Повторяемость сильных паводков на западном сахалине и интенсивность циклогенеза в среднем–позднем голоцене

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На Западном Сахалине (бассейн р. Яблочной) восстановлена геологическая летопись экстремальных паводков, связанных с прохождением наиболее сильных тайфунов и глубоких внетропических циклонов за последние 6370 лет. Для реконструкций использован разрез торфяника с многочисленными слоями суглинков, образованных в экстремальные паводки. Современным аналогом событий является тайфун Филлис (1981 г.), при прохождении которого выпало до 300 мм осадков. Для выявления доли минерального компонента, основным источником которого были полые воды, определена зольность отложений. На основе возрастной модели определен возраст 38 экстремальных паводков и периодов более слабых паводков, когда накапливались органоминеральные отложения. В периоды усиления циклогенеза повторяемость экстремальных паводков составляла 1 раз в 10—30 лет. Проанализирован палеоклиматический фон событий. Длительные периоды с сильными паводками выделены 6470—5490, 4300—3670 л. н., последние 3110 л. н. сильные паводки были редкими явлениями. Проведено сравнение с записями сильных паводков, произошедших на восточном побережье Южного Сахалина и в других регионах Восточной Азии. Установлено, что периоды с частым прохождением сильных палеотайфунов и глубоких внетропических циклонов не всегда совпадают по времени, что могло быть связано с разными траекториями выхода циклонов при разных климатических ситуациях. Как и в современный период, усиление интенсивности циклогенеза и повторяемости тайфунов в среднем-позднем голоцене были тесно связаны с увеличением температуры в западной части тропической зоны Тихого океана, аномалиями Эль-Ниньо и центров действия атмосферы.

Об авторах

Н. Г. Разжигаева

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Владивосток

Л. А. Ганзей

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Владивосток

Т. А. Гребенникова

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Владивосток

В. И. Пономарев

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Южно-Сахалинск

В. В. Афанасьев

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Южно-Сахалинск

А. О. Горбунов

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Южно-Сахалинск

М. А. Климин

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Email: nadyar@tigdvo.ru
Россия, Хабаровск

Список литературы

  1. Астахов А. С., Дарьин А. В., Калугин И. А. и др. (2019). Реконструкция частоты катастрофических наводнений на западном побережье Японского моря по шельфовым седиментационным записям. Метеорол. Гидрол. № 1. С. 91—102. http://dx.doi.org/10.3103/S1068373919010072
  2. Базарова В. Б., Климин М. А., Копотева Т. А. (2018). Голоценовая динамика восточноазиатского муссона в Нижнем Приамурье (юг Дальнего Востока). География и природные ресурсы. № 3. С. 124—133. http://dx.doi.org/10.1134/S1875372818030071
  3. Борисова О. К. (2014). Ландшафтно-климатические изменения в голоцене. Известия РАН. Серия географическая. № 2. С. 5—20. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2014-2-5-20
  4. Бышев В. И., Нейман В. Г., Пономарев В. И. и др. (2014). Роль глобальной атмосферной осцилляции в формировании климатических аномалий Дальневосточного региона России. Докл. Акад. Наук. Т. 458. № 1. С. 92—96. https://doi.org/10.7868/S0869565214250148
  5. Генсиоровский Ю. В., Казаков Н. А. (2015). Условия формирования экстремальных паводков в бассейнах рек низкогорья (на примере о. Сахалин). В сб.: Геодинамические процессы и природные катастрофы. Опыт Нефтегорска: Всероссийская научная конференция с международным участием. Южно-Сахалинск, 26—30 мая 2015 г.: сборник материалов. Т. 2. Владивосток: Дальнаука. С. 302—305.
  6. Глебова С. Ю. (2018). Циклоны над Тихим океаном и Дальневосточными морями в холодные и теплые сезоны и их влияние на ветровой и термический режим в последний двадцатилетний период. Известия ТИНРО. Т. 193. С. 153—166. http://dx.doi.org/10.26428/1606-9919-2018-193-153-166
  7. Глебова С. Ю. (2021). Сибирский антициклон как важный фактор развития циклонической деятельности в Дальневосточном регионе в зимний, весенний и летний сезоны. Известия ТИНРО. Т. 221. Вып. 4. С. 879—894. http://dx.doi.org/10.26428/1606-9919-2021-201-879-894
  8. Зуенко Ю. И. (2007). Промысловая океанология Японского моря. Владивосток: ТИНРО-центр. 227 с.
  9. Казаков Н. А., Генсиоровский Ю. В. (2007). Влияние вертикального градиента осадков на характеристики гидрологических, лавинных и селевых процессов в низкогорье. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. № 4. С. 342—347.
  10. Короткий А. М., Пушкарь В. С., Гребенникова Т. А. и др. (1997а). Морские террасы и четвертичная история шельфа Сахалина. Владивосток: Дальнаука, 194 с.
  11. Короткий А. М., Гребенникова Т. А., Пушкарь В. С. и др. (1997б). Климатические смены на территории юга Дальнего Востока в позднем плейстоцене-голоцене. Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. № 3. С. 121—143.
  12. Макарова Т. А., Гребенникова Т. А. (2015). Реконструкция изменений ландшафтов островов Малой Курильской гряды на основе состава диатомовой флоры позднеплейстоцен–голоценовых торфяников. География и природные ресурсы. № 2. С. 124—133.
  13. Мезенцева М. И., Гришина М. А., Кондратьев И. И. (2019). Траектории и глубина циклонов, выходящих на территорию Приморского края. Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. № 4. С. 29—38. http://dx.doi.org/10.25808/08697698.2019.206.4.003
  14. Микишин Ю. А., Гвоздева И. Г. (2017). Ранний суббореал Сахалина. Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. № 4. С. 25—38.
  15. Микишин Ю. А., Гвоздева И. Г. (2018). Следы похолодания на юге Сахалина в позднеледниковье и атлантическом периоде голоцена. Успехи современного естествознания. № 3. С. 107—116.
  16. Микишин Ю. А., Пушкарь В. С., Гвоздева И. Г. (2020). Палеогеография побережья Южного Сахалина в суббореальном периоде голоцена. Успехи современного естествознания. № 10. С. 97—107.
  17. Научно-прикладной справочник по климату Вып. 34. (1990). Л.: Гидрометеоиздат. 351 с.
  18. Пономарев В. И., Дмитриева Е. В., Шкорба С. П. (2015). Особенности климатических режимов в северной части Азиатско-Тихоокеанского региона. Системы контроля окружающей среды. № 1(21). С. 67—72.
  19. Пономарев В. И., Дмитриева Е. В., Шкорба С. П. и др. (2018). Изменение планетарного климатического режима на рубеже XX—XXI веков. Вестник московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Т. 21. № 1. С. 160—169.
  20. Прушковская И. А. (2019). Влияние тайфунов на содержание диатомей в осадках Амурского залива (Японское море) за последние 150 лет. Вестник Камчатской региональной ассоциации “Учебно-научный центр”. Серия: Науки о Земле. Вып. 42. № 2. C. 111—119. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2019-2-42-1-9
  21. Разжигаева Н. Г., Ганзей Л. А., Гребенникова Т. А. и др. (2019). Летопись речных паводков в предгорьях Сихотэ-Алиня за последние 2.2 тысячи лет. Известия РАН. Серия географическая. № 2. С. 85—99. http://dx.doi.org/10.31857/S2587-55662019285-99
  22. Разжигаева Н. Г., Гребенникова Т. А., Ганзей Л. А. и др. (2022). Отклик озерной экосистемы Малой Курильской гряды на палеоклиматические и сейсмические события. Геофизические процессы и биосфера. Т. 21. № 4. С. 53—73. https://doi.org/10.21455/GPB2022.4-4
  23. Тунеголовец В. П. (2010). Комплексный метод прогноза перемещения и интенсивности тайфунов. Труды ДВНИГМИ. № 1. С. 189—202.
  24. Aizen E. M., Aizen V. B., Melack J. M. et al. (2001). Precipitation and atmospheric circulation patterns at mid-latitudes of Asia. Int. J. of Climatology. V. 21. Iss. 5. P. 535—556. https://doi.org/10.1002/joc.626
  25. Barron J. A., Anderson L. (2011). Enhanced Late Holocene ENSO/ PDO expression along the margins of the eastern North Pacific. Quat. Int. V. 235. Iss. 1-2. P. 3—12. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2010.02.026
  26. Blaauw M., Christen J. A. (2011). Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process. Bayesian Analysis. V. 6. № 3. P. 457—474. https://doi.org/10.1214/ba/1339616472
  27. Chen F., Xu Q., Chen J. et al. (2015). East Asian summer monsoon precipitation variability since the last deglaciation. Scientific Repоrt. V. 5. P. 11186. https://doi.org/10.1038/srep11186
  28. Chen H.-F., Wen S.-Y., Song S.-R. et al. (2012). Strengthening of paleo-typhoon and autumn rainfall in Taiwan corresponding to the Southern Oscillation at late Holocene. J. of Quat. Sci. V. 27. Iss. 9. P. 964—972. https://doi.org/10.1002/jqs.2590
  29. Ho C. H., Baik J. J., Kim J. H. et al. (2004). Interdecadal changes in summer-time typhoon tracks. J. Clim. V. 17. Iss. 9. P. 1767—1776. https://doi.org/
  30. Ishii Y., Hori K., Momohara A. (2017). Middle to late-Holocene flood activity estimated from loss on ignition of peat in the Ishikari lowland, northern Japan. Global and Planetary Change. V. 153. P. 1—15. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2017.04.004
  31. Katsuki K., Yang D. Y., Seto K. et al. (2016). Factors controlling typhoons and storm rain on the Korean Peninsula during the Little Ice Age. J. Paleolimnol. V. 55. P. 35—48. https://doi.org/10.1007/s10933-015-9861-3
  32. Kawahata H., Ohshima H., Shimada C. et al. (2003). Terrestrial-oceanic environmental change in the southern Okhotsk Sea during the Holocene. Quat. Int. V. 108. Iss. 1. P. 67—76.
  33. Leipe C., Nakagawa T., Gotanda K. et al. (2015). Late Quaternary vegetation and climate dynamics at the northern limit of the East Asian summer monsoon and its regional and global-scale controls. Quat. Sci. Rev. V. 116. P. 57—17. https://doi.org/
  34. Leipe C., Müller S., Hille K. et al. (2018). Vegetation change and human impacts on Rebun Island (Northwest Pacific) over the last 6000 years. Quat. Sci. Rev. V. 193. P. 129—144. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.06.011
  35. Lim J., Lee J.-Y., Hong S. S. et al. (2017). Holocene change in flooding frequency in South Korea and their linkage to centennial-to-millennial-scale El Nino-Southern Oscillation activity. Quat. Res. V. 87. P. 37—48. https://doi.org/10.1017/qua.2016.8.
  36. Lim J., Um I-K., Yi S., et al. (2022). Hydroclimate change and its controlling factors during the middle to late Holocene and possible 3.7-ka climatic shift over East Asia. Quat. Res. V. 109. P. 53—64. https://doi.org/10.1017/qua.2022.13
  37. Mayewski P. A., Rohling E. E., Stager J. C. et al. (2004). Holocene climate variability. Quat. Res. V. 62. P. 243—255. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2004.07.001
  38. Moy C. M., Seltzer G. O., Rodbell D. T. et al. (2002). Variability of El Niño/Southern Oscillation activity at millennial timescales during the Holocene epoch. Nature. V. 420 (6912). P. 162—165. https://doi.org/10.1038/nature01194
  39. Park J., Park J., Yi S. et al. (2019). Abrupt Holocene climate shifts in coastal East Asia, including the 8.2 ka, 4.2 ka, and 2.8 ka BP events, and societal responses on the Korean Peninsula. Sci. Rep. V. 9. P. 10806. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47264-8
  40. Park J., Park J., Yi S. et al. (2021) Holocene hydroclimate reconstruction based on pollen, XRF, and grain-size analysis and its implications for past societies of the Korean Peninsula. The Holocene. V. 31. № 9. P. 1489—1500. https://doi.org/10.1177/09596836211019115
  41. Razjigaeva N. G., Grebennikova T. A., Ganzey L. A. et al. (2020). Recurrence of extreme floods in south Sakhalin Island as evidence of paleo-typhoon variability in North-Western Pacific since 6.6 ka BP. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. V. 556. № 3. P. 109901.https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109901
  42. Razjigaeva N., Ganzey L., Grebennikova T. et al. (2023). “Cold-Dry” and “Cold-Wet” Events in the Late Holocene, Southern Russian Far East. Climate. V. 11. P. 91.https://doi.org/10.3390/cli11040091
  43. Reimer P., Austin W. E.N., Bard E. et al. (2020). The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0—55 kcal BP). Radiocarbon. V. 62. Iss. 4: IntCal20: Calibration Iss. P. 725—757. https://doi.org/10.1017/RDC.2020.41
  44. Rein B., Sirocko F., Lückge A. et al. (2005). El Niňo variability off Peru during the last 20,000 years. Paleoceanography and Paleoclimatology. V. 20. Iss. 4. P. 78—185. http://doi.org/ 10.1029/2004PA001099
  45. Sakaguchi Y. (1983). Warm and cold stages in the past 7600 years in Japan and their global correlation. Bulletin of the Department of geography, University of Tokyo. V. 15. P. 1—31.
  46. Stebich M., Rehfeld K., Schlütz F. et al. (2015). Holocene vegetation and climate dynamic of NE China based on the pollen record from Sihailongwan Maar Lake. Quat. Sci. Rev. V. 124. P. 275—289. http://doi.org/10.1016/J.QUASCIREV.2015.07.021
  47. Stott L., Cannariato K., Thunell R. et al. (2004). Decline of surface temperature and salinity in the western tropical Pacific Ocean in the Holocene epoch. Nature. V. 431(7004). P. 56—59. http://doi.org/10.1038/nature02903
  48. Sun Y., Oppo D. W., Xiang R. et al. (2005). Last deglaciation in the Okinawa Trough: Subtropical northwest Pacific link to Northern Hemisphere and tropical climate. Paleoceanography and Paleoclimatology. V. 20. № 4. P. PA4005. http://doi.org/10.1029/2004PA001061
  49. Suzuki Y., Tada R., Nagashima K. et al. (2021). Extreme flood events and their frequency variations during the middle to late-Holocene recorded in the sediment of Lake Suigetsu, central Japan. The Holocene. V. 31(78). P. 121—133. http://doi.org/10.1177/0959683620961497
  50. Walker M., Head M. J., Lowe J. et al. (2019). Subdividing the Holocene Series/Epoch: formalization of stages/ages and subseries/subepochs, and designation of GSSPs and auxiliary stratotypes. J. of Quat. Sci. V. 34. Iss. 3. P. 173—186. https://doi.org/10.1002/jqs.3097
  51. Wanner H., Solomina O., Grosjean M. et al. (2011). Structure and origin of Holocene cold events. Quat. Sci. Rev. V. 30. Iss. 21. P. 3109—3123. https://doi.org/
  52. Woodruff J. D., Donnelly J. P., Okusu A. (2009). Exploring typhoon variability over the mid-to-late Holocene: evidence of extreme coastal flooding from Kamikoshiki, Japan. Quat. Sci. Rev. V. 28. Iss. 17. P. 1774—1785. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2009.02.005
  53. Yamamoto M., Wang F., Irino T. et al. (2021). A lacustrine biomarker record from Rebun Island reveals a warm summer climate in northern Japan during the early middle Holocene due to a stronger North Pacific High. Front. Earth Sci. V. 9. P. 704332. https://doi.org/10.3389/feart.2021.704332
  54. Zhang Z., Leduc G., Sachs J. P. (2014). El Niño evolution during the Holocene revealed by a biomarker rain gauge in the Galápagos Islands. Earth Planet. Sci. Lett. V. 404. P. 420—434. https://doi.org/https://doi.org/10.1038/nature02903
  55. Zhou X., Liu Z., Yan Q. et al. (2019). Enhanced tropical cyclones intensity in the Western North Pacific during warm period over the last two Millennia. Geophys. Res. Lett. V. 46. P. 11959—11966.https://doi.org/10.1029/2019GL083504

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема района работ. (а) — положение о-ва Сахалин; (б) — Южный Сахалин с положением района работ и разреза со следами паводков на восточном побережье острова; (в) — долина р. Яблочной и положение изученного разреза торфяника № 322 со слойками суглинков, оставленных в сильные паводки. 1 — изученные разрезы.

Скачать (502KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Разрез торфяника в долине р. Яблочной. 1 – торф; 2 — органоминеральные отложения; 3 — суглинок; 4 — почва; 5 — древесина.

Скачать (887KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Возрастная модель с выделением возраста сильных паводков (серые полосы). Голубым показаны ¹⁴C-даты со стандартными отклонениями, серая кривая отражает 95 %-ный доверительный интервал.

Скачать (115KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Повторяемость супертайфунов и глубоких циклонов, сопровождавшихся сильными наводнениями на западном побережье Южного Сахалина в среднем-позднем голоцене (а) и мощность слойков суглинков, оставленных разновозрастными паводками (б).

Скачать (156KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Реконструкции периодов с сильными паводками в сравнении с палеоклиматическими построениями по Южному Сахалину и палеогеографическими данными по Западной Пацифике. (а) — палеоклиматические данные по Южному Сахалину (Микишин, Гвоздева, 2017, 2019; Микишин и др., 2021); (б) — зольность торфа в разрезе в бассейне р. Яблочной (А) и разрезе в бассейне р. Найбы (Б); (в) — периоды с паводками разной интенсивности на Южном Сахалине (западное побережье, бассейн р. Яблочной); (г) — периоды сильных паводков (восточное побережье, бассейн р. Найбы); (д) — п. п. п. торфа в разрезах в бассейне р. Исикари, Западный Хоккайдо и период с сильными паводками, А, Б — разрезы, расположенные ближе к руслу, В — разрез ближе к борту долины (Ishii et al., 2017); (е) — периоды экстремальных паводков на юге о. Хонсю (Suzuki et al., 2021); (ж) — периоды высокой штормовой активности, о-в Камикошики, юг Японии (Woodruff et al., 2009); (з) — повторяемость событий Эль-Ниньо за 100 лет (Moy et al., 2002); (и) — запись ТПО в районе трога Окинава, °C (Sun et al., 2005); (к) — запись ТПО в тропической зоне западной части Тихого океана, °C (Stott et al., 2002; Park et al., 2021).

Скачать (706KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024