1. Разработана БД многолетних данных гидрометеорологических наблюдений по Магаданской области за период 1927–2025 гг.: суточные расходы воды по 17 действующим гидрологическим постам на территории Магаданской области за период 1927-2023 гг.; экстремальные гидрологические характеристики -наибольшие расходы воды и наивысшие уровни воды в периоды весеннего половодья (май–июнь) и дождевых паводков (август–сентябрь); метеорологические параметры с суточным разрешением (температура воздуха, дефицит влажности воздуха, атмосферные осадки) по 27 метеорологическим станциям Магаданской области и 4 станциям Республики Саха (Якутия) за период 1966–2025 гг.
2. Получены результаты оценки климатических изменений за период 1966–2025 гг. в Магаданской области по данным 27 метеорологических станций. Выявлено повышение среднегодовой температуры воздуха на 0.9–3.3℃ за период с 1966 по 2025 годы. Наибольшие изменения температуры как в центральных районах региона, так и в прибрежных областях отмечаются в ноябре–декабре (увеличение на +2,1…+10,9℃), а также в марте и апреле (на +1,6…+6,5℃). Анализ годовых сумм осадков, проведенный по данным 25 метеорологических станций Магаданской области, показал статистически значимый рост на 9 станциях со средним значением +4.3% или +18 мм за 10 лет. Уменьшение осадков отмечается преимущественно в январе–феврале и в мае–июле, рост в августе–сентябре. Изменения дефицита влажности воздуха пространственно неоднородны, снижение статистически значимо в августе, а рост – весной в центральных районах области.
3. Рассчитаны тренды изменения стока рек за период 1927-2023 гг. по данным 17 действующих постов. В бассейнах р. Колымы и рек Охотского моря в целом выявлен рост среднего годового слоя стока (на большинстве постов: в среднем +40% в бассейне Колымы и +34% в бассейне Охотского моря), но статистически значимые изменения выявлены только на 8 постах, при этом наиболее выраженные и статистически значимые увеличения характерны для малых водосборов (рр. Талок, Омчак и руч. Контактовый – +50–56%, до 102–185 мм). Наблюдается внутригодовое перераспределение стока – рост в конце зимы–весной (февраль–апрель) при сохранении отдельных случаев снижения стока (р. Хасын, значимо в ноябре–декабре). Анализ годовых максимальных суточных расходов воды выявил разнонаправленные изменения в зависимости от размера водосбора и антропогенного воздействия: на малых бассейнах (<200 км²) и части средних (500–700 км²) преобладает статистически значимый рост максимумов, тогда как на крупных водосборах (>1000 км²) отмечается тенденция к снижению максимальных расходов на 7–40% (74–2478 м³/с), причём статистически значимо — для р. Омникчан (р.п. Омсукчан) и р. Колыма (пос. Усть‑Среднекан). Для р. Колымы снижение максимумов в период половодья связано с регулированием стока Колымским каскадом ГЭС (сокращение пиков на Усть‑Среднекане на 33–65%, а ниже по течению — перераспределение стока с ростом в мае и снижением в июне–июле).
4. На основе спутниковых снимков Landsat и Sentinel-2 выполнена оценка пространственно-временной изменчивости 437 гигантских наледей Северо-Востока России за три периода наблюдений: 1973–1975, 2007–2013 и 2020–2025 гг. Полученные данные существенно расширяют существующие представления о современном состоянии наледей региона. Установлено, что площади наледных полян, приведённые в Кадастре 1958 г., систематически превышают современные площади наледей. В среднем площади наледей по спутниковым данным на 51% меньше площадей наледных полян. Это свидетельствует о том, что использование кадастровых данных для прямой оценки современной наледности и связанных с ней ресурсов подземных вод приводит к существенному завышению оценок.
Пространственное распределение расхождений между Кадастром и спутниковыми данными носит закономерный характер. Выделены семь статистически значимых пространственных кластеров, различающихся направленностью и величиной изменений. Для большей части территории характерно уменьшение площадей наледей относительно кадастровых данных, однако в отдельных районах Чукотки и хребта Черского современные площади наледей сопоставимы или превышают кадастровые оценки.
На региональном уровне за период 1973–2025 гг. не выявлено выраженного однонаправленного изменения площади наледей. Для наледей, имеющих данные по всем периодам наблюдений, суммарное сокращение площади составило около 5%, что сопоставимо с величиной межгодовой изменчивости. Полученные результаты свидетельствуют о высокой пространственной неоднородности динамики наледей и отсутствии универсального сценария их изменений на Северо-Востоке России.
Наиболее устойчивые признаки деградации наледного процесса выявлены в отдельных районах Верхоянского хребта, где сокращение площади наледей подтверждается несколькими временными интервалами и многолетними рядами наблюдений. Дополнительным индикатором затухания наледеобразования является зарастание наледных полян древесной и кустарниковой растительностью, выявленное в бассейнах рек Пенжина, Анадырь и на Колымском нагорье.
Полученные результаты показывают, что современная динамика наледей определяется не только климатическими изменениями, но и локальными геокриологическими и гидрогеологическими условиями, контролирующими питание и разгрузку наледеобразующих вод. Полученные результаты согласуются с выявленными для Магаданской области и сопредельных территорий изменениями гидроклиматических условий, включающими рост температуры воздуха, увеличение осенних осадков и усиление зимнего и ранневесеннего стока рек. Вероятно, увеличение подземного питания и перераспределение сезонного стока в условиях деградации многолетнемерзлых пород частично компенсируют негативное влияние потепления на процессы наледеобразования. Это может объяснять отсутствие выраженного однонаправленного сокращения площадей наледей на значительной части Северо-Востока России и подтверждает ведущую роль локальных гидрогеологических и мерзлотных условий в формировании меженного стока и современной динамики наледей. Это указывает на необходимость дальнейшего изучения процессов наледеобразования на отдельных репрезентативных ключевых объектах с привлечением более точных методов, позволяющих производить разделение гидрографа стока на генетические составляющие и исследование каждого фактора стокоформирования в отдельности. Для этого на ключевых объектах региона проводится отбор проб на содержание стабильных изотопов поверхностных вод бассейна верхней Колымы. Исследование позволит лучше понять механизмы формирования наледей и взаимодействие поверхностных и подземных вод в условиях изменения климата.
5. На территории горной криолитозоны Восточной Сибири и Северо-Востока России широко распространен высотный пояс каменистых пустынь (гольцовые каменистые пустыни, гольцы). Ключевой фактор, формирующий гидрограф стока с гольцов, — образование гольцового льда. Для гольцовых ландшафтов характерен высокий коэффициент стока, поэтому процессы формирования речного стока в них играют существенную роль в формировании гидрологического режима горных областей криолитозоны. Кроме того, для речных бассейнов с гольцовым льдом характерно явление межсезонного и межгодового криогенного перераспределения влаги. На примере водосбора руч. Морозова (КВБС) на основе модели Гидрограф выполнена количественная оценка вклада гольцового льда в речной сток. Полученные оценки свидетельствуют о существенной роли гольцового льда в формировании водных ресурсов исследуемого водосбора. В отдельные годы его вклад в годовой слой стока достигает 21%, что подтверждает значимость криогенной аккумуляции влаги в питании горных рек криолитозоны.
Статистический анализ выявил значимый убывающий тренд вклада гольцового льда в сток руч. Морозова (–0.6%/10 лет) при отсутствии значимых трендов в самих рядах стока и запасов льда. Точка перелома, зафиксированная в 2007 г., совпадает с аналогичной точкой для температуры воздуха, что указывает на связь между этими рядами. При этом отмечается значимый возрастающий тренд температуры воздуха величиной 1.5°C/50 лет. Анализ факторов аккумуляции гольцового льда на водосборе показал, что наиболее существенное влияние на запасы льда оказывает температура пород, с которой выявлена значимая отрицательная корреляция. Рост среднегодовой температуры воздуха ведет к росту среднегодовой температуры пород, что в свою очередь ведет к сокращению запасов льда. Несмотря на то, что при моделировании с увеличением/уменьшением количества твердых осадков в 2 раза происходит соответственное увеличение/уменьшение среднегодового слоя гольцового льда, корреляция между снегозапасами и льдом не обнаружена. Дополнительно выявлена чувствительность модели к заданию параметров пористости и максимальной водоудерживающей способности, вариации которых приводили к изменению запасов гольцового льда.
Гольцовый лед в каменных осыпях оказывает воздействие как на сток, так и на тепловой режим пород и устойчивость склонов, что определяет его значимость как объекта исследований. Сложное взаимодействие рассмотренных процессов, а также выявленные изменения многолетней динамики вклада гольцового льда в сток определяют необходимость проведения дальнейших исследований, направленных как на изучение природных механизмов формирования льда, так и на совершенствование методов моделирования криогенных процессов.
6. Разработана база данных ансамблевых климатических проекций для Магаданской области. Подробное описание разработанной концепции представлено в файлах описания базы данных, представленной в открытом доступе на данном сайте.
7. Разработана комплексная база данных стандартной и специализированной информации, необходимая для обеспечения работы гидрологической модели Гидрограф на территории Магаданской области. Материалы опубликованы в открытом доступе на на данном сайте.
8. Модель «Гидрограф» верифицирована и апробирована при моделировании на различных масштабах (от локальных до региональных). Апробация модели проводилась при моделировании гидрографов стока и водного баланса ключевых водосборов на суточном расчетном интервале времени за исторический период 1966-2023 гг. при наличии данных о наблюденных расходах воды: руч. Морозова – водопадный (0.63 км2), руч. Контактовый – Нижний (21.3 км2), р. Магаданка – г.Магадан (48.5 км2), р. Анмангында – Тенькинская трасса, 159-й км (376 км2), р.Детрин - пос.Усть-Омчуг (2860 км2), р. Колыма – Усть-Среднекан (99400 км2). Средняя величина критерия эффективности моделирования Нэша-Сатклиффа (NS) варьируется от 0.21 до 0.69 с максимальными значениями, превышающими 0.8 для всех водосборов. Несмотря на невысокое среднее значение критерия эффективности Нэша-Сатклиффа для некоторых водосборов, что связано с завышением данным критерием эффективности моделирования в периоды паводковых пиков и малый вклад в его оценку в периоды меженного стока, рассчитанные и наблюденные гидрографы имеют сравнительно хорошую сходимость и удовлетворительные результаты. Тем не менее, отмечено недостаточное качество моделирования максимальных расходов и объема стока половодья, что связано с неоднородностью распределения снежного покрова на территории исследования и недоучетом количества твердых осадков в высокогорных районах из-за отсутствия натурных данных наблюдений.
Получен опыт существенного улучшения качества моделирования на руч. Морозова за счет применения натурных данных полевых исследований авторов: использование новых геокриологических данных (использование данных геокриологической сети мониторинга Магаданской области, а также оцифровка величин деятельного слоя верховьев р. Колымы для оценки гидрологического режима горной криолитозоны) позволило существенно увеличить величины среднего критерия эффективности Нэша-Сатклиффа (0.68) по сравнению с более ранними работами, в которых моделирование производилось без учета современных данных наблюдений (0.52). Данный опыт позволяет сделать вывод о необходимости проведения полевых исследований для оптимизации модели для повышения качества моделирования стока в период половодья.
9. Получены новые полевые данные о процессах формирования стока на стационаре Анмангындинская наледь, в том числе, о распределении снежного покрова в различных ландшафтных и высотных зонах. По 23 постам получены данные о высоте снежного покрова. Также проведены 23 снегомерных маршрута в районах расположения стационарных постов. По результатам маршрутных съёмок высота снежного покрова на территории исследования в 2026 г. варьировалась от 4 до 237 см при среднем значении 80 см. Запасы воды в снеге составили от 18 до 996 мм, в среднем – 190 мм. Плотность снежного покрова в апреле 2026 г. на территории Магаданской области составила 100–420 кг/м³, в среднем 230 кг/м³. В нижних горизонтах снежной толщи местами отмечались ледяные корки. На открытых участках плотность выше вследствие ветрового уплотнения. Распределение характеристик снежного покрова с высотой неравномерно: с увеличением абсолютных отметок от 300 до 750 м плотность снега в среднем уменьшалась, в диапазоне высот 750–1100 м и 1150 м и более – увеличивалась. Высота снега в диапазоне высот 300–650 м сокращалась, от 650 до 1000 м изменялась в пределах 50-130 см, а на высотах 1000–1200 м уменьшалась, свыше 1200 м – увеличивалась. Такие же изменения с высотой отмечаются и для запаса воды в снеге. Наибольшие снегозапасы зафиксированы на высоте свыше 1200 м (пункт Серпантин) – замеры были проведены в единственной точке, где при высоте 237 см и средней плотности снега 420 кг/м3 запас воды составил 996 мм. Протяженность маршрута на пункте Серпантин составила 250 м, высота снега измерена в 63 точках, она изменялась от 29 до 237 см Полученные данные свидетельствуют о значительной пространственной неоднородности снежного покрова на обследованной территории, обусловленной совместным влиянием высотного фактора, экспозиции склонов и характера растительного покрова. Эти данные позволят верифицировать гидрологическую модель при расчете максимальных расходов весеннего половодья на втором этапе проекта.
Таким образом, в отчетный период получены новые данные и количественные оценки современных климатических, гидрологических и геокриологических изменений на территории Магаданской области и сопредельных районов Северо-Востока России. Сформированы специализированные базы данных гидрометеорологических наблюдений и климатических проекций, выполнена апробация гидрологической модели «Гидрограф», а также получены первые количественные оценки трансформации наледных и гольцовых процессов в условиях современных климатических изменений. Результаты исследований показывают, что изменения гидрологического режима рек криолитозоны определяются сложным взаимодействием климатических факторов, процессов деградации многолетнемерзлых пород, перераспределения подземного питания и криогенной аккумуляции влаги. Полученные материалы создают основу для последующего моделирования водного режима рек Магаданской области при различных сценариях климатических изменений до 2100 г.