СПРАВКА ЗА НАУЧНИТЕ И НАУЧНО-ПРИЛОЖНИ ПРИНОСИ доц. д-р Иванка Драганова Колева-Лизама Научните, научно-приложни и научно-методични приноси могат да се обобщят в няколко направления: I. Разработнане на показатели и оценки за климатични, хидрометеорологични и биоклиматични характеристики на планински райони, природни и национални паркове, водосборни области и промишлени трени На базата на многогодишни метеорологични данни и прилагане на методите на комплексната климатология, биометеорологията и математическата статистика са определени основни показатели за оценка на климатични, биоклиматични и хидрометеорологични условия в посочените територии. 1. Разработени са климатични показатели на райони в Западна Стара планина, Средна гора, Западни, Централни и Източни Родопи, Странджа и Витоша ( 2, проекти 2 8); природни паркове Странджа" ( 19, 24, 25) и Сини камъни ( 35), резерватите Торфено бранище, Бистришко бранище, Училищна гора, и Богдан (проект 31), Елаците МЕД АД (проекти 16,17). 2. За първи път са определени показатели за оценка на биоклиматични ресурси на природен парк Сини камъни ( 35, проект 20), Национален парк Централен Балкан ( 22, проект 19), Природен парк Странджа" ( 34, 42). 3. Оределени са стойностите на основни хидроложки и климатични показатели и разработени хидрометеорологични оценки на водосборните басейни на реките от Югоизточната част на България (публикация 1,4, 6), Врана ( 1, 9) и Дунав ( 28). 4. За първи път у нас са установени средните срокове на начало, край и продължителност на вегитационния период на ендемитни растения в субалпийския район на Рила и Пирин, определени са температурни показатели за тяхното развитие ( 7). Научно-методични приноси: Разработен е методичен подход за анализ и оценка на биоклиматични и хидрометеорологични показатели. Те могат да се използват при разработване на Планове за управление на паркове, резервати, водосборни басейни, на оценки на топлинните и водни ресурси, на прогнози и оценка на състоянието и развитието на екосистемите, на оценка на риска от наводнения. II. Анализ и оценка на риска и уязвимостта на селското стопанство от климатичните промени за районите на България: Анализът и оценката на риска и уязвимостта на селското стопанство от климатичните промени за районите на България е направен на базата на
получени резултати от изпитване на симулационни климатични и агроклиматични модели при различни емисионни сценарии ( 3, 14, проект 9). 5. Доказано е удължаване на продължителността на потенциалния вегетационен период, която в средата на века ще нарастне с 30дни, а в края му с над 40 дни. 6. Установено е повишаване на годишните температурни суми (t>10 C) средно с 200 С към средата и с 400 С към края на века. Повишението на топлинните ресурси през потенциалния вегетационен период в страната ще създаде подходящи условия за отглеждане на нови по-топлолюбиви видове или на втори култури през следващите десетилетия. 7. Определено е, че при есенните зърнени култури ще се съкрати продължителността както на вегетативния, така и на репродуктивния период. Намаляването на продължителността на репродуктивния период ще съкрати времето за наливане на зърното, което ще повлияе върху тяхната продуктивност. Негативното влияние ще се засили и от по-честите природни бедствия (наводнения, горещини и суша). 8. Установено е, че едновременно с повишаване на топлинните ресурси през вегетационния период ще намалее броят на мразовитите дни с около 5-10 дни до 2030 г. и от 10 до 15 дни през 2050 г. Повишаването на температурите ще позволи отглеждането на ранните земеделски продукти на открито или в оранжерии, като разходите за енергия в тях ще намалеят. 9. Установено е, че повишаването на температурата ще скъси репродуктивния цикъл на много селскостопански вредители, плевели и патогени, което ще засили риска от увеличаване на популациите и числеността им и ще повлияе на количеството и качеството на селскостопанската продукция. 10. Доказано е, че проектираното намаляване на валежите от март до юни през следващите периоди от века ще повлияе неблагоприятно върху влажността на почвата през пролетта и началото на растеж при редица пролетни култури. Във връзка с това отглеждането на много от културите може да се измести към по-северни райони или в места с по-висока надморска височина. 11. Установено е намаляване на фуражните ресурси през следващите десетилетия, което ще допринесе до влошаване рентабилността на животновъдните стопанства. Повишаването на екстремните температури на въздуха в някои случаи може да причини топлинен стрес при животните и окаже отрицателни последици върху производството на животинска продукция. 12. Определено е, че адаптационният капацитет на сектор селско стопанство за справяне с климатичните промени е недостатъчен. Изчисленият индекс на уязвимост 0,42, съгласно приетата методика на изследване, съответства на категорията умерено устойчив на очакваните въздействия в периода до 2035г. Във връзка с това препоръчаните мерки за адаптация на сектора към климатичните промени през следващите години от века включват следните
дейности: промяна в календара на земеделските дейности, въвеждане на напоителни технологии с намалена консумация на вода и възстановяване и реконструкция на вече изградения хидромелиоративен фонд, подобряване на технологиите за растителна защита и приоритетно развитие на биологични методи срещу болестите и вредителите. Научно- методични приноси: Разработен е методичен подход за изследване, анализ и оценка на влиянието на климатичните промени върху селското стопанство посредством комплекс от агроклиматични показатели. Получените резултати от проучването могат да се използват при оценка и планиране на дейности по отглеждане на културите с цел избягване на неблагоприятните последствия от климатичните промени в следващите години. III. Изследване на речния отток и оценка на въздействието на климатичните промени върху формирне на водните ресурси в отделни поречия на страната Изследванията върху речния отток и оценката на въздействието на климатичните промени върху водните ресурси са проведени с помощта на статистически методи на базата на многогодишни данни за температурата на въздуха, валежите и водните количества. Научни и научно -приложни приноси: 13. Установено е изменение на речния отток и на основните оттокообразуващи фактори (валежи и температура на въздуха) в поречията на Югоизточна България, на Рила и река Врана ( 1,4, 8, 9, 25, 40, 41). 14. Доказано е, че намалението на валежите и повишаване на температурите в края на двадесети и началото на двадесет и първи век причиняват ясно изразена тенденция към намаляване на речния отток и водните ресурси в разглежданите водосбори ( 1, 2, 14, 16, 22, 23, 26, 28, 30, 32, 33). 15. Установени са времето за настъпване, продължителността и процентното участие на пролетното пълноводие в годишния отток на реките в Рила ( 8). 16. Оценено е съвременното състояние на речния отток на слабо засегнатата от антропогенно въздействие река Велека ( 6, 47) на базата на индексите за хидроложки промени (IHA). Стойностите на индикаторите показват, че през периода 1991-2007 г. е налице силно намаляване на речния отток на реката, особено през август. Значителна промяна в режима на оттока се наблюдава при средните годишни стойности, като намалението достига до 44%. 17. Определен е размерът на минималния екологичен отток за реките от Югоизтчна България, под който нормалното съществуване на биологичните видове е застрашено ( 31). 18. Определена е вероятността за възникване на максималните водни количества в българския участък на р. Дунав и разработена оценка на повторението на високи вълни ( 28). 19. Доказано е, на базата на анализ и оценка на значимостта на природните рискове в България ( 38), че през последните години наводненията
причиняват най-големи икономически и социални щети за страната ( 33). Установено е, че 60% от регистрираните минали наводнения са значими. Най-голям брой райони със значителен потенциален риск от наводнения в България попадат в Черноморския и Дунавски район ( 13). Научно-методични приноси: Разработена е методична основа за анализ и оценка влиянието на климатичните промени върху речния отток в страната. Получените резултати могат да намерят приложение при анализ и управление на водите ресурси, при разработване на мерки за запазване на екологичния воден минимум в реките и при защита от наводнения. IV. Приложение на ГИС технологии за хидрометеорологични изследвания 20. Разработен е информационен модел за хидроложки данни за поречията на Югоизточна България на базата на ГИС технологиите. Формирана е база атрибутни дани за водните обекти, хидроложките и метеорологични наблюдения ( 1, 10). 21. Адаптиран е хидроложки симулационен модел SWAT за поречието на р. Врана, който се поддържа от ГИС платформа AGWA. Доказано е, че моделът симулира адекватно годишните стойности на валежите и оттока и може да се прилага за анализ и оценка на основни елементи от водния баланс в изследваното поречие ( 1, 9). 22. Оценени са подходите за прилагане на ГИС-технологии за анализ и управление на речните води на басейново ниво (публикация 27, 35). Научно-методични приноси: Разработена е методична основа за адаптиране на симулационния модел SWAT и начина за изграждане на обслужващата го ГИС на примера на р. Врана. Получените резултати от научните изследвания могат да намерят приложение при разработване на методи за оценка и прогноза на хидрометеорологичните процеси и тяхното визуализиране в изследваните територии. Приложеният подход спомага за разширяване възможностите за прилагането на климатичните и хидроложки данни при планиране, опазване и управление на водните ресурси. V.Изследвания върху изменение на климатичните и биоклиматични ресурси на природни паркове и урбанизирани територии На базата на статистическа обработка на многогодишни метеорологични данни са проведени проучвания върху изменението на климатични и биоклиматични показатели ( 14, 19, 20, 23, 39). Описано е изменението на радиационните потоци и формиране на топлинен остров в урбанизирани ландшафти и разгледани предпоставките за възникване на градски климат ( 36, 37). 23. Доказана е тенденция към повишаване на положителните аномалии на годишните стойности на температуратурата на въздуха в град Шумен през периода от 1989 до 2009 г. Затоплящия ефект на града най-ярко се откроява през лятото. От 1987 година до сега летните температури са се повишили с 2.0 о С. Стойностите на годишните валежи след 1992 г имат тенденция към
повишаване. Най-значително изменение се наблюдават при есенните суми, които за периода 1986-2009 година са нараснали средно с 100 мм. Наблюдава се намаляване на пролетните валежи след 1992 г. ( 20). 24. Установено е намаляване на годишните валежи и повишаване на температурата на въздуха през последните 60 години в градовете София, Банкя, Малко Търново, Сливен и Чирпан ( 12, 23, 39). 25. Установено е, че през последните години на 20-ти век се наблюдава изменение в температурно- влажностните условия в района на Природните паркове Странджа и Сини камъни. Установено е редуциране на вегетационните валежи и повишаване на летните температури в районите, което създава условия за нарастване на водопотреблението при екосистемите ( 30, 34, 35). 26. Установено е на базата на месечните и годишни стойности на индексите на Де Мартон, Пед и Стандартния валежен индекс (SPI) засушаване в района на Природен парк Странджа ( 18,19). VI. Изследвания върху замърсяване на въздуха и влиянието на метеорологичните фактори върху концентрациите на атмосферни замърсители Изследвано е влиянието на метеорологичните фактори върху атмосферните замърсители с помощта статистически методи и многогодишни денонощни стойности на метеорологични елементи и концентрации на основни замърсители ( 5, 12, 16, 46). 27. Определен е потенциалът на замърсяване на въздуха, като функция от метеорологичните параметри за района на Велико Търново. Установено е, че град ВеликоТърново се характеризира с умерен до висок потенциал на замърсяване на въздуха, тъй като през по-голяма част от годината преобладава време със скорост на вятъра под 1 m/s ( 5). 28. Не е установена значима връзка между концентрациите на замърсители на въздуха и метеорологичните параметри в приземния въздушен слой в град София ( 12). 29. Обосновани са предпоставките за възникване на градски климат, изменението на радиационните потоци и формиране на топлинни острови в урбанизирани ландшафти ( 36,37). VII. Приноси в областта на образованието по екология и опазване на екосистемите 30. Разработени и издадени са учебник по Метеорология и климатология, ( 48) и ръководства за упражнения по метеорология и агрометеорология ( 50, 51, 52, 53). В тях студенти от различни специалности се запознават с формирането на атмосферните процеси, времето и климата, които оказват въздействие върху развитието и опазването на екосистемите. Разработен и издаден е учебник «Хидрология» ( 49), предназначен за студенти от специалност Екология и опазване на околната среда при Лесотехническия университет, в който са разгледани основните хидроложки процеси, които протичат в реките, езерата, водохранилищата, блатата, в моретата и океаните и оказват въздействие върху водните екосистеми.