Таяние арктической многолетней мерзлоты может кардинально изменить поверхность Земли в северных высоких широтах. Авторы используют вихреразрешающую (LES) модель пограничного слоя атмосферы для изучения деформаций нейтрально стратифицированного пограничного слоя под влиянием изменения структуры неоднородной подстилающей поверхности. Стохастическая модель поверхности основана на гауссовых случайных полях, моделирующих типичные ландшафты многолетней мерзлоты. Учтены характерные особенности двух классов земельного покрова: травянистые угодья и открытые водоёмы. Модельные различия отдельных участков поверхности задаются величиной шероховатости поверхности и поверхностного потока явного тепла. Проводится ряд экспериментов, в которых два параметра, доля площади озёр и величина масштаба корреляции между характеристиками разных участков поверхности, варьируются для изучения чувствительности структуры пограничного слоя к изменениям характеристик неоднородности поверхности. Основные выводы из моделирования следующие: доля суммарной площади озёр оказывает существенное влияние на агрегированный поток явного тепла на высоте перемешивания, где неоднородности поверхности сглаживаются. Чем больше доля площади озёр, тем меньше поток явного тепла. Этот результат приводит к потенциальному механизму обратной связи. Когда Арктика высыхает из-за потепления климата, взаимодействие с пограничным слоем атмосферы может ускорить таяние многолетней мерзлоты. Кроме того, высота перемешивания показывает значительную зависимость от величины масштаба корреляции поверхностных особенностей. Большая величина корреляции поверхности приводит к увеличению высоты перемешивания. Этот вывод имеет значение для моделей поверхности суши, связанных с многолетней мерзлотой Арктики, поскольку они обычно не учитывают метрику неоднородности, которая описывается масштабом корреляции характеристик отдельных участков поверхности.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024JD040794