УДК 551.58
РЕЗУЛЬТАТЫ РОССИЙСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КЛИМАТА
В 2007-2010 гг.
© 2013 г. И. И. Мохов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 3
E-mail: mokhov@ifaran.ru Поступила в редакцию 28.09.2012 г.
Представлены результаты российских климатических исследований 2007—2010 гг. на основе обзора, подготовленного для Национального отчета по метеорологии и атмосферным наукам к XXV Генеральной ассамблее Международного геодезического и геофизического союза (г. Мельбурн, 28 июня—7 июля 2011 г.). Обсуждаются особенности климатических аномалий в российских регионах в контексте общих тенденций глобальных и региональных изменений климата и его колебаний на основе данных наблюдений и реанализа и модельных расчетов в сопоставлении с палеоре-конструкциями.
Ключевые слова: климат, изменения, диагностика, моделирование, естественные факторы, антропогенные факторы.
Б01: 10.7868/80002351513010069
ВВЕДЕНИЕ
Первое десятилетие XXI века по данным Всемирной метеорологической организации (http://www.wmo.int/) было самым теплым десятилетием с середины XIX века. При этом средняя глобальная приповерхностная температура в 2001-2010 гг. была на 0.46°С больше, чем в 1961— 1990 гг., и на 0.21°С больше, чем для предыдущего десятилетия 1991—2000 гг. В свою очередь, последнее десятилетие XX века было теплее предыдущих десятилетий (на 0.13°С больше, чем в 1981—1990 гг., и на 0.30°С больше, чем в 1971— 1980 гг.). С глобальными связаны региональные климатические изменения и аномалии.
В России, как северной стране, потепление идет существенно быстрее, чем для Земли в целом. По данным Росгидромета (http://www.meteorf.ru) тренд среднегодовой приповерхностной температуры для России в целом в 1976—2010 гг. был равен 0.44°С/10 лет. Столь быстрое общее потепление в России происходит на фоне значительной межгодовой изменчивости — с линейным трендом связано 34% дисперсии приповерхностной температуры. Тренд среднегодовой приповерхностной температуры по данным Росгидромета для периода 1976—2010 гг. положителен для всех регионов России с наиболее быстрым потеплением в европейской части (0.56°С/10 лет), в восточной Сибири (0.51°С/10 лет), а также в северной полярной
области — полярнее 60° N (0.53°С/10 лет). Тренды среднесезонной температуры у поверхности в российских регионах в последние десятилетия достигают и даже превышают 1°С/10 лет.
В данном обзоре представлены результаты российских исследований в 2007—2010 гг. в области климата и его изменений. Обзор подготовлен в Комиссии по климату Национального геофизического комитета для Национального отчета по метеорологии и атмосферным наукам к XXV Генеральной ассамблее Международного геодезического и геофизического союза в г. Мельбурн 28 июня—7 июля 2011 г. (http://ngc.gcras.ru/documents/ 1АМА8_Шйопа1_Яеро11_Яийа_2007—2010.рд1) [1, 2]. Предыдущий аналогичный обзор климатических исследований в 2003—2006 гг. с участием российских ученых был опубликован в [3, 4].
Существенная часть основных результатов российских исследований за последние годы в области изменений климата и их последствий для России представлена в [5—284]. Важным событием последних лет стал шестой Всероссийский метеорологический съезд в Санкт-Петербурге в октябре 2009 г. — через 38 лет после предыдущего съезда [17]. С 2009 г. информация о климатических исследованиях в России регулярно публикуется в ежемесячном бюллетене "Изменение климата" (http://meteorf.ru).
КЛИМАТ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ, РЕАНАЛИЗА И ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЙ
В последние годы отмечены значимые погодные и климатические аномалии, в том числе в России [5—284]. Проявляется тенденция общего увеличения числа и интенсивности региональных гидрометеорологических аномалий на фоне глобальных климатических изменений. Это характерно, в частности, для российских регионов. Согласно данным Росгидромета (http://www.meteorf.ru) количество опасных гидрометеорологических явлений с существенным экономическим и социальным ущербом в последние пять лет (2006—2010 гг.) и в предыдущие пять лет (2001—2005 гг.) было соответственно в 2.3 и 1.6 раза больше в России, чем для более раннего пятилетнего периода 1996—2000 гг. Наибольшее число таких явлений было в 2010 г. Особенно экстремальным было лето 2010 г. в европейской части России (см., напр., (Ы*р:/Дагап. га/8с1епсе/8ет1пагз/8иттег2010.html)). Экстремальная тепловая волна летом 2010 г. была связана с формированием мощного блокирующего антициклона с общей длительностью около двух месяцев. Экстремальные погодные и климатические аномалии, связанные с блокинговой активностью в атмосфере, отмечались в российских регионах в последние годы также зимой (зимой 2009— 2010 гг., в частности).
Значительные аномалии и изменения климата в последние десятилетия отмечены в высоких широтах Северного полушария [6, 10, 18, 23, 28, 29, 35, 36, 38—51]. Повышение приповерхностной температуры сопровождается быстрым сокращением площади морских льдов в Арктическом бассейне (http://www.meteorf.ru). По спутниковым данным (http://nsidc.org/) площадь распространения морских льдов в Арктике в сентябре уменьшалась в 1978—2011 гг. за десятилетие на 12% (более 80 000 км2 в год) от ее средней величины в 1979—2000 гг. (7 млн. км2). При сохранении этой тенденции морской лед в Арктическом бассейне может исчезать в сентябре уже через шесть десятков лет — в начале 2070-х. При этом согласно [52] наблюдения в Арктике не подтверждают ослабление термохалинной циркуляции в Северной Атлантике.
Особое значение имеют связанные с вариациями климата изменения углеродного цикла, включая цикл метана, в Арктике [43—50]. Обмен углекислым газом между атмосферой и океаном в арктическом бассейне зависит от режима морских льдов. В [48] оценена годовая эмиссия СО2 в связи с образованием морского льда в Северном Ледовитом океане.
Существенный вклад в изменчивость климата связан с различными циклическими процессами в климатической системе на разных простран-
ственно-временньгх масштабах. Наряду с регулярными циклами, от суточного хода до орбитальных циклов Миланковича, заметный вклад связан с различными квазициклическими процессами и явлениями типа квазидвухлетней цикличности (КДЦ), Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК) и Атлантической экваториальной моды (АЭМ), Северо-Атлантического (САК) и Арктического (АК) колебаний, Атлантической долгопериодной осцилляции, циклами солнечной активности и другими [41, 53—58, 84, 100, 101, 107, 108]. Согласно [41], например, в многолетних изменениях площади распространения морского льда в арктических морях проявляются циклы с периодами около 10, 20 и 50—60 лет.
Важное значение, в частности для российских регионов, имеют оценки тенденций изменения режимов вечной мерзлоты в связи с отмеченными тенденциями температурных изменений [33, 59—63, 87—90]. Согласно [33] для российской криолитозо-ны современные региональные тренды повышения среднегодовой температуры грунтов за последние четыре десятилетия находятся в диапазоне 0.022— 0.034 К/год (см. также [59]). В целом эти тренды меньше, чем для приповерхностной температуры. При этом для 10% площади российской криолито-зоны характерно сильное проявление геокриологических опасностей, примерно на 2/3 территории (65%) отмечается умеренная геокриологическая опасность, а на остальной площади (1/4) проявление геокриологических опасностей слабое.
Необходимо развитие исследований, связанных с построением на основе данных и моделей параметризаций климатических процессов и функциональных взаимосвязей. Так, например, в [64] с использованием локальных измерений потоков углекислого газа в рамках глобальной сети FLUXNET предложены линейные регрессионные модели для оценки углеродного баланса бо-реальных лесов. Оценки углеродного баланса российских бореальных лесов имеют не только научное, но и важное прикладное значение.
Все более широко в климатических исследованиях используются спутниковые данные [55, 65]. В [55], например, по данным спутниковых (TOMS) измерений проведен анализ изменений характеристик годового хода общего содержания озона (ОСО) в сопоставлении с данными наземных измерений. При этом по спутниковым данным выявлены синхронные с 11-летним циклом солнечной активности вариации фаз годового хода ОСО в средних широтах. По данным наземных измерений ОСО отмечены два характерных типа квазидесятилетних вариаций фазы годовой гармоники ОСО: в фазе и в противофазе с вариациями солнечной активности. Противофазные изменения отмечены в высоких широтах Северо-Атлантического региона и в тропическом поясе, а
софазные — в средних и субтропических широтах обоих полушарий. Для ОСО выявлены также соответствующие вариации амплитуды годового хода и среднегодового содержания (обычно в фазе с циклом солнечной активности).
Значительная неопределенность при оценке климатических изменений связана с облаками [14]. В [65] проведен сравнительный анализ характеристик глобального поля облачности по различным современным спутниковым данным (ISCCP D2, UW HIRS, Patmos-x, MODIS Terra, MODIS Aqua) в сопоставлении с наземными данными (EECRA, CRU, ICOADS) для облачного покрова Земли за последние десятилетия. По данным спутниковых и наземных наблюдений доля покрытия облаками Земли составляет около двух третей (0.66 ± 0.02), достигая по отдельным данным 0.75. Доля покрытия облаками суши в целом по спутниковым и наземным данным находится в диапазоне от 0.49 до 0.58 (по отдельным данным до 0.69). Доля покрытия облаками Мирового океана выше: в среднем по спутниковым данным и данным судовых наблюдений облаками закрыто 0.69 ± 0.03 поверхности океана (до 0.77 по отдельным данным). Наибольшее различие данных отмечено в высоких широтах, главным образом в зимнее время. Наряду с данными спутниковых и наземных наблюдений использовались также различные данные реанализа (ERA-40, ERA-Interim, NCEP/NCAR, NCEP/DOE, JRA-25). В целом доля покрытия облаками Земли по данным реанализа меньше, чем по данным наблюдений, и находится в диапазоне от 0.51 до 0.64.
Широко используются в исследованиях современного глобального и регионального климата дан
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.