Features of Extremely Low Water Years on the Rivers of the Russian Plain during the Period of the Modern Global Warming

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Extreme low water on rivers (in years in which the runoff was equal to or less than 75 and 90–95% of the probability exceedance) in the river basins of the Russian Plain (Volga, Don, Dnieper, Western Dvina and Northern Dvina) in the 19th–21st centuries was studied. It is shown that the proportion of the total number of years in which low water was observed in one or several seasons of the year or the whole year varied on the rivers considered in relation to the duration of the entire observation period in the range from 46 to 57%. In the 1930s, low water years occurred in only one of the basins considered, and in the 1950s in several (from two to five) basins in the same year. At the end of the 19th century, in the 1920s and 1930s, and in the 1970s, there were seven years when low water occurred simultaneously in different seasons and in the whole year in all the rivers considered, and in nine cases in four basins. Modern global warming leads to a significant decrease in the number of low water years in the winter and summer-autumn low flow seasons and the year as a whole on all the rivers considered. While the number of years with low flood runoff on the Don, on the Northern and Western Dvina has increased significantly, and on the Volga and Dnieper it has changed little. During the long-term phases of increased/decreased annual and seasonal runoff on the rivers of the central part of the Russian Plain, cardinal differences in the frequency of low water years were revealed. In the years when the most extreme droughts were observed on the territory of all river basins considered, low water was observed only in 1921 and 1972.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. G. Georgiadi

Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: georgiadi@igras.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Alekseevskii N.I., Frolova N.V. Water use safety in the conditions of water scarcity. Vodn. Khoz. Ross., 2011, no. 6, pp. 6–17. (In Russ.).
  2. Andreyanov V.G. Cyclic fluctuations of annual runoff, their changes over the territory and accounting for runoff calculations. In Trudy III Vsesoyuznogo gidrologicheskogo s’’ezda. T. II [Proceedings of the 3 All-Union Hydrological Congress. Vol. 2]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1959, pp. 3–49. (In Russ.).
  3. Beran M.A., Rodier J.A. Hydrological aspects of drought. A contribution to the International Hydrological Programme. UNESCO-WMO. Vendôme: Presses Universitaires de France, 1985. 149 p.
  4. Evstigneev V.M., Magritskii D.V. Rechnoi stok i gidrologicheskie raschety. Kurs lektsii: uchebnoe posobie [River Flow and Hydrological Calculations. Course of Lectures: Textbook]. Moscow: Triumf Publ., 2018. 272 p.
  5. Filippova I.A. On the probabilistic patterns of fluctuations in minimum flow (using the example of rivers in the Central Black Earth Region). Vodn. Resur., 1996, vol. 23, no. 4, pp. 389–395. (In Russ.).
  6. Frolova N.L., Magritskii D.V., Kireeva M.B., et al. Streamflow of Russian rivers under current and forecasted climate changes: A review of publications. 1. Assessment of changes in the water regime of Russian rivers by observation data. Water Resour., 2022, vol. 49, pp. 333–350. https://doi.org/10.1134/S0097807822030046
  7. Georgiadi A.G., Borodin O.O. Extreme low flows in rivers of the East European Plain in the 19th–21st Centuries. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2022, vol. 1023, art. 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1023/1/012011
  8. Georgiadi A.G., Groisman P.Y. Extreme low flow during long-lasting phases of river Runoff in the central part of the East European Plain. Water, 2023, no. 15, art. 2146. https://doi.org/10.3390/w15122146
  9. Georgiadi A.G., Kashutina E.A. Hydroclimate characteristics of extreme droughts observed on the Russian Plain since the 1970s. Arid Ecosyst., 2021, no. 11, pp. 117–123. https://doi.org/10.1134/S2079096121020050
  10. Georgiadi A.G., Kashutina E.A., Borodin O.O. Dynamics of hydroclimatic characteristics during the period of extreme droughts observed on the Russian Plain since the 1970s. In Global’nyi klimat i pochvennyi pokrov Rossii: proyavleniya zasukhi, mery preduprezhdeniya, bor’by, likvidatsiya posledstvii i adaptatsionnye meropriyatiya (sel’skoe i lesnoe khozyaistvo). Natsional’nyi doklad. Tom 3 [Global Climate and Soil Cover in Russia: Manifestations of Drought, Prevention and Control Measures, Mitigation of Consequences and Adaptation Measures (Agriculture and Forestry). National report. Vol. 3]. Moscow: MBA, 2021, pp. 141–150. (In Russ.).
  11. Georgiadi A.G., Koronkevich N.I., Milyukova I.P., Kashutina E.A., Barabanova E.A. Sovremennye i stsenarnye izmeneniya rechnogo stoka v basseinakh krupneishikh rek Rossii. Chast’ 2. Basseiny rek Volgi i Dona [Modern and Scenario Changes in River Flow in the Basins of the Largest Rivers in Russia. Part 2. Basins of the Volga and Don Rivers]. Moscow: “Max Press” Publ., 2014. 214 p.
  12. Georgiadi A.G., Milyukova I.P., Borodin O.O. Spatial and temporal correlation between severe droughts and extreme low flow on rivers in the Russian Plain. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2021, vol. 817, art. 012034. https://doi.org/10.1088/1755-1315/817/1/012034
  13. Georgiadi A.G., Milyukova I.P., Kashutina E.A. Contemporary and Scenario Changes in River Runoff in the Don Basin. Water Resour., 2020, vol. 47, no. 6, pp. 651–662. https://doi.org/10.1134/S0097807820060068
  14. Georgievskii V.Yu., Golovanov O.F., Shalygin A.L. Land water systems. In Vtoroi otsenochnyi doklad Rosgidrometa ob izmeneniyakh klimata i ikh posledstviyakh na territorii Rossiiskoi Federatsii [The Second Assessment Report of Roshydromet on Climate Change and Its Consequences on the Territory of the Russian Federation]. Moscow: Rosgidromet, 2014, pp. 350–361. (In Russ.).
  15. Hasrul H.H., Siti F.M.R., Nur S.M., Asmadi A. Research trends of hydrological drought: A systematic review. Water, 2019, no. 11, art. 2252. https://doi.org/10.3390/w11112252
  16. Kireeva M.B., Frolova N.L., Winde F., Dzhamalov R.G., Rets E.P., Povalishnikova E.S., Pakhomova O.M. Low flow on the rivers of the European part of Russia and its hazards. Geogr., Environ., Sustain., 2016, vol. 9, no. 4, pp. 33–47. https://doi.org/10.15356/2071-9388_04v09_2016_03
  17. Kuzin P.S., Babkin V.I. Geograficheskie zakonomernosti gidrologicheskogo rezhima rek [Geographical Patterns of the Hydrological Regime of Rivers]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1979. 200 p.
  18. Milyukova I., Georgiadi A., Borodin O. Long-term changes in water flow of the Volga basin rivers. E3S Web Conf., 2020, vol. 163, art. 05008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016305008
  19. Pettitt A.N. A non-parametric approach to the change-point problem. J. R. Stat. Soc., C: Appl. Stat., 1979, vol. 28, no. 2, pp. 126–135.
  20. Strashnaya A.I., Maksimenkova T.A., Chub O.V. Agrometeorological features of the 2010 drought in Russia compared to droughts of previous years. Tr. Gidromettsentra, 2011, no. 345, pp. 171–188. (In Russ.).
  21. Vladimirov A.M. Stok rek v malovodnyi period goda [River Flow During Low-Water Periods of the Year]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1976. 295 p.
  22. Zolotokrylin A.N., Vinogradova V.V., Meshcherskaya A.V., Strashnaya A.I., Cherenkova E.A. Droughts and desertification. In Vtoroi otsenochnyi doklad Rosgidrometa ob izmeneniyakh klimata i ikh posledstviyakh na territorii Rossiiskoi Federatsii [The Second Assessment Report of Roshydromet on Climate Change and Its Consequences on the Territory of the Russian Federation]. Moscow: Rosgidromet, 2014, pp. 551–587. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Change in the proportion (%) of low-water years (with runoff ≥75%) in the period of modern global warming (from 1981 to the end of the period of river observations shown in Table 1) compared to the period of relatively colder climate (1945-1980)

Download (238KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».