Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Диагностика и моделирование климатических изменений в высоких широтах Мохов И.И., Семенов В.А., Елисеев. - презентация

1 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Диагностика и моделирование климатических изменений в высоких широтах Мохов И.И., Семенов В.А., Елисеев А.В., Аржанов М.М., Хон В.Ч., Чернокульский А.В., Денисов С.Н., Погарский Ф.А. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г.

2 Содержание Климатические изменения последних десятилетий: новые вопросы к динамике полярного климата Долгопериодные колебания климата в Северной Атлантике и Арктике – важный фактор глобальных климатических изменений Арктический ледовый покров в середине XX века в зимний период: являются ли современные изменения беспрецедентными? Облачность над Арктикой: неопределенность оценок Оценки эмиссий метана со дна океана в результате глобального потепления Тенденции изменения морского волнения в арктических морях при изменениях климата От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

3 Изменения среднегодовой температуры Северного полушария От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

4 Гл.: 0.23 СП: 0.31 Арк: 0.76 Гл.: 0.05 СП: 0.10 Aрк: 0.55 Пространственное распределение температурных трендов Почему в первое десятилетие XXI века не растет глобальная т-ра? Почему потепление в Арктике продолжается теми же темпами, а площадь морского льда продолжает сокращаться? От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

5 Лед Арктики и Антарктики Температура северных и южных внетропических широт Почему Южное полушарие нагревается в последние 40 лет медленнее Северного? Почему растет площадь морского льда в Антарктиде? Северное полушарие vs Южное полушарие От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

6 Холодные зимы XXI века Имеют ли усиленные изменения климата в Арктике отношение к участившимся аномальным погодным режимам над Евразией? Аномальные погодные явления Январь 2012: аномалия температуры, KЯнварь 2012: аномалия давления, г Па Каковы последствия климатических изменений в Арктике и каковы существуют ли обратные связи с глобальными климатическими изменениями? От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

7 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Долгопериодные колебания климата в Северной Атлантике и Арктике Моделирование воздействия ТПО и КМЛ на климатические изменения на территории России (Семенов, Мохов, Латиф, 2012, ФАО) Аномалии ТПО в СА (40-60°с.ш.)Изменения ТПО и КМЛ ( )-( ) Помимо экспериментов с изменением глобального поля ТПО и КМЛ, проводились эксперименты с изменениями только Арктического ледового покрова и ТПО только в Атлантическом секторе Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

8 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Долгопериодные колебания климата в Северной Атлантике и Арктике Эффект от уменьшения только ледового покрова в Арктике Уменьшение площади ледового покрова в атлантическом секторе Арктике зимой приводит к похолоданию над континентом и образованию антициклонической аномалии на южной границе Баренцева моря Зима 2012 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

9 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Долгопериодные колебания климата в Северной Атлантике и Арктике Эффект от уменьшения только ледового покрова в Арктике Уменьшение площади ледового покрова в атлантическом секторе Арктике зимой может приводить к увеличению вероятности аномально холодных зим. Изменения вероятности аномально холодных январей, % (меньше 1.5 стандартных отклонения) То же, но в экспериментах с измененными потоками тепла из океана в атмосферу Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

10 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Арктический ледовый покров в середине XX века Существует явное противоречие между изменениями туры и площади ледового покрова в период потепления середины XX века по данным HadISST1 Эксперименты с МОЦА с использованием данных HadISST1 позволяют оценить связь туры с площадью ледового покрова и оценить ее аномалию в середине XX века Semenov, Latif, 2012, TC Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

11 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Арктический ледовый покров в середине XX века Разница температуры над сушей по данным наблюдений и модельных экспериментов с использованием данных HadISST1 как граничных условий и оценка аномалии площади ледового покрова в зимний период (ноя-апр) 0.8 млн км 2 Отрицательная аномалия площади зимнего ледового покрова в Арктике во время потепления середины XX века сравнима с современными изменениями Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

12 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Облачность над Арктикой Количество облаков над всей Арктикой (Chernokulsky, Mokhov, 2012) Количество облаков над сушей Количество облаков над океаном Спутниковые данные Наземные наблюдения Данные реанализа Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

13 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Облачность над Арктикой Среднесезонные значения n над Арктикой Зима Лето Различные наблюдения за облачностью находятся в лучшем согласии летом (чем зимой) и над океаном (чем над сушей) Количество облаков над океаном Количество облаков над сушей Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

14 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Облачность над Арктикой Годовой ход общей облачности над Арктикой Годовой ход облачности над Арктикой находится в противофазе с годовым ходом площади морского льда согласно большинству наблюдений. Реанализы, в целом, такой годовой ход не воспроизводят. Только суша Только океан Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

15 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Оценки эмиссий метана со дна океана В ИФА им. А.М. Обухова РАН разработана модель процессов тепло- и влагопереноса, позволяющая рассчитывать характеристики термического и гидрологического режимов пород при различных сценариях изменения климата и адаптированная для моделирования донных отложений (Денисов, Аржанов, Елисеев, Мохов, 2011, ДАН) Модель позволяет рассчитывать изменения профиля температуры в осадочных породах шельфа, мощности субаквальных многолетнемерзлых пород и зоны стабильности гидратов метана С помощью модели были оценены возможные выбросы метана в XXI веке в связи с изменениями придонной температуры воды при учете антропогенного воздействия (антропогенный сценарии SRES A2) Использовались данные двух глобальных климатических моделей климата: ИВМ РАН и GFDL Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

16 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Оценки эмиссий метана со дна океана GFDLИВМ РАН Разложение м 3 и м 3 гидратов Выброс метана м 3 (60 ГтС) и м 3 (35 ГтС) 600 МтС/год и 350 МтС/год ~ 5%-10% от уровня современных эмиссий метана (500МтС/год) Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

17 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Тенденции изменения морского волнения в арктических морях Анализ ледовых и ветра-волновых условий в Актике в 21 веке по расчетам с региональной арктической моделью HIRHAM-NAOSIM (Хон и др., 2012) Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Вероятность (%) потенциально судоходных лет с благоприятными навигационных условиями для конца 20 века и к середине 21 века по расчетам с региональной арктической моделью HIRHAM-NAOSIM Критерий для благоприятных навигационных условий – сплоченность льда менее 60%. Условие для потенциально судоходного года – благоприятные навигационные условия не менее 3 мес. СМП считается экономически привлекательным если вероятность потенциально судоходных лет более 50%

18 От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Тенденции изменения морского волнения в арктических морях Спектральная модель морского волнения 3-го поколения (WAVEWATCH3) для анализа волновой активности в 21 веке (Хон и др., 2012) Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Изменения повторяемости дней со значительной высотой волны Hs>2 м к середине 21 века (сценарий SRES-A1B) Повторяемость дней с открытой водой к середине 21 века Повторяемость дней с ветрам W>8 м/с к середине 21 века

19 Спасибо! От Международного полярного года к Международной полярной инициативе, Сочи, 8-10 октября 2012 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН