Профессор РАН о сложности и необходимости освоения Арктики и Антарктики

Исследователи полярных территорий говорят о том, что климат стремительно меняется, льды тают практически на глазах. Однако проблема не только в том, что их становится все меньше, но и в том, что они меняют свой состав и структуру. Оказывается, «молодые льды» могут ускорить потепление климата. Получается замкнутый круг. Несмотря на все эти сложности и опасности, осваивать Арктику и Антарктику необходимо. Как это сделать в изменяющихся природных и географических условиях, чтобы не нанести вреда человеку и природе? Об этом — наш разговор c Александром Макаровым, директором Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), доктором географических наук, профессором РАН.

— Александр, когда и с какими целями создавался ваш институт, какие задачи решал?

— Арктический и антарктический научно-исследовательский институт — преемник Северной научно-промысловой экспедиции при Высшем совете народного хозяйства. Ее создали 4 марта 1920 года для освоения Северного морского пути и прилегающих к нему районов. Помимо обеспечения запросов народного хозяйства российского Крайнего Севера, экспедиция вела геологические изыскания, координировала исследования, проводимые севернее 60-й параллели другими организациями. Начиная с 1920 года полярники на регулярной основе работали в Арктике.

В 1925 году экспедиция была преобразована в Научно-исследовательский институт по изучению Севера, который развивает океанографические, метеорологические, геофизические и географические исследования. В 1929 году на Земле Франца-Иосифа создана самая северная в мире геофизическая обсерватория. В 1930 году НИИ сменил название на Всесоюзный арктический институт и получил статус центрального и руководящего научно-исследовательского центра по всестороннему изучению полярных стран. В 1938 году изменилась структура института — выделены четыре ведущих отдела: ледовый, океанологии, метеорологии и геофизики. Приоритетной задачей стало гидрометеорологическое обслуживание мореплавания по Северному морскому пути. Снова изменилось название — Арктический научно-исследовательский институт.

— Интересно, сколько всего за эти годы прошло полярных экспедиций?

— Более чем за сто лет своей работы институт организовал свыше тысячи арктических экспедиций и 67 экспедиций в Антарктиду. В 1994 году он получил статус государственного научного центра Российской Федерации.

Экспедиции — это тяжелый, но очень важный с научной точки зрения труд. Например, в Антарктике в районе станции Восток сделано одно из важнейших открытий XXI века — в феврале 2012 года специалисты ААНИИ и Горного института пробурили скважину глубиной почти 3800 м и достигли подледникового озера. Получен уникальный керн льда из придонных слоев ледника и образцы замерзшей воды. В результате получены научные данные мирового значения.

Сегодня это ведущий мировой центр по исследованию полярных областей. Он проводит весь цикл работ в высоких широтах в интересах Российской Федерации и коммерческих компаний: от полевых исследований и обработки данных до составления карт и прогнозов. Более ста лет научные подразделения ААНИИ занимаются фундаментальными и прикладными исследованиями климата, процессов в атмосфере, ближнем космосе, морской среде и ледяном покрове. Также институт выступает государственным оператором для организации и осуществления деятельности в Антарктике.

— Какие новые вызовы встали перед институтом сейчас?

— Одна из основных задач нашего НИИ — обеспечение гидрометеорологической безопасности судоходства по Северному морскому пути. В ближайшее время институт должен обеспечить качественными и своевременными прогнозами круглогодичную навигацию не только с востока на запад, но и с запада на восток, чего ранее никогда не делалось.

Глобальное потепление климата приведет к увеличению опасных ледовых явлений на трассе Севморпути.

В этой связи институт проводит большую работу для повышения точности и оперативности предоставляемых прогнозов.

— Насколько серьезен этот процесс потепления? На сей счет до сих пор ведутся споры в ученом мире…

— Он более чем серьезен. За последние полвека произошли колоссальные изменения ледяного покрова, площадь которого каждое десятилетие уменьшается примерно на 13,5%. В летний период площадь льда сократилась на 2,7 млн кв. км, что сравнимо с Гренландией. Зимой эта цифра составила 800 тыс. кв. км. Все меньше так называемого древнего льда толщиной более 3 м — теперь в среднем толщина льда не превышает 2 м. Вместе с тем лед стал формироваться гораздо быстрее — всего за несколько недель. В результате количество опасных ледовых явлений год от года только увеличивается. Задача института — четко и оперативно прогнозировать эти изменения и предупреждать о возникновении опасных явлений на трассе Севморпути.

— Какие проекты и разработки помогают решать эти задачи?

— Ключевой проект в Антарктиде сегодня — это строительство нового комплекса на станции Восток. Она основана в 1957 году, и сейчас это единственная российская внутриконтинентальная антарктическая станция. Действующий зимовочный комплекс построен еще в 1970-х годах, и бытовые условия в нем весьма скромные.

Кроме того, постройки уже полностью занесены снегом, полярники живут и работают практически внутри антарктического ледника — им приходится прокапывать проходы в снегу между сооружениями.

Новый модульный зимовочный комплекс по размерам сопоставим с пятиэтажным домом на пять парадных…

— Сразу видно, что мы общаемся с петербуржцем…

— Это неистребимо. В пяти модулях предусмотрены служебные и жилые помещения, медицинский блок с операционной, стоматологическим и рентген-кабинетом, барокамерой, кают-компания с бильярдом и кинозалом, спортзал и сауна. Общая площадь помещений составит почти 2 тыс. кв. м. Станция размещена на 36 опорах высотой 3 м — это убережет ее от занесения снегом на многие годы.

Проектом предусмотрены самые современные технические решения, в том числе в части энергосбережения, а все системы будут иметь двойное или тройное резервирование. Запаса топлива и продуктов хватит на два года. На новой станции будут проживать и работать 15 человек во время зимовки и 35 человек в сезон.

В прошлом году началось активное строительство нового комплекса. Для этого ААНИИ в рамках 67-й Антарктической экспедиции провел беспрецедентную по масштабам и сложности операцию по доставке всего необходимого для стройки в центр Антарктиды. Сначала грузы судами доставляли на прибрежную станцию «Прогресс», а потом санно-гусеничными походами, которые проходили около 1500 км только в одну сторону, до станции Восток. За сезон выполнили 13 таких походов.

— Все-таки труд полярников — это что-то героическое!

— Вы правы! Но хотелось бы поменьше героизма. И новый комплекс позволит в безопасных и комфортных условиях продолжать работы и начинать новые исследования. Первые модули планируем запустить уже до конца этого года. Это позволит вести внутренние работы зимой, что ускорит строительство. В ближайшем сезоне продолжим завозить новые модули и начнем их сборку. Работы идут по графику, и ввод всей станции в эксплуатацию должен состояться в конце 2024 года.

— Знаю, в институте уже много лет ведется работа по изучению ледяных покровов…

— В том числе ледовых нагрузок на суда. Одна из первых успешных операций такого рода — в 1953 году, когда институт организовал экспедицию по спасению из ледового плена сотен судов на реке Лене. А в 1955 году в институте создан первый в мире ледовый опытовый бассейн, в котором исследуются ледовые нагрузки на сооружения и корпуса судов.

Кроме того, наш институт становится центром создания Национальной системы мониторинга многолетней мерзлоты.

Две трети территории РФ, а это более 11 млн кв. км, составляет многолетняя мерзлота. Это огромная площадь. Ученые немало знают о том, как протекают процессы в криолитозоне. Но с учетом климатических изменений этих данных уже недостаточно.

Многолетнемерзлые породы неоднородны и изменчивы, их состояние зависит от температуры, атмосферных осадков, растительности. Но при этом мерзлота влияет на береговую линию, рельеф, а также способна усугубить глобальное потепление.

— Каким образом?

— В таких грунтах содержится вдвое больше углерода, чем во всей атмосфере планеты, который высвободится при таянии вечной мерзлоты. Сегодня многолетнемерзлые грунты служат основанием для множества зданий и инфраструктурных сооружений, линейных объектов, таких как газо- и нефтепроводы. Все эти объекты могут пострадать при таянии мерзлоты, что может нанести значительный экономический и экологический ущерб, не говоря уж об опасности для жизни людей.

Наблюдения специалистов Арктического и антарктического НИИ доказали, что на бoльшей части арктической зоны РФ мерзлота разрушается, за 20–30 лет ее температура увеличилась на 0,5–2 °C. Во многих районах мерзлота протаивает все глубже, ее толщина сокращается, как и площадь распространения. А рост осадков из-за глобального потепления только ускорит этот процесс.

— А что будет представлять собой ваша система мониторинга и что она даст?

— Базовым элементом создаваемой системы станут 140 пунктов мониторинга, которые разместят на базе функционирующих гидрометеорологических станций и обсерваторий Росгидромета. На них будут обустроены скважины глубиной до 30 м для автоматических измерений температуры мерзлоты на разных горизонтах.

Также в институте появится и Центр мониторинга, который будет собирать, обрабатывать и анализировать данные. На их основании специалисты ААНИИ подготовят обзоры, а также оценят возможные последствия изменений в многолетнемерзлых породах для окружающей среды и социально-экономической сферы, которые предоставят в органы власти и заинтересованным организациям.

Наши сотрудники уже начали инспекцию первых арктических метеостанций, чтобы со следующего года приступить к созданию пунктов наблюдения.

В этом году мы сможем обследовать около 40 таких пунктов. Комплексная система наблюдений на всей территории России должна заработать в 2025 году.

Система позволит быстро получить важные данные о том, где изменения наиболее критичны, где необходимы более детальные исследования. Территории, вызывающие беспокойство, должны будут обследоваться более тщательно.

— А что такое система «Север»?

— Это автоматизированная ледово-информационная система, созданная ААНИИ в 1980-х годах для мониторинга гидрометеорологической и ледовой обстановки и обеспечения арктических морских перевозок. Она обеспечивает безопасность и эффективность морских операций в Арктике. Система основана на спутниковом мониторинге гидрометеорологической информации, обработкой которой занимается специальный информационно-аналитический центр ААНИИ.

Среди ее задач круглогодичный мониторинг ледовых и гидрометеорологических условий в Северном Ледовитом океане, в замерзающих морях умеренных широт и в Южном океане. А также обеспечение обработанными данными, экспертными оценками, расчетами и прогнозами, другой оперативной и прогностической информацией научно-исследовательских учреждений, министерств и ведомств, администрации Севморпути, пароходств, штабов морских операций, ледоколов и судов. На основе этих данных, например, готовят ледовые карты, прогнозы и навигационные рекомендации.

До конца 1990-х годов практически вся информация центра «Север» готовилась в бумажном виде, а данные получались преимущественно с помощью авиации. В 2004–2006 годах проведена глубокая модернизация, созданы основные аппаратно-программные средства. Авиаразведку заменили данные со спутников, хотя наблюдения с гидрометеорологических станций и судов используются как вспомогательные. Ключевым элементом системы стал программный комплекс «Автоматизированная система диспетчеризации и управления технологическими процессами». Он не только поддерживает связь между элементами системы, обеспечивает прием и обработку поступающих данных, но и оповещает внешних и внутренних пользователей о подготовленной для них информации.

Модернизация «Севера» должна увеличить точность метеорологических, ледовых и гидрологических прогнозов, а также повысить степень автоматизации. Старая система уже не способна обобщать быстро растущие объемы первичной информации и обрабатывать их в реальном времени.

— Слышала об уникальной ледостойкой платформе «Северный полюс», которая недавно вошла в состав вашего флота. Что это такое и чем отличается от традиционных станций и судов?

— Для первой полярной экспедиции норвежский исследователь Фритьоф Нансен в 1893 году построил специальное деревянное судно «Фрам» («Вперед»), которое дрейфовало вместе со льдами три года. Первой научно-исследовательской станцией, дрейфующей именно на льду, стала экспедиция Сторкера Сторкерсона, которая началась в апреле 1918 года и завершилась в октябре того же года.

Уже в начале прошлого века ученые поняли, что необходимо непрерывное детальное изучение Арктики и отдельные посещения полюса не могут обеспечить систематических наблюдений за льдами и погодой в высоких широтах, без которых было не обойтись ни тогда, ни сейчас. Проведение стационарных наблюдений с помощью дрейфующих станций советские ученые обсуждали уже в 1929 году.

А первая такая станция появилась в рамках Высокоширотной воздушной экспедиции, которая началась 21 мая 1937 года. Тогда на станции остались четверо полярников во главе с Иваном Папаниным. Станция просуществовала 274 дня, но из-за разрушения льдины потребовалась экстренная эвакуация полярников.

— Известная страница в нашей полярной истории…

— Именно так. С 1954 года и до 1991 года в Северном Ледовитом океане постоянно работали одна или несколько советских дрейфующих станций. Они могли существовать автономно около полугода, но потом требовалось снабжать их свежими продуктами, производить замену личного состава.

Кроме того, разрушения льдин, где находились станции, участились. По этой причине в 2013 году пришлось досрочно завершить работу дрейфующей станции «Северный полюс-40».

Динамические процессы в ледяном покрове стали гораздо более интенсивными, вероятность разломов льдин крайне увеличилась. С 2000-х годов не удалось организовать на льдах ни одной станции, которая бы проработала более года — с 2003 по 2010 год пришлось эвакуировать пять. А затем просто не получалось найти подходящую и прочную льдину. Даже сезонную дрейфующую станцию, которая проработала всего четыре месяца, в 2015 году пришлось досрочно свернуть. Эта обстановка стала одним из основных факторов в решении о постройке ледостойкой самодвижущейся платформы (ЛСП).

— Правильно ли я понимаю, что этой платформе ничего не страшно?

— Корпус судна может выдерживать довольно серьезные нагрузки на сжатие. Над этим долго трудились наши специалисты. Также платформа позволит существенно сократить расходы на организацию экспедиций, а жизнь и работа ученых станут гораздо комфортнее, не говоря уже о безопасности. При подготовке технического задания для строительства этого судна в Арктическом и антарктическом НИИ обобщили наш уникальный опыт проведения исследований и эвакуации дрейфующих полярных станций. Конструкция платформы оптимальна для долговременного базирования научно-исследовательских лабораторий и проведения очень широкого спектра работ при минимальной строительной и эксплуатационной стоимости.

Ледостойкая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» позволит вести круглогодичные исследования в высоких широтах Северного Ледовитого океана. Она спроектирована так, чтобы совершать длительные дрейфы в ледяных массивах. Запасов продуктов хватит на год, а топлива на два.

При этом прибывать к месту дрейфа и возвращаться назад она будет своим ходом.

— А как она будет выглядеть?

— Судно имеет уникальную форму корпуса, выбранную после многочисленных испытаний в ледовом бассейне ААНИИ. Корпус устойчив к сжатию льдов, но при этом позволяет разместить максимум оборудования и припасов.

На платформе оборудуется 15 лабораторий, вертолетная площадка для тяжелых вертолетов типа Ми-8АМТ. На этом судне в безопасности и с комфортом будут работать и проживать 14 членов экипажа и 34 научных сотрудника. Также платформа позволяет организовать временные лаборатории и лагеря прямо на льду. Часть исследований можно начать проводить непосредственно в Арктике в научных лабораториях на борту судна. Но самое важное — ЛСП станет для полярников уютным и безопасным домом.

— Знаю, испытания платформы уже прошли в Финском заливе. Не было ли каких-то неожиданностей?

— Первые ходовые испытания прошли в мае, и они были успешными. В июне были контрольные ходовые испытания. Была протестирована работоспособность вертолетного комплекса, отработана посадка на борт. В свой первый рейс в Центральную Арктику судно отправится в середине сентября 2022 года. Экспедиция «Северный полюс-41» на борту нового научно-исследовательского судна «Северный полюс» продолжит легендарную программу отечественных дрейфующих полярных станций.

 

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/5479075

 

Ожидается, что в ближайшие десятилетия пространственная структура антропогенного аэрозоля резко изменится, и глобальный состав аэрозоля станет относительно более поглощающим. Тем не менее, климатическому воздействию этой изменяющейся пространственной структуры уделялось относительно мало внимания, в частности его воздействию на глобальное среднее эффективное радиационное воздействие. Здесь, используя модельные эксперименты, авторы показали, что эффективное радиационное воздействие поглощающих аэрозолей сильно варьируется в зависимости от их местоположения, что обусловлено быстрой корректировкой облаков и циркуляции. Эти эксперименты генерируют положительное эффективное радиационное воздействие в ответ на аэрозольное поглощение в средних широтах и ​​большинстве тропических регионов, а также сильную «горячую точку» отрицательного эффективного радиационного воздействия в ответ на аэрозольное поглощение над тропической западной частью Тихого океана. Кроме того, эти разнообразные реакции могут быть надёжно связаны с изменениями в атмосферной динамике и подчёркивают важность «эффекта аэрозольной структуры» для переходного воздействия регионального аэрозоля от сжигания биомассы.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01415-4

 

Облака регулируют поверхностный энергетический баланс Гренландского ледяного щита за счёт конкурирующих эффектов затенения коротковолнового и улавливания длинноволнового излучения. Однако относительная важность этих эффектов в пределах узкой зоны абляции Гренландии, где образуется почти весь сток талой воды, остаётся плохо оцененной. Здесь использовано машинное обучение с целью объединения спутниковых наблюдений MODIS, CloudSat и CALIPSO для оценки радиационного облачного эффекта с высоким разрешением. Для периода 2003–2020 гг. обнаружено, что изменение облачности на 1% оказывает незначительное влияние (±0,16 Вт м⁻²) на летние суммарные радиационные потоки в зоне абляции, поскольку эффекты потепления и охлаждения облаков компенсируются. Однако к 2100 г. (сценарий SSP5-8.5) радиационные потоки в зоне абляции станут более чем в два раза более чувствительными (±0,39 Вт м⁻²) к изменениям облачности из-за снижения альбедо поверхности. Таким образом, точное представление облаков будет приобретать всё большее значение для прогнозирования вклада Гренландского ледяного щита в глобальное повышение уровня моря.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31434-w

 

Создав первую в своем роде климатологию подъёма шлейфа лесных пожаров в десятилетнем масштабе на западе США и Канады, авторы выявили тенденции к увеличению высоты шлейфов, аэрозольной нагрузки наверху и приповерхностного дыма на всём Западе Америки. Положительные и значительные тенденции шлейфов свидетельствуют о растущем воздействии лесных пожаров на западе США на качество воздуха в масштабах от местного до континентального и подтверждают мнение о том, что лесные пожары могут оказывать возрастающее влияние на региональный климат. Выявленные тенденции проявляются в регионах увеличения выбросов от лесных пожаров и их интенсивности, что предполагает связь с обусловленными климатом тенденциями к усилению активности лесных пожаров. Кроме того, временные ряды активности шлейфов указывают на возможное ускорение тенденций за последние годы, так что будущие воздействия на качество воздуха и региональный климат могут превысить те, которые предполагаются линейной аппроксимацией данных за несколько десятилетий. Эти выводы имеют серьёзные последствия для здоровья человека и усугубляют озабоченность по поводу связи климата и лесных пожаров.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-16607-3

 

Точная оценка будущего глобального потепления из-за увеличения выбросов парниковых газов остаётся проблемой для науки о климате, главным образом потому, что до сих пор неясно, как изменится низкая облачность при потеплении. В то время как низкая облачность поддерживается тонким балансом сложных физических процессов, прогностический индекс низкой облачности может быть получен из крупномасштабных профилей температуры и водяного пара, реакция которых на потепление является более надёжной. Здесь показано, что недавно предложенный индекс, полученный на основе неравенства критерия вовлечения верхней облачности*, хорошо предсказывает сокращение низкой облачности из-за повышения температуры поверхности моря. Это подтверждает ожидания климатических моделей о том, что низкая облачность будет усиливать глобальное потепление, и приведёт к уменьшению неопределённости в климатических прогнозах. 

То, как субтропический покров с низкой облачностью над поверхностью океана отреагирует на глобальное потепление, является основным источником неопределённости в отношении будущего изменения климата. Хотя оценочная сила инверсии является хорошим прогностическим индексом покрова с низкой облачностью, она имеет серьёзное ограничение при применении для оценки изменений его вследствие потепления: покров с низкой облачностью уменьшается, несмотря на увеличение оценочной силы инверсии в расчётах будущего с помощью глобальных климатических моделей. В этой работе, используя самые современные модели, авторы показали, что недавно предложенный оценочный индекс вовлечения верхней кромки облаков последовательно уменьшается с покровом с низкой облачностью при более тёплой температуре поверхности моря. Для смоделированного прогнозируемого роста температуры поверхности моря оценочный индекс вовлечения верхней кромки облаков может ограничить обратную связь субтропического покрова с низкой облачностью над поверхностью океана до –0,41 ± 0,28% K−1 (90%-ный доверительный интервал), подразумевая практически определённую положительную обратную связь. Оценочный индекс вовлечения верхней кромки облаков физически объясняет эвристическую модель изменений покрова с низкой облачностью на основе линейной комбинации изменений оценочной силы инверсии и температуры поверхности моря в предыдущих исследованиях с точки зрения процессов захвата верхней части облаков.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2200635119

*Вовлечение облаков - смешивание облачного и чистого воздуха на границе облаков.

 

В исследовании рассматривается взаимосвязь между ростом городов, изменением климата и риском наводнения в Дохе, Катар, регионе, где наблюдается беспрецедентный рост городов за последние четыре десятилетия. С этой целью исследуются основные этапы роста городов Дохи и влияние климатических факторов в этот период. Затем была построена физически обоснованная гидрологическая модель для имитации поверхностного стока и количественной оценки риска наводнений. Наконец, корреляция Пирсона использовалась для проверки потенциальной связи между риском наводнения, изменением климата и ростом городов. Обследование показало, что с 1984 по 2020 гг. площади городских территорий выросли на 777%, а незастроенных земель сократились на 54,7%. Кроме того, в Дохе наблюдались различные климатические изменения с заметным повышением температуры воздуха (+ 8,7%), уменьшением скорости приземного ветра (-19,5%) и уменьшением потенциальных потерь на эвапотранспирацию (-33,5%). Рост площади городских территорий и возмущение климатических параметров вызвали увеличение стока на 422%, что позволяет предположить, что рост городов способствовал этому больше, чем изменение климатических параметров. Коэффициент корреляции Пирсона между риском наводнения и ростом городов был высоким (0,83) и значимым при p < 0,05. Риск наводнения имеет сильную значимую положительную (отрицательную) корреляцию с температурой воздуха (скоростью ветра) и умеренную положительную (отрицательную) корреляцию с осадками (потенциальной эвапотранспирацией). Эти результаты открывают путь для интеграции мер по снижению риска наводнений в местные планы городского развития и адаптации к изменению климата.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-16475-x

 

Уменьшение зимней сплочённости морского льда в Баренцевом и Карском морях существенно влияет на климат за счёт увеличения потока тепла в атмосферу. Тем не менее, прошлые темпы уменьшения сплочённости морского льда в этом регионе занижаются в расчётах большинства климатических моделей Проекта CMIP6. Здесь показано, что климатические модели могут воспроизвести тренд сплочённости морского льда в Баренцевом и Карском морях в период 1970–2017 гг., когда изменчивость температуры поверхности моря в районе Гольфстрима обеспечена наблюдениями. Ограниченное потепление Гольфстрима интенсифицирует перенос океанического тепла в Баренцево и Карское моря, что усиливает сокращение сплочённости морского льда. Линейные тренды между сплочённостью морского льда и температурой поверхности моря имеют высокую корреляцию в ансамбле CMIP6, это позволяет предположить, что вызванная внешними факторами составляющая повышения температуры поверхности Гольфстрима объясняет до 56% вынужденного тренда сплочённости морского льда в Баренцево-Карском регионе. Таким образом, будущее потепление Гольфстрима может стать важным фактором снижения сплочённости морского льда.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31117-6

 

Несмотря на мрачные выводы оценочных докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) в отношении глобального потепления и его воздействия на климат Земли, экосистемы и человеческое общество, скептицизм, утверждающий, что прогнозируемое глобальное потепление является тревожным или, по крайней мере, завышенным, всё ещё сохраняется. Учитывая годы, прошедшие с тех пор, как были опубликованы прогнозы будущего климата, послужившие основой для IV, V и VI оценочных докладов МГЭИК, теперь можно ответить на этот фундаментальный вопрос: было ли прогнозируемое глобальное потепление завышено или занижено. В этом исследовании представлено сравнение наблюдений и будущих температурных прогнозов CMIP3, CMIP5 и CMIP6. Результаты показывают, что глобальное потепление, прогнозируемое всеми анализируемыми CMIP и будущими климатическими сценариями, оказалось несколько ниже наблюдаемого. Наблюдаемое потепление ближе к верхнему уровню прогнозируемых, это свидетельствует о том, что будущие климатические сценарии CMIP с более высокими выбросами парниковых газов представляются наиболее реалистичными. Эти результаты показывают, что прогнозы будущего потепления CMIP были несколько консервативными вплоть до 2020 года, что может свидетельствовать об аналогичном смещении в сторону холода в их прогнозах потепления до конца текущего столетия. Однако, учитывая проанализированные здесь короткие будущие периоды, выводы о потеплении на более длительных временных масштабах нельзя делать с уверенностью, поскольку внутренние свойства моделей могут играть важную роль во временных масштабах 20 лет и меньше.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-16264-6

 

В настоящем исследовании изучается влияние антропогенных воздействий (ANT) на приземные температуры воздуха (SAT) в Восточной Азии в течение длительного периода (1850–2014 гг.) с использованием новых наборов данных Проекта CMIP6. На основе мультимодельного ансамбля CMIP6 были исследованы исторические (ХХ век) и будущие (XXI век) прогнозы изменений SAT. Расчёты показывают, что в течение 1850–2014 гг. комбинация ANT и естественного (NAT) воздействия (ALL = ANT + NAT) увеличивала SAT в Восточной Азии на 0,031°C/10 лет, в то время как большое увеличение на 0,08°C/10 лет связано с выбросами парниковых газов. Воздействие ANT быстро увеличивалось после 1969 года. В результате изменение SAT увеличивалось со скоростью 0,268°C/10 лет и 0,255°C/10 лет при воздействии эмиссии парниковых газов и при варианте ALL, соответственно. Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, были доминирующими факторами, определяющими рост SAT, и они также будут способствовать существенным тенденциям к потеплению в будущем. Кроме того, был использован оптимальный метод с целью обозначить влияние воздействия ANT на изменение климата в Восточной Азии. В двухсигнальном анализе воздействие ANT было чётко обнаружено и отделено от форсинга NAT. В анализе с тремя сигналами эффект парниковых газов был доминирующим и отделён от воздействий антропогенного аэрозоля и NAT. Будущие прогнозы на период с 2015 по 2100 гг. были рассмотрены на основе сценариев социально-экономических траекторий выбросов CMIP6.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-16110-9

 

Климат северного полушария испытывал различные когерентные зимние климатические тенденции в течение нескольких десятилетий в стратосфере, тропосфере, океане и криосфере. Однако общая механистическая структура, связывающая эти тенденции, не установлена. Здесь, используя долгосрочное нестационарное вынужденно-связанное моделирование климата, показано, что большие части когерентных многодесятилетних изменений в северном полушарии могут быть интерпретированы в рамках затухающих связанных стратосферных/тропосферных/океанских колебаний. Вызванная волнами, распространяющаяся вниз положительная стратосферно-тропосферная северная кольцевая мода и связанное с ней стратосферное охлаждение инициируют запаздывающее термохалинное усиление атлантической термохалинной циркуляции и внетропических атлантических вихрей. Это увеличивает перенос тепла океаном к полюсу, приводя к таянию арктического морского льда, усилению потепления в Арктике и крупномасштабному потеплению в Атлантике, что, в свою очередь, инициирует вызванное волнами, распространяющееся вниз отрицательное значение северной кольцевой моды и стратосферное потепление и тем самым меняет фазу колебаний. Эта связанная изменчивость повышает эффективность статистических моделей, прогнозирующих дальнейшее ослабление Североатлантического колебания, похолодание в Северной Атлантике и задержку в зимний период морского льда в Северной Атлантике и Арктике, а также глобальную поверхностную температуру, как и в 1950–1970-х годах.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00275-1