Для количественной оценки качества расчётов на модели ECOMAG определены значения критерия Нэша-Сатклиффа и соотношения годовых объемов стока в замыкающем створе рр. Лены и Вилюя и основных притоков Лены. Среднемноголетние значения критерия Нэша-Сатклиффа, рассчитанные по суточным значениям расходов воды, изменяются от 0.65 до 0.78 для различных климатических моделей, что говорит об удовлетворительном соответствии смоделированных гидрографов фактическим. Относительные отклонения смоделированных объемов стока от фактических по гидропосту Кюсюр не превышают 5% для всех рассмотренных глобальных климатических моделей. Проведено сравнение результатов моделирования среднемноголетних гидрографов стока за исторический период в замыкающем створе р. Вилюй – Хатырык-Хомо без учета регулирования Вилюйской ГЭС по данным климатических моделей и реанализу WATCH с фактическими данными по стоку в этом створе и восстановленному в ИГ РАН стоку. Оно показывает заметно лучшее совпадение рассчитанных по различным климатическим моделям гидрографов с данными по восстановленному стоку, нежели с фактическими данными. В особенности это касается пиков весеннего половодья. Это сказывается в существенном повышении значений по критерию соответствия гидрографов стока NSE. Но в осенне-зимние месяцы совпадение получилось не очень хорошим, поэтому значения критерия BIAS не повышаются.
Важно, что линейные тренды многолетних изменений восстановленного годового и сезонного стока (с исключенными изменениями, обусловленными антропогенным воздействием) Лены и Вилюя адекватно воспроизводятся на модели ECOMAG.
Анализ результатов расчетов, выполненные для бассейна Вилюя у Хатырык-Хомо, показывают, что:
1.Обе гидрологические модели дают весьма близкие между собой среднеансамблевые (осредненные по пяти модельным климатическим сценариям) оценки возможных изменений годового стока для периодов 2006-2035 гг. и 2036-2065 гг., которые варьируют от -1.4% до 5.3% для ECOMAG и от -1.1% и 9.3% для ММВБ. При этом только в одном из сценариев знак расчетных изменений по этим моделям был разным, но сами прогнозируемые изменения составляли лишь 0.5% (ММВБ) и -1.1% (ECOMAG).
2.Среднеансамблевые сценарные изменения оказались крайне незначительными. Для 2006-2035 гг. и 2036-2065 гг. (при сценарии RCP 2.6) выявляется тенденция снижения годового стока. А в середине века при реализации сценария RCP 8.5 сначала в первую треть века может быть слабая тенденция его увеличения (1% (ECOMAG) — 1.8 % (ММВБ). В середине века увеличение стока может быть более значительным и составит от 5.3% (ECOMAG) до 9.3% (ММВБ).
3.Разброс же изменений годового стока, рассчитанных по сценариям потепления климата, полученным по каждой климатической модели, более значителен, но все же не выходят за пределы плюс/минус примерно 10% для ECOMAG (-12.9% до 11.9%), а для ММВБ составляет от -7% до 20 % (для модели MIROC-ESM-CHEM). Лишь в 6 сценариях из 20 изменения стока Вилюя, полученные по этим гидрологическим моделям были разного знака, и при этом в четырех из шести случаях разница сценарных оценок не превышала 5%.
4.Согласно расчетам на обеих гидрологических моделях сценарные изменения климата могут привести на Вилюе к смещению половодья на более ранние сроки, что приводит к увеличению объемов стока в мае и увеличению суммарного объема стока половодья.
Численные эксперименты на модели ECOMAG для Лены у Кюсюра показали результаты аналогичные тем, которые приведены пп. 1-4.
На основе серии численных экспериментов получена оценка чувствительности сценарных изменений годового стока, рассчитанных на модели ECOMAG к изменениям температуры воздуха и атмосферных осадков за период климатического прогноза по глобальным климатическим моделям проекта ISI-MIP2. Было выявлено, что вклад изменений каждого из факторов является весьма существенным. В среднем по ансамблю моделей для сценария RCP2.6 увеличение температуры составляет 2.4ºС, увеличение дефицита влажности 17% и это обуславливает уменьшение годового объема стока на 17%, для сценария RCP8.5 рост температур составляет в среднем по ансамблю моделей 4ºС, дефицита влажности – 30% и это обусловливает уменьшение объема стока на 25%. При этом наблюдается смещение половодья на более ранние сроки и снижение объемов стока.
При росте осадков, диагностируемом климатическими моделями для бассейна Лены и неизменных температуре и дефиците влажности воздуха, соответствующих современному периоду, наблюдается противоположная тенденция – увеличение годового объема стока. В среднем по ансамблю моделей при росте осадков на 10% для сценария RCP2.6 наблюдается увеличение объема стока на 10%, для сценария RCP8.5 рост объема стока составляет 23% при росте годовой суммы осадков на 17%. Наибольшие изменения объемов стока приурочены к периоду половодья. Несмотря на значительный возможный вклад каждого из факторов в изменение стока, их действие разнонаправлено, что в целом обуславливает не столь значительные изменения годовых объемов стока на период климатического прогноза.
Относительные изменения стока в бассейне р. Вилюй в целом аналогичны изменениям, диагностируемым для всего бассейна р. Лены. Наиболее выражен отдельный вклад осадков и температуры при расчетах на основе модели HADGEM – увеличение годового объема стока на 34% при росте атмосферных осадков по данным сценария RCP 8.5 и температуре по данным базового периода (1970-2001 гг.) и уменьшение годового стока на 30% при росте температуры по данным сценария RCP 8.5 и осадкам за исторический период. Несмотря на значительный возможный вклад каждого из факторов в изменение стока, их действие разнонаправлено, и итоговое суммарное воздействие выражается при рассматриваемых климатических сценариях на середину 21в. в увеличении стока на величину до 5 -10%, как в замыкающем створе р. Лены, так и в замыкающем створе р. Вилюй.
Аналогичные оценки чувствительности речного стока к сценарным изменениям температуры воздуха и атмосферным осадкам были получены для Вилюя у Хатырык-Хомо были получены на модели ММВБ ИГ РАН. Их сравнение с результатами, полученными на ЭКОМАГ, показало их достаточно хорошую сходимость для среднемноголетнего годового и сезонного стока (также как и для результатов расчетов сценарных изменений стока при задаваемых сценарных изменениях атмосферных осадков и температуры воздуха).