ИЗВЕСТИЯ РАИ. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА, 2009, том 45, № 2, с. 180-192
УДК 551.58
РОССИЙСКИЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В 2003-2006 гг.
© 2009 г. И. И. Мохов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 3 E-mail: mokhov@ifaran.ru Поступила в редакцию 15.01.2008 г.
Представлены результаты российских исследований в области климата и его изменений для Национального отчета по метеорологии и атмосферным наукам к XXIV Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (г. Перуджа, 2-13 июля 2007 г.)
ВВЕДЕНИЕ
В данной публикации сделан обзор результатов российских исследований в 2003-2006 гг. в области климата и его изменений, подготовленный в Комиссии по климату Национального геофизического комитета (НГК, см. http://ngc.gcras.ru/) для Национального отчета по метеорологии и атмосферным наукам к XXIV Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (International Union of Geodesy and Geophysics - IuGg, см. http://www.iugg.org/) в г. Перуджа (Италия) 213 июля 2007 г. (Russian National Report, 2007). Предыдущий аналогичный обзор климатических исследований, выполненных в 1999-2002 гг. с участием российских ученых, был сделан в работах (Мохов, 2004; Mokhov, 2003). Существенная часть ключевых результатов российских климатических исследований за последующие годы в области климатических изменений и оценки их последствий для России была представлена в публикациях (Всемирная конференция по изменению климата, 2004; Результаты исследований изменений климата..., 2005; Материалы к стратегическому прогнозу изменений климата. , 2005; Возможности предотвращения изменений климата., 2006; Climate Change, 2007a, b, c; NEESPI, 2004).
Проблема изменений климата - одна из ключевых глобальных проблем XXI века. За последнее столетие глобальная приповерхностная температура выросла на 3/4 градуса. Существенно, что проявляется ускорение глобального потепления. Так, за последние полтора века в целом теплело со скоростью менее 0.05 К за десятилетие, за последние полвека - со скоростью 0.13 К за десятилетие, за последние четверть века - со скоростью 0.18 К за десятилетие (Climate Change, 2007a). Сейчас скорость глобального среднегодового потепления около 0.2 К за десятилетие или 2 К в пересчете на столетие - в 3 раза больше, чем для XX века в целом. В России, как северной стране, потепление идет существенно быстрее. В отдельных российских реги-
онах, в частности в Сибири, скорость увеличения среднегодовой температуры превышает глобальную более, чем в 4 раза (до и более 0.8 К за десятилетие). Следует отметить, что последний 2007 г. был самым теплым в России по данным с 1891 г. (http://www.meteorf.ru). Более того, он был самым теплым над сушей Северного полушария по данным с середины XIX века. Глобально 2007 г. стал седьмым по аномальности, а для Северного полушария - третьим (http://www.cru.uea.ac.uk/). Среди характерных последствий глобального потепления, существенных для России, можно назвать следующие: увеличение приповерхностной температуры (особенно в холодное время года); изменение режимов осадков, снежного покрова, влагосодержания почвы и речного стока; уменьшение площади морских льдов в Арктике; изменение режимов вечной мерзлоты, циклонов и антициклонов в средних и полярных широтах, засух и пожаров. Следует отметить, что общее потепление не только не исключает экстремальных отрицательных температурных аномалий на региональном уровне (как, например, зимой в начале 2006 г. в России), но может даже способствовать их усилению. Об этом свидетельствуют результаты анализа модельных расчетов в сопоставлении с данными наблюдений для атмосферных блокингов, с которыми связаны экстремальные морозы и засухи летом. Современная скорость глобального потепления в целом соответствует ранее сделанным модельным оценкам при антропогенных сценариях с увеличением эмиссии в атмосферу углекислого газа, метана и других парниковых газов и аэрозоля. При этом в последние годы проявилось, что изменения отдельных климатических характеристик происходят даже быстрее, чем согласно модельным оценкам при антропогенных сценариях, еще недавно казавшимся излишне катастрофическими. Это касается, например, распространения морских льдов в Арктическом бассейне. Уменьшение площади морского льда в Арктическом бассейне в сентябре (с минимумом площа-
ди арктического морского льда в годовом ходе) по спутниковым данным с 1979 г. по 2007 г. характеризуется скоростью около 10% за 10 лет (более 70000 км2 в год). В сентябре 2007 г. общая площадь морских льдов в Арктике была немногим больше 4 млн. км2, тогда как в конце 1970-х и начале 1980-х не была меньше 7 млн км2 (http://nsidc.org).
КЛИМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ, РЕАНАЛИЗА И ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЙ
Традиционно большое и важное место в российских климатических исследованиях занимают эмпирические и полуэмпирические исследования для широкого спектра временных масштабов: от сотен тысяч и миллионов лет (Борзенкова, 2003; Величко и др., 2004; Добрецов и др., 2003; Кузьмин, Ярмо-люк, 2006; Липенков и др., 2003) на основе данных палеореконструкций, а для климатов последних тысячелетий (Ваганов, Шиятов, 2005; Клименко, Слепцов, 2004; МоЬе^ й а1., 2005, 2006) и с использованием исторических данных, до анализа изменений в течение последних двух столетий и особенно для последних десятилетий с использованием данных инструментальных наблюдений, включая спутниковые (Алексеев, 2004; Анисимов, Белолуцкая, 2003; Верещагин и др., 2004; Головко и др., 2003; Груза, Ранькова, 2004; Груза и др., 2005; Даценко и др., 2004; Ефимова и др., 2004; Китаев и др., 2004; Ма-хоткина и др., 2005; Мирвис, Гусева, 2006; Павлова и др., 2004; Переведенцев и др., 2004; Современные глобальные изменения природной среды, 2006; вго-isman et а1., 2005, 2006; Шуакоу et а1., 2003). Подобный акцент связан, в частности, с большой протяженностью российской территории с различными климатическими режимами, от субтропических до полярных, и разными тенденциями их изменений в различных регионах.
Существенно расширился в последние годы диапазон исследований с использованием различных методов палеореконструкций климатических изменений в прошлом. Следует отметить результаты, полученные в рамках программы бурения на оз. Байкал с анализом кернов донных отложений в течение последних десяти млн. лет (Кузьмин, Ярмо-люк, 2006; Прокопенко и др., 2003). Особое значение имеет диагностика причинно-следственных связей климатических характеристик, в первую очередь температурного режима, и содержания в атмосфере радиационно-активных компонентов, включая углекислый газ и метан, а также морского и континентального аэрозоля. Такие исследования с использованием разных методов выполнены по палеореконструкциям для разных временных интервалов (в том числе для циклов Миланковича с характерными периодами изменения параметров орбиты Земли вокруг Солнца около 100, 40 и
20 тыс. лет) для последних 420 тыс. лет с использованием данных для антарктической станции Восток (Липенков и др., 2003) и других данных (Борзенкова, 2003; Вакуленко и др., 2004; Монин, Сонечкин, 2005; Мохов, Безверхний, Карпенко, 2003; Мохов, Безверхний, Карпенко, 2005). В целом, как отмечалось и ранее, изменения температуры опережают изменения углекислого газа и метана (характерное запаздывание порядка 500-1000 лет), однако для последних 100 тыс. лет кроссвейвлетный анализ выявляет более неопределенную динамику взаимных изменений температурных и парниковых газов (Мохов, Безверхний, Карпенко, 2003). Отмечены режимы, когда вариации метана опережали изменения температуры и концентрации углекислого газа (Мохов, Безверхний, Карпенко, 2005). Результаты анализа палеореконструкций с общим запаздыванием содержания углекислого газа в атмосфере относительно температурного режима часто используются в качестве аргумента несостоятельности теории парникового эффекта. Однако первое не исключает последнего. В монографии (Большаков, 2003) сделан обзор и проведен анализ различных концепций, связанных с орбитальной теорией па-леоклиматических циклов.
Различные методы используются для климатических палеореконструкций последних тысячелетий и их анализа (Ваганов, Шиятов, 2005; Даценко, Иващенко, 2006; Дмитриев, Чавро, 2005, 2006; Клименко, 2004; Клименко, Слепцов, 2004; Фортус, 2006; Moberg et al., 2005, 2006). Так, например, анализ, проведенный в работе (Фортус, 2006), подтверждает, что древесно-кольцевые хронологии содержат климатические сигналы с характерными временами до нескольких десятков лет, а вековые и сверхвековые изменения заметно искажаются. В последние годы активно обсуждалась проблема "хоккейной клюшки" ("hockey stick"), называемой так в соответствии с видом реконструкций изменений приповерхностной температуры для последнего тысячелетия (Climate Change, 2001; Climate Change, 2007).
Более надежно оцениваются климатические изменения с использованием данных инструментальных наблюдений для последних полутора столетий и особенно для последних десятилетий (Горбаренко и др., 2006; Груза, Ранькова, 2003; Ипполитов и др., 2004; Мещерская и др., 2006; Павлова, Малкова, 2005; Стерин, 2004; Хан и др., 2003). В работе (Груза, Ранькова, 2003) отмечены беспрецедентные положительные аномалии приповерхностной температуры в последние десятилетия для территории России по данным метеонаблюдений с конца XIX века. Анисимов, Белолуцкая (2003) обсуждают проблему оценки возможных изменений климата на основе анализа эмпирических данных. Значимые изменения выявлены для экстремальных режимов (Груза, Ранькова, 2004; Шмакин, Попова, 2006; Groisman et al., 2005; Zolina et al. 2004). Так, напри-
мер, в последние десятилетия отмечено значимое увеличение частоты экстремально сильных осадков в средних широтах северного полушария, в том числе для российских регионов (Groisman et al., 2005).
В монографии (Золотокрылин, 2005) проведен анализ эффектов климатического опустынивания в последние десятилетия XX века. Голубятников, Денисенко (2006) провели анализ широко используемого вегетационного инде
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.