éghajlatra gyakorolt hatásának mechanizmusa azonban nem tisztázott véglegesen .
A QBO-ciklus jelét nemcsak a sztratoszférikus zonális és meridionális szél, a hőmérséklet és a geopotenciális magasság változásában észlelték (pl., ), hanem a felszíni meteorológiai paraméterekre, például a levegő hőmérsékletére , a csapadékra és a hótakaróra gyakorolt hatásában is .
A korábbi tanulmányokban jelentős QBO jelet észleltek a szeptemberi és októberi csapadékban az 1953-tól az 1980-as évekig tartó időszakban a Brit-szigetek térségében, a közép-európai régióban és Fehéroroszországban. Kelet-Ukrajna és Oroszország szomszédos régióiban a májusi csapadékban jelentős QBO jelet tapasztaltak . Számos tanulmány foglalkozik a kvázibiennális oszcilláció és a 11 éves napciklus csapadékviszonyokra és terméshozamokra gyakorolt együttes hatásának kimutatásával . A mi kutatásunkban azonban nem találtunk hasonló összefüggést.
Ezért a tanulmány kiválasztását csak a QBO figyelembevételére korlátoztuk.
A gabonafélék terméshozamát elsősorban a mezőgazdasági gyakorlat (technológia), a talajtípus és az éghajlat szintje határozza meg. A Kelet-európai-síkság gabonaövezete alacsony vízkészlettel és instabil nedvességviszonyokkal rendelkező területen helyezkedik el. Ilyen körülmények között nagyon fontos a változó időjárási és éghajlati tényezők terméshozamra gyakorolt lehetséges hatásainak előrejelzése. A korábbi tanulmányokban a gabonatermés változékonyságát és a szezonális csapadékmennyiség ingadozását vizsgálták a volt Szovjetunió európai részén a kvázibienniális oszcilláció hatására .
A jelen tanulmányban kiterjesztettük a korábbi tanulmányok időszakát, beleértve a hirtelen klímaváltozás időszakát (a 20. század végén és a 21. század elején). A globális légköri folyamatok kvázi kétéves oszcillációjának hatására feltártuk a tavaszi-nyári csapadék, az aszály és a gabonatermés regionális sajátosságait a Kelet-európai-síkság déli részén. Vizsgáljuk továbbá a nyugati és keleti irányú QBO fázisok cirkulációs különbségeit, amelyek a csapadék és a szárazság eltéréseinek okai lehetnek.
A dolgozat célja a kvázibiennális oszcilláció lehetséges hatásának vizsgálata az évszakos csapadékmennyiség, a tavaszi-nyári légköri szárazság gyakoriságának és a gabonatermésnek a változékonyságára a Kelet-európai-síkság felett, valamint a ciklon és anticiklon aktivitás kutatása a mérsékelt szélességeken a QBO mindkét fázisában.
2. Adatok és módszerek
A Kelet-európai-síkság aszályérzékeny területén (az ÉSZ 54°-tól délre) található Ukrajna és az Orosz Föderáció európai része (EPR, Oroszországnak az Urál-hegységtől nyugatra eső területe) főbb gabonatermő területei állnak a vizsgálat középpontjában (1. ábra). A terület különböző tájzónákat foglal magában: félsivatag, száraz és jellegzetes sztyeppék, déli és jellegzetes erdőssztyeppék, mocsaras erdők és lombhullató erdők.
A 0,5° × 0,5° rácsos felbontású havi csapadékadatokat a CRU TS 3.21 (http://badc.nerc.ac.uk/) globális havi adatállományából vettük, hogy megvizsgáljuk a csapadékmennyiség változását mindkét QBO-fázisban. A standardizált csapadékindex (SPI) 1°-os rácsos felbontású adatait a National Center for Atmospheric Research (http://rda.ucar.edu/) globális havi adatállományából nyertük, és a légköri aszály súlyosságának elemzéséhez használtuk. Thom kutatásai szerint a gammaeloszlás illeszkedik a megfigyelt csapadék idősorokhoz. A kumulatív valószínűségű megfigyelt csapadékot nulla átlagú standard normális eloszlásra transzformáltuk, hogy kiszámítsuk az SPI-értékeket a szabályos rács minden egyes csomópontjában. A negatív értékek a középértéknél kevesebb csapadékot és száraz időszakokat jeleznek: 0 és -0,99 között enyhe aszály, -1 és -1,49 között közepes aszály, -1,5 és -1,99 között súlyos aszály, és -2 vagy annál kevesebb, extrém aszály. McKee et al. eredetileg 3 hónaptól 48 hónapig terjedő különböző időskálákra számította ki az SPI-t. Ehhez a tanulmányhoz 3 hónapos SPI idősorokat használtak. A májusi és júniusi súlyos aszályok állnak a tanulmány középpontjában, mivel ezek potenciálisan jelentős terméskiesést okoznak. Az aszály gyakoriságát az egyes rácscellákban az aszályos évek számának az összes évhez viszonyított arányaként számították ki. A súlyos aszályok tendenciáját a rács minden egyes csomópontjában az SPI idősorának lineáris regressziós együtthatójaként számoltuk ki (ahol a -1,5 feletti SPI-értékeket nullával helyettesítettük).
A QBO-fázist az 1953-2011 közötti időszakra az áprilistól júniusig tartó 30 hPa-os egyenlítői szélirány alapján határoztuk meg (a Freie Universität Berlin adatkészlete, https://climatedataguide.ucar.edu/). A pozitív szélsebesség a nyugati irányú QBO-fázishoz, a negatív pedig a keleti fázishoz kapcsolódik. Ennek eredményeként a nyugati fázis az 1953-2011 közötti időszakban 28 évet, a keleti fázis pedig 31 évet foglal magában. Az SPI, a csapadék és a terméshozam adatokat a kvázibiennális oszcilláció ezen fázisai szerint kategorizáltuk.
Az köztudott, hogy a vegetációs időszakban a csapadék kulcsszerepet játszik a növényi fenológiában, mint a termelékenység legfontosabb tényezője. A tavaszi gabonafélék (beleértve a tavaszi búzát és a tavaszi árpát) a Kelet-európai-síkság déli részén a korai vegetációs időszakban érzékenyek a légköri szárazságra, és az érett szakaszban szárazságtűrőbbek . A volt Szovjetunióban a múlt század 1980-as éveiben jelentősen javultak a mezőgazdasági módszerek. A tanulmányban az őszi búza, a tavaszi búza és a tavaszi árpa éves termésátlagait vizsgálták Ukrajna és Oroszország régióiban a mezőgazdasági statisztikák (http://agroua.net/statistics/, http://www.gks.ru/) szerint.
A szinoptikus örvények elhelyezkedésének elemzéséhez az 1000 hPa izobárszint geopotenciális magasságának napi NCEP/NCAR reanalízis adatait használták (térbeli felbontás 2,5°) . Ebben a tanulmányban a szinoptikus örvény méretének jellemzésére a maximális külső zárt határoló kontúron belüli területet vették figyelembe. A ciklon/anticiklon központjának meghatározása úgy történt, hogy annak helye nem egyezhet meg azzal a rácscellával, ahol a minimális rácsérték lokalizálódik (a részleteket lásd ). A szinoptikus örvények hosszú távú átlagos relatív gyakoriságát az 5° × 5°-os rácscscsomópontban az idő arányában határoztuk meg, amikor az örvényközpont a csomópontra központosított 5° × 5°-os cellában helyezkedik el.
Ebben a tanulmányban megpróbáljuk összehasonlítani a súlyos aszályok gyakorisági mintáit, a csapadékmintákat és a szinoptikus örvények mintáit az ellentétes QBO fázisokban a kelet-európai síkság felett a búza és árpa termesztési (vegetációs) időszak kezdetén, és jelentős különbségeket tárunk fel. -vizsgálatot alkalmaztunk csoportonként független mintákra (0,95-ös valószínűségi szinten) a csapadék és a terméshozamok közötti különbségek statisztikai szignifikanciájának meghatározására. A QBO fázisok közötti különbségek statisztikai szignifikanciáját a szárazság gyakorisága szempontjából a Fisher-féle egzakt teszttel határoztuk meg, amelyet leggyakrabban dichotóm nominális változókra alkalmaznak.
3. Eredmények és vita
A korábbi tanulmány kimutatta, hogy a Kelet-európai-síkság feletti szárazság a következő globális légköri keringési minták mellett következik be: (i)Az atlanti ciklon hidegfrontja mögött kialakult sarkvidéki légtömeg benyúlik a Kelet-európai-síkság nyugati és középső részébe. A magasnyomás területe kialakul, és a meleg évszakban összekapcsolja az északi-sarkvidéki anticiklont a déli anticiklonnal. Az ilyen körülmények között fellépő kiterjedt szárazság gyakrabban jelenik meg Oroszország európai részének déli részén. ii) Amikor a sarkvidéki légtömeg betör az atlanti térségbe vagy Nyugat-Európába, akkor az Azori anticiklon egy ága alakul ki, és kelet felé halad egészen Nyugat-Szibéria déli részéig. Ilyen körülmények között Ukrajnán gyakrabban fordul elő kiterjedt aszály.(iii)Az EPR vagy Ukrajna feletti aszály az Azori anticiklon egyik ágának megsemmisülése után megmaradó több anticiklon vagy az európai Oroszország keleti része feletti magasnyomású terület miatt is kialakulhat.
A légköri aszályok átlagos gyakorisága 1953-2011 között a Kelet-európai-síkság déli részén májusban és júniusban mindkét QBO-fázisban az SPI adatai szerint a 2. ábrán látható. Az 1953-2011 közötti időszakban a legnagyobb májusi és júniusi aszálygyakoriság a nyugati irányú QBO-fázisban fordult elő az észak-kaszpi térségben (májusban akár 6%-os, júniusban akár 10%-os esetek), a déli Elő-Urálban (májusban akár 10%-os, júniusban akár 12%-os esetek), a Volga régió sztyeppéin (májusban 6%-ig, júniusban 10%-ig), Ukrajna nyugati részén (májusban 8%-ig) és Ukrajna keleti részén (májusban 6%-ig, júniusban 8%-ig) (2. a) és 2. b) ábra). A súlyos aszályos epizódok átlagos gyakorisága a Kelet-európai-síkság déli részén a keleti QBO-fázisban magasabb volt, mint a nyugati fázisban (2(c) és 2(d) ábra). A kelet felé forduló QBO-fázisban a kelet-európai síkság egész déli részén megfigyelhető volt a májusban a legnagyobb ismétlődésű súlyos aszály: Ukrajna központjában 12%-ig, az Azovi-tenger térségében 14%-ig, a Kaszpi-tengertől északnyugatra pedig 14%-ig (2(c) ábra). A legnagyobb gyakoriságú súlyos aszály júniusban a keleti fázisban Ukrajna keleti részén (10%-ig) és a Fekete-tenger és a Kaszpi-tenger közötti területen (10%-ig) volt megfigyelhető (2. ábra (d)). A keleti irányú QBO-fázisban a Volga térségében és a déli Elő-Uralban az aszály gyakorisága májusban nem haladta meg a 6%-ot (2(c) ábra) és júniusban a 3%-ot (2(d) ábra).
Amint a 3(a) és 3(b) ábrán látható, a nyugati irányú QBO-fázisban májusban és júniusban Ukrajnában és Oroszország európai részének déli részén magasabb csapadékmennyiséget figyeltek meg. A májusi csapadék jelentős nyugati/keleti fáziskülönbségei Közép-Ukrajnában (27% és 59% közötti különbség), Oroszország Közép-Feketeföld nyugati részén (27% és 37% közötti különbség) és a Don alsó medencéjében (33% és 58% közötti különbség) lokalizálódtak. A júniusi csapadékmennyiségben a különbségek mindkét QBO-fázisban csak a Kaszpi-tengertől északra fekvő kis területeken jelentősek. Eredményeink összhangban vannak a korábbi tanulmányokkal .
A 3(c) ábra azt mutatja, hogy a nyugati irányú QBO-fázisban a súlyos májusi szárazság alacsonyabb gyakorisága a keleti fázishoz képest a Kelet-európai-síkság déli részén volt megfigyelhető (kis területek kivételével). A májusi súlyos aszályok gyakoriságában jelentős különbségek mutatkoztak Közép-Ukrajnában (100 évenként 13-16 súlyos aszály) és a Kaszpi-tengertől északra (100 évenként 13-20 súlyos aszály). Az elemzés kimutatta, hogy ugyanez a gyakoriság júniusban alacsonyabb Ukrajna északi részén (különbség 9-12 súlyos aszály 100 évenként), a Közép-Feketeföld régió nyugati részén (különbség 9 súlyos aszály 100 évenként), valamint a Rosztovi területen és a Krasznodari területen (különbség 9 súlyos aszály 100 évenként), de magasabb a Volga régióban (különbség 11 súlyos aszály 100 évenként). A Közép-Feketeföld nyugati részén és Ukrajna északi részén azonban csak kis területeken mutattak ki jelentős különbségeket.
Annak ellenére, hogy a jelentős különbségek területei viszonylag kompaktak, meg kell jegyezni, hogy a különbség előjelének térbeli koherenciája hatalmas régiókban erősen jelzi a QBO-fázis hatását mind a csapadékra, mind az aszályra.
A súlyos aszály lineáris trendjének többirányú együtthatóit a kelet-európai síkságon mindkét QBO-fázisban azonosították az 1991-2011 közötti aktív éghajlatváltozás időszakában (4(a), 4(b), 4(c) és 4(d) ábra). A legnagyobb mértékű aszályszám-növekedést a keleti QBO-fázisban észlelték: a legnagyobb negatív tendenciákat májusban Ukrajnában (a nyugati régiók kivételével) mutatták ki (4(c) ábra), és hasonló tendenciákat azonosítottak júniusban Ukrajna középső részén, az Azovi-tengertől keletre és a Volga térségében (4(d) ábra). A nyugati QBO-fázisban negatív tendenciákat csak májusban mutattak ki Ukrajna északi részén (4(a) ábra).
A tavaszi búza terméshozamának növekedése Oroszország európai részén a nyugati QBO-fázis éveinek átlagában összhangban van a csapadékmennyiség növekedésével és a súlyos aszályok gyakoriságának csökkenésével a Kelet-európai-síkság felett ugyanebben az időszakban megfigyelt növekedéssel. A tavaszi búza terméshozamának legnagyobb növekedését az EPR nyugati régióiban észlelték (35,5% a Brjanszki területen, 25,9% a Belgorodi területen, 26,8% a Rosztovi területen, 23,9% a Volgográdi területen és 23,3% a Voronyezsi területen), északkeleti irányban csökkenő mértékben (5(a) ábra). Az őszi búza terméshozamának mintázatai mindkét QBO-fázisban kevésbé állnak összhangban a csapadék és a súlyos aszály mintázatával, mint a tavaszi búza terméshozamának mintázatai (3. és 5(b) ábra). Ez a hatás azzal magyarázható, hogy az őszi vegetációs időszak vegetációs időszakának fontos időjárási körülményeit és az őszi búzatermés téli körülményeit nem elemeztük. Az őszi búza termésátlagának legnagyobb növekedése a nyugati QBO fázisú években a keleti fázisú évekhez képest az Uljanovszki területen (21,3%), a Tatár Köztársaságban (21,8%) és a Luhanszki területen (21,4%) mutatkozott. Az őszi búza terméshozamában mindkét fázisban csak a Luhanszki területen mutattak ki szignifikáns különbséget. Az eredmények összhangban vannak az őszi és tavaszi búza terméshozamának a QBO fázisokban való változékonyságáról szóló korábbi tanulmányokkal . Megjegyzendő, hogy a QBO jel fenntarthatóságát a különböző régiókban a vizsgált időszak határozta meg.
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
A nyugati QBO-fázisban az 1958-2011 közötti időszakban a megnövekedett csapadék és a tavaszi árpatermés területei, valamint az aszálygyakoriság csökkenésének területei összehasonlításának eredményei összhangban vannak (3. és 5. ábra c)). A tavaszi árpa terméshozamának jelentős növekedése a nyugati QBO-fázisban a Baskír Köztársaságban (30%), a Rosztovi területen (28,3%), a Rjazani területen (26,8%), a Kalmük Köztársaságban (26,9%) és a Luhanszki területen (27,6%) volt megfigyelhető (5. ábra c)).
A nyugati irányú QBO-fázisban mindkét búzafajta terméshozama Oroszország európai részén meghaladja a keleti fázisban ugyanezt a terméshozamot a Közép-Feketeföld régióban (3-10%-kal) és a déli régiókban (5-12%-kal) az 1953-2011 közötti időszakban (5. ábra (d)). A tavaszi búza esetében a nagyobb különbség a Kelet-európai-síkságon a májusi aktív tenyészidőszakban a csapadékhiányra és a szárazságra való érzékenységével függött össze.
A Kelet-európai-síkság déli részén májusban a nyugati irányú QBO-fázisban az 1953-2011 közötti időszakban a fokozott nedvesedés az ellentétes irányú QBO-fázisokban a ciklonális aktivitás különbségével magyarázható (6. ábra). A fő viharpálya a régióban zonálisan az ÉSZ 50° körül lokalizálódik Ukrajna fölött; májusban mindkét QBO-fázisban északnyugati irányba, kb. 35° K-re tolódik el. A nyugati QBO-fázisban azonban a viharpálya erősen felerősödött, és a legnagyobb ciklonfrekvencia Ukrajna nyugati részéből keletre, a Poltava-Harkiv régióba (a 6. a) ábrán az I. terület) tolódott. Továbbá a viharpálya erősödése és kiterjedése a ciklonközpontok sűrűségének növekedését eredményezte az EPR déli részén, a Rosztovi területen és a Krasznodari területen (II. terület a 6(a) ábrán). A ciklon áthaladásához csapadék társul; ez okozta a fokozott nedvesedést Kelet-Oroszország déli részén a nyugati irányú QBO fázisban. Megjegyzendő, hogy a júniusi ciklonok előfordulási gyakoriságában nem találtunk jelentős különbséget (nem látható).
(a)
(b)
(a)
(b)
.
A légköri cirkuláció változásait az anticiklonális aktivitás átlagos jellemzőinek (kompozitok) segítségével elemeztük, hogy megmagyarázzuk a fokozott és csökkent párásodást. A Voronyezsi területen, a Rosztovi területen, a Volgográdi területen, az Asztraháni területen és a Kalmükiai Köztársaságban májusban és júniusban a nyugati irányú QBO fázisban a nedvességtartalom csökkenését figyeltük meg. A megnövekedett nedvességtartalom az Észak-Kaukázusban és a déli Elő-Urálban fordult elő. A májusi csökkent szárazság alacsonyabb anticiklonális gyakorisággal (M1 terület a 7. a) ábrán) és magasabb ciklonismétlődéssel (6. a) ábra) jár együtt. Ugyanakkor a nyugati fázisban az Észak-Kaukázusban nagyobb anticiklon gyakoriságot figyeltek meg (M2 terület a 7. ábra(a)).
Az anticiklonok gyakorisága a déli Elő-Urálban májusban mindkét QBO fázisban megközelítőleg azonos, de az anticiklonok mérete ott nagyobb, és ezért nagyobb területeket érintenek itt a szárazságnak kedvező körülmények. Ezenkívül a nagyobb és kevésbé mobilis anticiklonok hatékonyan blokkolják a Kaszpi-tengertől északra lévő ciklonokat (III. terület a 6. b) ábrán).
Amint a 8. ábra mutatja, a júniusi anticiklon-aktivitás hasonló mintázatai figyelhetők meg az ellentétes fázisokban (a nyugati fázisban: az anticiklonok csökkent gyakorisága a J1 területen (8. ábra (a)); az anticiklonok megnövekedett gyakorisága a J2 területen (8. ábra (a)); a nagyobb ciklonok a J3 területen (8. ábra (c)). Az anticiklon területének maximuma a keleti fázisban Ukrajna keleti része felett aligha vezet a szárazság további növekedéséhez a Kelet-európai-síkság déli részén, az anticiklonok előfordulásának alacsony gyakorisága miatt (8(b) és 8(d) ábra).
(a)
(b)
(c)
(d)
.
(a)
(b)
(c)
(d)
A nyugati irányú QBO-fázis éveiben az 1953-2011 közötti időszakban a keleti fázishoz képest átlagosan több csapadék és a súlyos légköri aszályok ritkább előfordulása a Kelet-európai-síkság felett a tavaszi búza nagyobb terméshozamát eredményezte. A megfigyelt hatások a QBO-fázisok cirkulációs különbségeivel magyarázhatók. Ezért a tavaszi búza felhasználásának elsőbbsége a Közép-Feketeföld térségében és Oroszország európai részének sztyeppéin a nyugati fázisban csökkentheti a mezőgazdasági kockázatokat. Ebben az esetben a kvázibiennális oszcilláció a megbízható előrejelzők egyikeként használható. Ez a téma azonban további vizsgálatot igényel, beleértve a terméshozamot befolyásoló egyéb mozgatórugókat is.
4. Következtetés
A kelet-európai síkság déli részén a május-júniusi csapadékban, a légköri szárazságban és a terméshozamban jelentős QBO jelet észleltünk az 1953-2011 közötti időszakban, beleértve az aktív klímaváltozás időszakát is. A csapadék és az aszály gyakoriságának QBO-fázisok szerinti szignifikáns különbségeinek legnagyobb területeit májusban azonosították. A Kelet-európai-síkság déli részén májusban és júniusban (a Kaszpi-tengertől északra fekvő terület kivételével) több csapadékot és kevésbé súlyos aszályos időszakot figyeltek meg a nyugati QBO-fázisban, mint a keleti QBO-fázisban. A májusi csapadék jelentős nyugati/keleti fázisbeli különbségei Közép-Ukrajnában, Oroszország Közép-Feketeföld régiójának nyugati részén és a Don-medence alsó részén lokalizálódtak. Júniusban a Kelet-európai-síkság déli részén kevésbé egységes csapadékmintázatokat mutattak ki. A májusi súlyos aszályok gyakoriságában jelentős különbségeket azonosítottak Közép-Ukrajnában és a Kaszpi-tengertől északra. Az elemzés kimutatta, hogy ugyanez a júniusi gyakoriság alacsonyabb Ukrajna északi részén, a Közép-Feketeföld nyugati részén, a Rosztovi területen és a Krasznodari területen, de magasabb a Volga vidékén.
A súlyos aszályok tendenciái a Kelet-európai-síkságon ugyanakkor mindkét QBO-fázisban az 1991-2011 közötti aktív klímaváltozás időszakában térben nem voltak egységesek. A májusi és júniusi szárazság növekedésének legnagyobb trendjei Ukrajnában (főként a központi régiókban) és az Azovi-tengertől keletre fekvő régióban a keleti QBO-fázisban mutatkoztak. A nyugati irányú QBO-fázisban csak Ukrajnában mutattak ki azonos előjelű tendenciákat. Így Ukrajnát és az Azovi-tengertől keletre fekvő régiót a 20. század végén és a 21. század elején a Kelet-európai-síkság déli részén az aktív vegetációs időszakban a súlyos aszályok fokozott kockázatának legérzékenyebb régiójaként azonosították.
A csapadék és a súlyos aszályok májusi és júniusi gyakoriságának eltérései az 1953-2011 közötti időszakban a QBO fázisokban a QBO nyugati és keleti fázisában a cirkulációs mintázatok különbségeivel magyarázhatók. A Kelet-európai-síkság feletti viharpálya intenzívebbé válása májusban a nyugati irányú QBO-fázisban a nedvesedés csökkenését eredményezi Ukrajnában és Oroszország európai részének közepén. Ezzel együtt a Volga térségében és a déli elő-Uráliában májusban és júniusban a szárazság fokozódása a gyakoribb és/vagy erősebb extenzív anticiklonokhoz kapcsolódik.
A nyugati irányú QBO-fázis éveiben az 1953-2011 közötti időszakban a májusi és júniusi időjárási viszonyok kedvezőbbek voltak a termés szempontjából. Az őszi búza, a tavaszi búza és a tavaszi árpa termésátlaga a Kelet-európai-síkság déli részén a nyugati QBO-fázisban az 1953-2011 közötti időszakban meghaladta ugyanezt a termésátlagot a keleti fázisban. A tavaszi búza hozamának különbsége Oroszország európai részén a nyugati QBO-fázisban meghaladja ugyanezt a különbséget a keleti fázisban a Közép-Feketeföld régióban (3-10%-kal) és a déli régiókban (5-12%-kal) az 1953-2011 közötti időszakban. A tavaszi búza esetében a nagyobb különbség összefüggésbe hozható annak a csapadékhiányra és aszályra való érzékenységével az aktív tenyészidőszakban a Kelet-európai-síkságon.
Érdekellentét
A szerzők kijelentik, hogy nincs érdekellentét a cikk publikálásával kapcsolatban.
Köszönet
A tanulmány az Orosz Tudományos Akadémia által elfogadott “A száraz területek elsivatagosodása Dél-Oroszországban a klímaváltozással összefüggésben” című program pénzügyi támogatásával készült.