ИСТИНА

Анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы по тематике проекта показал широкие возможности использования гравиметрических данных для глобального мониторинга за изменением запасов воды в месячных интервалах и с пространственным разрешением от уровня крупных речных бассейнов до континентов. Авторами данного проекта разработан и усовершенствован метод получения данных GRACE с серверов Геофизического института GFZ (Потсдам, Германия), Центра космических исследований CSR (Остин, США) и Лаборатории реактивного движения JPL (Пасадена, США) в виде ежемесячного гравитационного поля, разложенного по коэффициентам Стокса до 60 степени включительно на сфере со средним радиусом Земли [Зотов и др., 2015; 2016; Zotov, Frolova, Shum, 2015; Григорьев, Фролова, 2017, 2018 и др.]. Показано, что основным фактором, определяющим ошибку определения величины влагозапасов и величину расхождения между различными центрами обработки данных GRACE для какой-либо территории, является ее площадь. Продемонстрировано, что ошибка определения величины изменения бассейновых влагозапасов для ряда средних и крупных водосборов РФ составила 12–20 мм. Выявлено, что данные проекта GRACE по бассейновым влагозапасам более точные, чем данные глобальных моделей, входящих в Global Land Data Assimilation System (GLDAS). В сравнении с ними данные GRACE практически не имеют систематической ошибки, а случайная ошибка меньше на десятки процентов. Расчеты показывают, что реки Европейской территории и Сибири различаются по амплитуде сезонных колебаний масс воды и направленности трендов общих влагозапасов [Фролова, Григорьев и др., 2017; Григорьев, Фролова, 2018 и др.]. Для рек России в целом характерен возрастающий тренд, обусловленный изменением влагозапасов в первую очередь сибирских рек. В XXI в. на северной половине ЕЧР изменения влагозапасов не произошло, в то время как для южной половины произошло сокращение, достигающее 200 мм на части бассейна Дона и Кубани. Основным источником снижения минимальных за год влагозапасов (за 2002–2015 гг.), вероятно, стали подземные воды, в то время как в снижении максимальных за год влагозапасов существенная роль могла принадлежать почвенным водам. Показано, что, несмотря на пространственную неоднородность процессов формирования стока, средняя для всего бассейна величина влагозапасов во многом определяет величину расхода воды за бесснежный период. Аппроксимация зависимости среднемесячных величин расходов воды за июль–октябрь от величин бассейновых влагозапасов за этот же период степенной и линейной функцией дает близкие результаты. Показано, что изменчивость величины бассейновых влагозапасов за июль–октябрь зависит от особенностей водосбора, определяющих, насколько быстро растет величина расхода воды при росте бассейновых влагозапасов. Использование данных по бассейновым влагозапасам для прогноза речного стока с заблаговременностью в два месяца может дать лучшие результаты по сравнению с прогнозом на основе предыдущих величин стока [Grigoriev, Frolova, 2018]. Проведенная оценка систематической ошибки осадков холодного периода на основе данных GRACE может быть использована в моделях формирования снежного покрова, а также для валидации осадкомерных приборов. Гравиметрические данные могут быть использованы для определения характеристик снежного покрова в труднодоступных арктических районах. Расчеты, проведенные на примере ряда бассейнов, показывают, что применение данных об изменениях запасов влаги в речном бассейне, оцениваемых спутниковой гравиметрической миссией GRACE, в целом дают более точные результаты, нежели с применением моделей тепло-влагообмена LSM глобальной системы усвоения GLDAS, что делает перспективным использование этих данных в различных климатических моделях. Данные по гравитационному полю спутников GRACE и его изменению были использованы и для других геофизических обобщений. В ходе сравнения движения полюса и изменений коэффициентов гравитационного поля Земли по данным спутников GRACE было показано, что перераспределения масс, вызванные климатическими факторами, как-то таяние ледников, изменения стока рек, деградация мерзлоты, сопровождающееся послеледниковым поднятием со времен последнего ледникового периода, управляет трендами движения полюса Земли [Зотов и др., 2016, 2017]. Из данных наблюдений видно, что тренд на ускорение вращения Земли, преобладавший последние 20 лет, сменился в ~2005 г. на замедление. В 2010-е также наблюдается уменьшение амплитуды Чандлеровского колебания, что делает нашу эпоху крайне важной для дальнейшего прояснения причин этих осцилляций.