Снежный покров играет большую роль в природно-климатической системе и гидрологическом цикле планеты. В районе высоких и средних широт он представляет собой своеобразный водный буфер: накапливает атмосферные осадки зимой и теряет их весной во время снеготаяния. Снежный покров регулирует составляющие водного баланса и определяет годовой ход речного стока. От его толщины зависит степень промерзания почв. Это, в свою очередь, влияет на проникновение в почву талых вод и осадков, а, следовательно, и на сток. Пик весеннего половодья во многом определяется величиной снегозапасов, накопленных к началу весеннего снеготаяния. Поэтому учёным важно оценить, как изменение климата в XXI веке скажется на продолжительности залегания снежного покрова и величине снегозапасов. Особенно это актуально для такой снежной страны, как Россия.

Разработанная учёными Института водных проблем РАН модель SWAP (Soil – Water – Atmosphere – Plants) может прогнозировать, как нынешняя климатическая повестка повлияет на снегозапасы страны. В основу модели легло физико-математическое описание процессов тепло- и влагообмена, происходящих в системе «грунтовые воды – почва – растительный/снежный покров – приземный слой атмосферы». Моделью могут пользоваться в области гидрологии, метеорологии, климатологии. Отмечается, что SWAP вошла в тройку лучших моделей, участвующих в международном эксперименте ESM-SnowMIP (третье место).

Для расчетов SWAP необходима следующая информация: суточные или срочные значения метеорологических характеристик (температура и влажность воздуха, приходящие потоки коротковолновой и длинноволновой радиации, скорость ветра, атмосферные осадки и давление воздуха), а также параметры подстилающей поверхности (почвы и растительного/снежного покрова). Точность расчета, как и любого прогноза, зависит от качества фактических данных. Для одной площадки расчёт с суточным шагом по времени для 50-летнего периода занимает несколько секунд на компьютере среднего уровня. Результаты расчётов записываются в файл в текстовом формате, далее научный сотрудник может их самостоятельно обрабатывать.

Сегодня научный коллектив лаборатории работает над оценкой качества воспроизведения моделью SWAP динамики характеристик снежного покрова на полевых и лесных участках России. Для этого учёные используют данные снегомерных станций, на которых проводились наблюдения за состоянием снежного покрова. После этого можно будет перейти к прогностическим расчетам. Конечная цель работы — сценарное прогнозирование изменений характеристик снежного покрова на территории нашей страны до конца XXI века с учётом возможного изменения климата.

Результаты опубликованы на международных научных порталах, сообщается на сайте Минобрнауки России.