Climate change trends in the Aral Sea region and their impact on soil salinization: a statistical analysis

The aim of the study is to assess climate change trends in the Aral Sea region over 1982-2024 and to determine their relationship with soil salinization. Using NASA POWER (MERRA-2) reanalysis data for the Nukus, Muynak and Khiva sites, trends in air temperature, precipitation, potential evapotranspiration by the Thornthwaite method and the aridity index were analyzed with the Mann-Kendall test and Sen’s slope. Anomalous monthly values in the precipitation series were removed with a statistical filter. The results showed no statistically significant trend in mean annual temperature; however, spring (March-May) temperature increased significantly at all three sites, by 0.42-0.49 °C per decade (p < 0.01). The Pettitt test revealed a shift in mean temperature of 0.54-0.61 °C after 1996, although this shift is not statistically significant. Annual precipitation increased by 6-14 mm per decade, and potential evapotranspiration by 7-8 mm. Nevertheless, the region remains in the dry (arid) climate category, with an annual water deficit of 755-855 mm. In Khorezm region, the severity of salinization is strongly negatively correlated with the aridity index. The findings indicate the need to adjust the timing of leaching and irrigation to spring warming and to integrate climate monitoring with salinity monitoring.

Цель исследования — оценить тренды изменения климата в Приаралье за 1982-2024 гг. и выявить их связь с засолением почв. На основе данных реанализа NASA POWER (MERRA-2) по пунктам Нукус, Муйнак и Хива тренды температуры воздуха, количества осадков, потенциального испарения по методу Торнтвейта и индекса аридности проанализированы с помощью теста Манна-Кендалла и наклона Сена. Аномальные месячные значения в ряду осадков удалены статистическим фильтром. По результатам, статистически значимого тренда среднегодовой температуры не наблюдалось, однако весенняя (март-май) температура во всех трех пунктах значимо повышалась на 0,42-0,49 °C за каждые 10 лет (p < 0,01). Тест Петтитта показал сдвиг средней температуры на 0,54-0,61 °C после 1996 года, однако этот сдвиг статистически незначим. Годовое количество осадков увеличивалось на 6-14 мм за 10 лет, а потенциальное испарение — на 7-8 мм. Тем не менее регион остается в категории засушливого (аридного) климата: годовой дефицит влаги составляет 755-855 мм. В Хорезмской области тяжесть засоления тесно отрицательно связана с индексом аридности. Полученные результаты указывают на необходимость согласовать сроки промывок и поливов с весенним потеплением и объединить климатический мониторинг с мониторингом засоления.

Tadqiqotning maqsadi Orolbo‘yi hududida 1982-2024-yillardagi iqlim o‘zgarishi trendlarini baholash va ularning tuproq sho‘rlanishi bilan bog‘liqligini aniqlashdan iborat. Nukus, Mo‘ynoq va Xiva nuqtalari bo‘yicha NASA POWER (MERRA-2) reanaliz ma’lumotlari asosida havo harorati, yog‘in miqdori, Thornthwaite usulidagi potensial bug‘lanish va qurg‘oqchillik indeksining trendlari Mann-Kendall testi va Sen qiyaligi bilan tahlil qilindi. Yog‘in qatoridagi anomal oylik qiymatlar statistik filtr orqali tozalandi. Natijalarga ko‘ra, yillik o‘rtacha haroratda statistik ahamiyatli trend kuzatilmadi, biroq bahorgi (mart-may) harorat uchala nuqtada ham har 10 yilda 0,42-0,49 °C ga ahamiyatli oshgan (p < 0,01). Pettitt testi 1996-yildan keyin o‘rtacha haroratning 0,54-0,61 °C ga siljishini ko‘rsatdi, biroq bu siljish statistik ahamiyatli emas. Yillik yog‘in har 10 yilda 6-14 mm ga ko‘paygan, potensial bug‘lanish esa 7-8 mm ga ortgan. Shunga qaramay, hudud qurg‘oqchil (arid) iqlim toifasida qolmoqda: yillik suv tanqisligi 755-855 mm ni tashkil etadi. Xorazm viloyatida sho‘rlanish og‘irligi qurg‘oqchillik indeksi bilan kuchli manfiy bog‘langan. Olingan natijalar sho‘r yuvish va sug‘orish muddatlarini bahorgi isishga moslashtirish, iqlim monitoringini sho‘rlanish monitoringi bilan birlashtirish zarurligini ko‘rsatadi.