The article presents the results of a comprehensive statistical study of the spatial distribution of spring precipitation in Ukraine and its relationship with the main low-frequency oscillations of the Northern Hemisphere. The research focuses on the monthly amount of rainfalls in March, April and May at 40 long-range stations of Ukraine that are evenly distributed throughout its territory, and the indices of North Atlantic (NAO) and North Sea-Caspian (NCP) fluctuations over a 45-year period (1962-2006). The use of multiyear data allowed for objective clusterization and division of the Ukrainian territory into regions with different types of weather observed in the event of precipitation, with each of them being physically substantiated. To ensure clarity, the article presents regional statistical models in the form of schematic maps of probable relationships between distribution of spring precipitation in Ukraine and the North Atlantic and Euro-Mediterranean macroprocesses. In order to forecast the monthly rainfall in March, it is advisable to take into account the state of the North Atlantic fluctuations. The response of this fluctuation was found within Chernivtsi, Vinnytsia, Cherkasy, Kyiv Regions, northern part of Odesa Region, western districts of Chernihiv Region and southern part of Zhytomyr Region. In the western regions of Ukraine, as well as in Vinnytsia, Kyiv, Zhytomyr and Chernihiv Regions, the formation of precipitation in April depends on the state of both NAO and NCP; in the rest of Ukraine – only of NCP. The 90% probability linear statistical relationship between precipitation in May and the main climatic signals of the Northern Hemisphere under study was not found only in some northern regions of Ukraine, namely: Kyiv, Chernihiv, Sumy Regions and central (Poltava and northern part of Cherkasy Region) part of Ukraine. A study of the influence of North Atlantic and Euro-Mediterranean macroprocesses on the distribution of monthly rainfall in Ukraine, conducted using a statistical approach, shows its ambiguity during different spring months and within different regions of Ukraine, and requires further research to solve the general scientific problem – study of climate-conditioned natural resources required to ensure sustainable socio-economic development of Ukraine under conditions of global climate change.

Об'єктом дослідження є агрокліматичні ресурси на території України, що характеризуються сукупністю агрокліматичних факторів, які діють на умови росту та розвитку рослин та формують урожайність сільськогосподарських культур. Ці фактори мають кількісне значення та визначаються агрокліматичними показниками, що вказують на взаємозв'язок між факторами клімату та умовами росту, розвитку рослин, формування врожаю. Одним з найбільш проблемних місць оцінки клімату для сільськогосподарського виробництва є процеси теплообміну та вологообміну в системі ґрунт-рослина-атмосфера, де відбуваються біофізичні та фізіологічні процеси. Крім того, треба враховувати вимоги рослин до навколишнього середовища: мінімальні та критичні температури повітря, ґрунту; суми температур, які необхідні для визрівання сільськогосподарських культур; кількість вологи. В ході дослідження використовувалися моделі для прогнозування потенційних впливів змін клімату на продуктивність сільського господарства та вивчення варіантів адаптації до цих змін. Оцінка агрокліматичних ресурсів території проводилася за показниками теплозабезпеченості, де розраховувалися суми активних та ефективних температур. Для оцінки екологічного стану агрокліматичних ресурсів використовувався показник стійкості кліматичних умов. На основі цього очікується збільшення тривалості вегетаційного періоду сільськогосподарських культур за рахунок збільшення його теплозабезпеченості. На прикладі Харківської області надалі визначалися основні риси сучасного температурно-вологісного режиму. Встановлено, що найбільше зростання температури повітря зафіксовано з середини 70-х років минулого століття. Встановлено, що в річному ході температура повітря буде підвищуватися з середнім коефіцієнтом лінійного тренду 0,3-0,4 °С на 10 років. Амплітуди коливань температури повітря досить суттєві, що дестабілізує кліматичні умови на півночі. Південна та південно-західна частина регіону мають вищий показник стійкості погодних умов за рахунок усталеного температурного режиму повітря та характеру підстильної поверхні. Завдяки цьому забезпечується можливість отримання заходів, щодо адаптації сільського господарства до сучасних змін агрокліматичних ресурсів. Запропоновані заходи адаптації сільського господарства до сучасних кліматичних змін можуть бути успішно застосовані й у країнах-сусідах, зокрема Молдові, Білорусі. Ключові слова: агрокліматичні ресурси, гідротермічний показник, біокліматичний потенціал, адаптація до змін клімату.

No abstract

Formulation of the problem. The concept of implementing state policy in the field of climate change until 2030, which aims to develop a national climate program and prevent the reduction of risks associated with them in different regions of Ukraine. The research was performed in accordance with the objectives formulated in the research works of Odessa State Ecological University on the following topics: «Regime of precipitation in the regions of Ukraine in the late XX and early XXI centuries» (№ SR 0111U000590); «Forecasting of dangerous meteorological phenomena over the southern regions of Ukraine» (№ SR 00115U006532); «Comprehensive method of probabilistic and prognostic modeling of extreme hydrological phenomena on the rivers of southern Ukraine to ensure sustainable water use in climate change» (№ SR 0121U010964). Problems of further research. The results presented in the article, of course, can not be considered exhaustive in terms of determining the impact of only two climatic signals that can form the spatial distribution of precipitation in southern Ukraine. The solution of the problems in the future will be directed to the consideration of other known teleconnections of the Northern and Southern Hemispheres with the involvement of additional equidistant empirical data. The purpose. This article aims to identify the features of the spatial distribution of precipitation in the winter season and determine the responses of climatic signals (North Atlantic and North Caspian fluctuations) in their fields in southern Ukraine (Odessa, Mykolaiv, Kherson, Zaporizhia region and the Autonomous Republic of Crimea). Research methods. The implementation of an integrated statistical approach was carried out in three stages with the involvement of methods of multidimensional statistical and cartographic analysis and methods of research of non-stationary random processes. The subject of the study is the series of monthly precipitation for December, January, February at 40 stations in Ukraine and time series of average values of climatic indices of large-scale interaction in the field of pressure - North Atlantic (NAO) and North Caspian (NCP) fluctuations for each month of the period 1962-2006. Presentation of the main research material. Objective clustering of the territory of Ukraine has been carried out on the basis of long-term empirical data on precipitation. In the south, 2 generalized clusters have been identified, each of which is statistically sound and characterized by a time series of the mean vector. The statistical structure of these series is analyzed, which allowed to predict future trends in the studied fields until 2025-2030 in the territory of Southern Ukraine. Studies of the impact of North Atlantic and Euro-Mediterranean macro-processes on the spatial distribution of the monthly amount of precipitation in the winter season show the complexity and ambiguity of these relationships in different months of the season and in different regions of southern Ukraine. Practical value. The obtained statistical models in the form of maps-schemes will take into account the directions of transfer of basic substances, which in turn will help (in compiling the climate forecast of precipitation) to understand the contribution of different regions of the Northern Hemisphere to the formation of the main climatic indicator. Research results. In the south of Ukraine in December and February the monthly rainfall by 2025-2030 will decrease compared to the beginning of the XXI century. In January, only in the Zaporozhye region is expected to fall rainfall in the next 20-30 years. For the rest of the southern regions of Ukraine in January the amount of precipitation will be within long-term values (15-45 mm). The presence of a linear correlation between the North Atlantic Oscillation and the spatial distribution of precipitation in December was determined (with a probability of 90%); in February, the combined effects of the North Sea-Caspian and North Atlantic oscillations. In January, in the south of Ukraine, with some probability, it was not possible to establish responses in the distribution of precipitation with the climatic signals under consideration.