Сотрудники Института водных проблем (ИВП) РАН первыми в мире сформулировали гипотезы о существовании трёх фундаментальных законов, описывающих основные особенности изменений вод суши. Об этом сообщает информационное агентство ТАСС. 

Гидрология суши – наука, изучающая часть гидросферы Земли: водные объекты, явления и процессы в пределах материков и островов. В этой науке, наравне с математикой, физикой, химией, также существуют свойственные только ей законы. Водные объекты суши испытывают воздействие очень большого количества факторов, поэтому законы, управляющие ледниками, озерами и реками, неизбежно носят эмпирический (основанный на наблюдениях) статистический характер. Всего ученые ИВП РАН предположили существование трех фундаментальных законов гидрологии: закон минус второй степени, глобальный статистический закон инвариантности (неизменности) и закон степени минус одна вторая. Законы сформулированы специалистами лаборатории глобальной гидрологии. Выявленные закономерности опираются на многолетние исследования, проводившиеся в этой лаборатории. 

Фундаментальным параметром вод суши является общая масса воды, сосредоточенной в основном в виде льда. Непосредственная оценка этого параметра и его многолетних изменений сложна или даже невозможна на современном этапе развития науки. Но оценить изменения массы воды на суше можно при помощи расчетов эвстатических (зависящих от массы воды в океане) изменений среднего уровня Мирового океана, считают специалисты. Ряд естественных эвстатических изменений глобального среднего уровня океана авторы исследовали в двух вариантах – с использованием данных береговых уровнемерных постов и с использованием спутниковых наблюдений за формой поверхности океана. Ученые пришли к выводу, что естественные эвстатические изменения близки к процессу случайного блуждания. При этом, спектральная плотность процесса асимптотически приближается (в билогарифмических шкалах) к прямой с тангенсом угла наклона, равному −2. Причина зависимости СТЕПЕНИ МИНУС 2 – белошумное атмосферное возбуждение поверхности Земли без обратной связи в климатическом диапазоне частот. Это соответствует фундаментальному закону «минус второй степени» естественных изменений в климатической системе, следующему из стохастической теории климата.

В отношении колебаний потока воды, проходящего через проточные озера, авторами предложен глобальный статистический закон ИНВАРИАНТНОСТИ (неизменности) коэффициента водообмена озера от средней величины потока через озеро. Для анализа использована информация о 249 проточных (составляющих подавляющее большинство водоемов планеты) озерах мира, по которым имеются достаточно длинные (не менее 20 лет) ряды годового стока рек, измеренного в створах вблизи озера.

Закон СТЕПЕНИ МИНУС ОДНА ВТОРАЯ связывает относительный размах – «коэффициент вариации» – изменений годового стока реки со средней величиной годового «слоя стока» (среднего годового стока, поделенного на площадь водосборного бассейна). Этот закон применим для рек основного типа – не озерных и не зарегулированных водохранилищами.