«комплексные и междисциплинарные исследования полярных районов»
| Вид материала | Тезисы |
- Тезисы докладов будут размещены на сайте конференции, 22.56kb.
- Э н. профессор Третьяк О. А. Программа, 24.72kb.
- С. В. Козенков Член оргкомитета, 162.66kb.
- Тезисы докладов научной конференции «математические модели сложных систем и междисциплинарные, 669.46kb.
- Мультипрайм исследования Candida, 33.71kb.
- Основой маркетинга являются комплексные маркетинговые исследования, 243.67kb.
- 22 сентября лекция «Туризм и спортивный туризм», 35.71kb.
- Отчет 211 с., 2 ч., 338 источников. Ключевые слова: философское антиковедение, междисциплинарные, 4947.02kb.
- Феномен ядерной энергии: духовно-гуманитарно-прагматичный взгляд, 151.11kb.
- I научная конференция, 34.22kb.
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Российской Федерации
Российский фонд фундаментальных исследований
ТЕЗИСЫ
КОНФЕРЕНЦИИ
«КОМПЛЕКСНЫЕ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯРНЫХ РАЙОНОВ»
9 – 11 октября 2011 г.
г. Сочи
Конференция проводится по результатам исследований полученным в рамках: Целевой научно-технической программы Росгидромета «Научные исследования и разработки в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды»; подпрограмм "Изучение и исследование Антарктики" и "Создание единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане" ФЦП "Мировой океан"; программы Президиума РАН № 4 «Оценка и пути снижения негативных последствий экстремальных природных явлений и катастроф, включая проблемы ускоренного развития атомной энергетики», Направление 3 «Оценка и предупреждение экстремальных природных явлений и катастроф в атмосфере и на поверхности суши»; программы Отделения наук о Земле РАН № 11 «Физические и химические процессы в атмосфере и криосфере, определяющие изменения климата и окружающей среды».
Совещание проводится при финансовой поддержке РФФИ, грант 11-05-06105-г.
Международное полярное десятилетие: задачи и развитие
А.И. Данилов1 В.Г. Дмитриев1, А.В. Клепиков1, Э.И. Саруханян2
1ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»
2Секретариат Всемирной метеорологической организации
Импульсом по продвижению идеи Международного Полярного десятилетия (МПД) послужило состоявшееся 14-15 апреля в ААНИИ Росгидромета (Санкт-Петербург) Международное совещание, организованное Всемирной метеорологической организацией (ВМО) и Росгидрометом. В совещании приняли участие более 50-ти представителей международных организаций и программ, институтов организаций и служб различных стран. Были представлены метеорологические службы России, Норвегии, Канады и США, Европейская комиссия, Международный арктический научный комитет, Межправительственная океанографическая комиссия (МОК) ЮНЕСКО, Европейский научный фонд, Программа ООН по окружающей среде, Международная арктическая ассоциация социальных наук, Европейское агентство по окружающей среде, Ассоциация молодых полярных исследователей и другие.
Главными темами МПД были признаны: оценка изменений углеродного цикла, оптимизация и развитие методов, систем и сетей наблюдений для полярных регионов, улучшение предсказуемости полярного климата и уменьшение погрешностей краткосрочных и десятилетних прогнозов, интеграция нового понимания природных процессов в обиход и культуру северных народов для улучшения условий их существования и сохранения полярных экосистем.
Научные работы под эгидой МПД должны соответствовать потребностям мирового сообщества и призваны дать более надежные данные для принятия решений на основе оценки рисков. Для этого необходимо сфокусироваться на координации работ в полярных регионах и эффективно использовать уже имеющиеся объекты инфраструктуры для наблюдений, механизмы координации и структуры финансовой поддержки полярных исследований. Важно сосредоточиться на четко определенном перечне реально достижимых приоритетных результатов, включая уже финансируемые проекты.
В основу МПД будет положено наследие Международного Полярного года 2007/08 (МПГ), например, проект создания Системы арктических опорных наблюдений (САОН), и уже действующие или готовящиеся международные полярные программы ВМО, Международного совета научных союзов, Европейского союза, Арктического совета и отдельных стран. Предполагается три этапа МПД: планирование (включая определение механизмов финансирования), этап реализации проектов и этап анализа, распространения и оценки полученных результатов. Фактическая продолжительность МПД должна быть определена в ходе планирования и не обязательно будет составлять десять лет. Работы МПД с учетом опыта подготовки МПГ могут быть начаты не ранее 2015 г.
Результаты семинара были поддержаны на XVI конгрессе ВМО в мае 2011 г. Конгресс решил, что для продвижения инициативы МПД необходимо начать консультативный процесс для разработки концепции десятилетия. В этой связи Конгресс обратился к международным организациям - Арктическому совету, Консультативному совещанию по Договору об Антарктике (КСДА), Международному совету по науке, МОК ЮНЕСКО, Программе ООН по окружающей среде, Ассоциации молодых полярных исследователей и другим - с приглашением принять участие в консультативном процессе и определить свою роль и обязательства по отношению к МПД.
Арктический совет и МОК ЮНЕСКО поддержали инициативу МПД. КСДА поручила своим органам - Совету управляющих национальных антарктических программ (КОМНАП) и Научному комитету по антарктическим исследованиям (СКАР) - в ближайшее время определиться с отношением к МПД.
Ключевым этапом подготовки станет Монреальская конференция по итогам МПГ «От знания к действиям» в апреле 2012 г., на которой будет рассмотрен проект Концепции МПД, и, возможно, приняты обязательства по предоставлению средств. Перед дискуссией в Монреале необходимо провести подготовительное совещание для завершения проекта Концепции МПД. Предполагается провести это совещание совместно с Третьим совещанием группы экспертов ВМО по полярным наблюдениям, исследовательской деятельности и обслуживанию в марте 2012 г.
Российским специалистам с учетом результатов семинара в ААНИИ, резолюции Конгресса ВМО, решений других организаций необходимо до марта 2012 г. сформулировать свои предложения к Концепции МПД и к механизмам его планирования, финансирования и осуществления на национальном и международном уровне.
Временная изменчивость климата высоких широт северного и южного полушарий в позднем плейстоцене по данным ледяных кернов.
И.И. Борзенкова,1 Е.Л. Жильцова,1 В.А. Лобанов 2
1Государственный Гидрологический институт
2 Санкт Петербургский Гидрометеорологический Университет
Детальные кислородно-изотопные данные, полученные по Гренландскому керну Саммит с временным шагом 20 лет за последние 16 тысяч лет и за каждый год для последнего тысячелетия, позволяют впервые получить информацию об изменчивости климата в высоких широтах в переходный период от оледенения к голоцену и на протяжении всего голоцена. Временные ряды δ18О и метана (СН4) можно разделить на три квазиоднородных интервала: голоцен (последние 10000 лет), позднеледниковье (14-10 тыс. лет т.н.) и поздний гляциал (от 14 до 16 тыс. лет т.н.). Кроме того, для ряда δ18О, характеризующего изменение температуры воздуха, выделяется короткий нестационарный интервал перехода от позднеледниковья к голоцену, продолжительностью около 1500 лет. Для выявления колебаний разных временных масштабов к каждому квазиоднородному ряду величин δ18О были применены методы сглаживания и фильтрации временных рядов («метод срезки» и метод «сглаживания амплитуд циклов»). Выделенные квазистационарные периоды характеризуются процессами трех временных масштабов, а за переходный период – двух масштабов: линией тенденции и вариациями относительно ее. Для квазистационарных условий вклад составляющей наибольшего временного масштаба (тысячелетнего) составляет около 10% за последние 10 тысяч лет и немного более 30% за период между 10 и 14 тысяч лет. В то же время основной вклад в колебания вносят высокочастотные процессы десятилетних и столетних масштабов. Анализ данных показал, что и в позднеледниковье и в голоцене быстрый рост температуры отмечался во время потеплений и более медленные ее изменения имели место во время похолоданий. Периоды похолоданий были более чем в 1,5 раза продолжительнее периодов потеплений. Результаты исследования ряда δ18О за последние 10000 лет показали, что основной вклад в изменение температуры высоких широт вносят высокочастотные колебания, вклад 100-летних колебаний относительно небольшой, не более 10%. В 1000 летнем ряду δ18О выявлены колебания температуры разных масштабов, и оценка их вклада в изменение климата показала, что межгодовые колебания составляют около 50%, десятилетние - около 30% и столетние - не менее 20%.
Сравнительный анализ некоторых климатических характеристик гидрометеорологических обсерваторий Тикси (Россия) и Барроу (Аляска)
В.Г. Дмитриев
ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»
Для сравнительного анализа особенностей климатических изменений в районах гидрометеорологических обсерваторий Тикси и Барроу были выбраны распределения минимальных и максимальных температур воздуха, рассчитанные по ежедневным наблюдениям за десятилетние периоды. Характер изменений этих распределений во времени анализировался путем сопоставления рассчитанных зависимостей по скользящим десятилетиям со сдвигом на 1 год, т.е. рассматривались последовательности распределений температур, определенных за периоды лет 1945-1954, 1946-1955, 1947-1956 и т.д., как временные ряды с параметром времени – номером десятилетнего периода.
Результаты анализа позволяет сделать следующие выводы:
1. Климатические характеристики Тикси и Барроу во многом имеют сходный характер, отличия касаются, в первую очередь, размахов абсолютных зафиксированных минимумов и максимумов температур: абсолютные минимумы рассматриваемых температур за весь период наблюдений составили -49.4⁰С для Барроу и -50.5 ⁰С для Тикси. Абсолютные максимумы достигли 26.1⁰С и 34.3⁰С соответственно.
2. В целом характер распределений не претерпевает существенных изменений во времени, при этом отчетливо проявляется бимодальность распределений, отражающая годовой ход температур с ярко выраженными холодными и теплыми периодами.
3. Климатические процессы в этих пунктах не стационарны: средняя максимальная температура Барроу убывает с начала наблюдений до периода 1963-1974 гг., после чего растет до последнего десятилетия включительно. Средняя максимальная температура Тикси убывает с начала наблюдений до периода 1965-1974 гг., после также растет. Средняя минимальная температура для Барроу ведет себя подобно средней максимальной температуре со сдвигом на 11 периодов вправо, а средняя минимальная температура для Тикси ведет себя нерегулярным колебательным образом.
4. Изменчивость температурного режима как Барроу, так и Тикси в целом мало меняется, при этом значения стандартных отклонений меньше изменчивости аналогичных показателей для Тикси.
5. Средние максимальные и минимальные температуры неравномерно формируются за счет отдельных градаций. Основной вклад в значения величин и вносят отрицательные температуры в диапазоне -45…-10⁰С. Роль положительных диапазонов в формировании средних температур незначительна.
6. Изменчивость отдельных слагаемых различна для различных диапазонов. Средние температуры допускают разложение на положительно и отрицательно коррелирующие со средними значениями слагаемые. Температуры в крайних диапазонах положительно коррелируют с ростом (убыванием) средних значений, в то время как температуры в средних диапазонах отрицательно коррелируют с изменением средних значений.
В качестве исходных данных рассматривались ежедневные минимальные и максимальные температуры воздуха в пунктах Барроу в период 1945-2008 гг. и Тикси в период 1932-2009 гг., представленные на сайтах и nw.ru/ соответственно и дополненные до 2010 года наблюдениями, представленными на сайте rground.com.
Диагностика и моделирование изменений климатических режимов в полярных и субполярных регионах в сопоставлении с глобальными изменениями
И.И. Мохов, М.Г. Акперов, М.М. Аржанов, С.Н. Денисов, А.В. Елисеев, А.А. Карпенко, К.Е. Мурышев, Ф.А. Погарский, В.А. Семенов, В.Ч. Хон, А.В. Чернокульский
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Проводится анализ климатических режимов и их изменений в полярных и субполярных регионах на основе модельных расчетов в сопоставлении с данными наблюдений, реанализа и реконструкций. В том числе анализируются результаты модельных расчётов с разными версиями климатической модели ИФА РАН при различных ансамблях антропогенных сценариев, включая сценарии SRES и RCP. В частности, на основе модельных расчетов оцениваются изменения многолетнемерзлых грунтов, стабильность современных океанических залежей гидратов и возможные выбросы метана при их диссоциации при изменениях климата. Анализируются модельные оценки тенденций изменения морского волнения в арктических морях при изменениях распространения морских льдов при изменениях климата. Оценивается связь современных изменений климата с разными естественными и антропогенными факторами.
Вариации климатических изменений Северной Евразии.
Г.Н. Панин, Т.Ю. Выручалкина, И.В. Соломонова
Институт водных проблем РАН
Исследованы изменения приземной температуры воздуха и атмосферных осадков на территории Северной Евразии (для региона от 50º до 80º с.ш.). Анализ показал, что в период 1973-2000 гг. отмечался рост влияния NAO, AO на температурный режим и режим осадков на данной территории. Помимо интенсивности воздействия отмечалось увеличение площади покрытия. В 1990-х - 2000-х гг. территория водосборного бассейна Каспийского моря максимально попадает в зону влияния этих индексов. Предложен возможный сценарий изменения уровня Каспия на перспективу.
Оценка воздействия климатических изменений на природные системы криолитозоны России
Е.Л. Жильцова, О.А. Анисимов, С.А. Ренёва, Ю.Г.Стрельченко
Государственный гидрологический институт
Актуальной задачей современной климатологии является определение чувствительности природных систем и секторов экономики стран и регионов к изменениям климата и разработка мер по адаптации к таким изменениям. Особое внимание при этом следует обратить на природные экосистемы криолитозоны, в силу их высокой уязвимости.
В данной работе предпринята попытка дать оценку воздействия современных и прогнозируемых на 21 век изменений климата на природные экосистемы суши территории России, большая часть которой расположена в области вечной мерзлоты, определив критические уровни такого воздействия. С этой целью нами была разработана эмпирико-статистическая модель, основанная на расчетных климатических индексах и описывающая динамику растительных зон. На основе цифровых карт современной растительности (карты из «Атласа земельных ресурсов России», (Stolbovoi V., McCallum I. 2002), и карты растительности циркумполярного региона (Circumpolar Arctic vegetation map, CAVM Team. 2003)) была составлена генерализованная электронная карта современных биоклиматических зон для территории России с разрешением 1° широты × 0.5° долготы, которая была использована для построения эмпирико-статистической модели растительности. В основу модели положено представление о том, что зональность растительности высоких и умеренных широт определяется, главным образом, теплообеспеченностью и увлажнением в вегетационный период и суровостью зим, а также наличием и состоянием вечной мерзлоты, определяющими мощность корнеобитаемого слоя. Для количественного описания этих факторов были использованы три биоклиматических индекса: сумма температур выше 5°С, сумма температур ниже 0°С и индекс сухости, равный отношению суммы температур выше 5°С к годовому количеству осадков. Для расчета индексов использовались как данные измерений на метеостанциях, так и архив CRU-2 месячных значений температуры воздуха и осадков в узлах регулярной сетки с разрешением 0.5° по широте и долготе. В результате сопоставления пространственного распределения трех биоклиматических индексов и генерализованной карты растительности были определены современные климатические границы растительных зон в пределах полярного, субполярного и умеренного климатических поясов на территории России. Далее по модели были получены прогнозы распространения растительных зон для четырех временных срезов: 2001-2030, 2016-2045, 2031-2060 и 2066-2095 гг. Для прогностических расчетов использовался ансамблевый сценарий, объединяющий 17 гидродинамических моделей (проект AMIP), использовавшихся в четвертом оценочном докладе МГЭИК для оценки климата 21 века. Был выбран вариант расчета, соответствующий сценарию эмиссии парниковых газов В2, предусматривающий рост энергопотребления в экономике в 21 веке. На полученных итоговых картах можно отметить заметное смещение границ зон растительности к северу, сокращение тундры, увеличение площади степной зоны и существенное сокращение территории, на которой относительно небольшая глубина сезонного оттаивания (до 1 метра) в летний период препятствует формированию корнеобитаемого слоя.
Изменение снежного покрова Северной Евразии во взаимодействии с климатической системой
А.Б. Шмакин, В.В. Попова, Д.В. Турков, В.С. Сократов
Институт географии РАН
Выполнен анализ ряда характеристик снежного покрова на территории России в последние десятилетия. Выявлены регионы с более ранними и более поздними сроками установления и разрушения устойчивого снежного покрова по территории России, и статистически достоверные связи изменений этих сроков с механизмами атмосферной циркуляции. При современном потеплении, при общем сокращении сезона залегания снега, существуют области с более ранним его установлением и удлинением продолжительности залегания.
Проведено тестирование численной модели снежного покрова и тепловлагообмена в почве по данным метеостанций, расположенных на территории Московской области, за 30-летний период. Показана хорошая пространственная корреляция вычисленных характеристик снежного покрова на разных станциях в годы различной снежности. Продемонстрирована возможность картирования характеристик снега в мезомасштабе (характерный размер субъекта РФ) по данным расчетов на локальной модели тепловлагообмена. По результатам численных экспериментов на моделях общей циркуляции атмосферы сделаны оценки обратного влияния снежного покрова Евразии на характеристики атмосферной циркуляции во внетропической зоне Северного полушария.
Построение оптимальной ансамблевой проекции температуры и осадков на 21 век для арктического побережья России.
В.А. Кокорев, Е.Л. Жильцова.
Государственный гидрологический институт
Многие современные климатические исследования используют ансамблевые проекции изменений температуры воздуха и осадков, полученные при помощи гидродинамических моделей. Проверка качество исходных расчетов по отдельным моделям на региональном уровне и способность моделей воспроизвести уже имевшие место изменений как правило не исследуются. В данной работе оценивается качестве воспроизведения различными моделями изменений температуры и осадков в северных регионах России и предлагается оптимальная климатическая проекция, основанная на ансамблевом осреднении результатов лучших моделей.
Мы использовали результаты расчётов 21 модели общей циркуляции из базы данных МГЭИК за период 1900-1999 г., рассчитав основные климатические показатели, важные для модельного прогноза эмиссии метана с шельфа морей Восточной Арктики. В число этих показателей входят тренды среднегодовой и сезонных температур воздуха, амплитуды годового хода температуры, годовой суммы положительных температур, годовых и сезонных сумм осадков. Расчёты проводились по рядам, полученным путём осреднения узлов модельной сетки лежащих в окрестностях метеостанции. Перечисленные показатели рассчитывались за несколько периодов: период современного потепления (1970-1999), период инструментальных наблюдений (1900-1999), стандартный период ВМО (1961-1990). Полученные характеристики сравнивались с данными наблюдений, по результатам этого сравнения проводилось ранжирование моделей по каждому климатическому параметру. По результатам проведённого ранжирования составлялся рейтинг моделей и отбирались несколько лучших, с рейтингом выше среднего, на основе которых составлялась ансамблевая проекция температуры и осадков. Ансамблевые проекции с использованием 2, 3, 5, и 7 лучших моделей сравнивались с данными наблюдений и с проекцией, составленной из всех моделей, а по итогам этого сравнения выбиралась проекция, наилучшим образом воспроизводящая выбранные характеристики.
Результаты показали, что ансамблевая проекция, составленная из 3 лучших моделей, воспроизводит климатические характеристики лучше проекции из 21 модели, и по отдельным показателям лучше каждой отдельной модели. Предложенный метод предварительного отбора лучших моделей и объединения их в ансамбль позволяет уменьшить неопределённость климатической проекции на региональном уровне.
Результаты измерений концентрации СО2 и СН4 на полярных станциях и судах
в период МПГ
А.И. Решетников, В.М. Ивахов, А.В. Зинченко, Н.Н. Парамонова, В.И. Привалов
ГУ «Главная геофизическая обсерватория»
В связи с наблюдаемыми процессами потепления климата одной из целей МПГ являлось исследование изменений, происходящих в атмосфере бассейна Северного Ледовитого Океана (СЛО) и прилегающей территории Российской Федерации (РФ), где эти процессы характеризуются большей интенсивностью, например, в области изменений такого параметра, как среднегодовая температура приземного слоя воздуха . Как считает большинство экспертов ВМО, основной причиной роста этой температуры, является возрастание концентрации парниковых газов (ПГ) в атмосфере. Поэтому исследованию концентраций основных ПГ в Российской Арктике придавалось особенно важное значение, учитывая слабую информационную обеспеченность в части измерений факторов климата в этом крупнейшем регионе РФ.
Как известно, изменения регионального климата определяются не на основе межгодовых изменений факторов климата, а за существенно большие периоды времени (порядка 10 лет). По этой причине тренды, полученные по данным наблюдений на полярных станции Териберка (Кольский п-ов), условия наблюдений на которой близки к фоновым, и Новый Порт (п-ов Ямал), данные наблюдений на которой характеризуются влиянием мощных антропогенных источников, представлены за периоды, превышающие период проведения МПГ. По данным станции Териберка (которая относится к региональным фоновым станциям ГСА) за последний десятилетний период концентрация СО2 увеличилась на 5.2% (19 млн-1), рост концентрации СН4 составил 1.3% (24 млрд-1). С 2008г., после наблюдавшегося в 2007г. существенного межгодового прироста по сравнению с предыдущими годами, возобновляется рост концентрации СО2, также начиная с 2007г. наблюдалось увеличение скорости роста метана, при этом наблюдаемые значения межгодового прироста превышали среднеглобальные, достигая 2.9 млн-1/год для СО2 и 17.6 млрд-1/год для СН4. Очень высокие среднегодовые концентрации СН4 наблюдались на ст. Новый Порт (южный берег п-ова Ямал), в котором осредненное за 5 лет превышение концентрации над глобальным фоном для широты станции составило около 100 млрд-1, причем вплоть до 2010 г. межгодовые колебания этого превышения были в пределах нескольких процентов, что не позволяло однозначно оценить вид источника этих вариаций, хотя в целом повышенные значения фона на этой станции обусловлены утечками и технологическими выбросами СН4 на расположенных к югу, юго-востоку крупнейших в РФ месторождений по добыче природного газа.
В период МПГ помимо наблюдений на станциях выполнялись наблюдения за концентрацией СО2 и СН4 с борта НЭС «Академик Федоров», «Ямал», на дрейфующей станции СП-36 и в Антарктиде на станции Лазаревская. В 2007-2008 гг. с борта НЭС «Академик Федоров», было выполнено более 30 парных отборов проб воздух, по результатам которых определены изменения концентраций СО2 и СН4 в зависимости от широты и долготы места измерений. В период рейса из Мурманска к Северному полюсу (конец июля-август 2007 г.) был отмечен рост концентрации СО2 с увеличением широты с 373.5 до 377.5 млн—1, и скачкообразное увеличение концентрации более чем на 3 млн--1 после перехода судна в область сплошного льда севернее о-ва Шпицберген. Измерения концентрации СН4 при следовании НЭС вдоль северного побережья РФ в 2008 г. из Мурманска к Чукотке дали ряд значений концентраций на 30-70 млрд-1, превышающие фоновые, при направлениях переноса воздушных масс из северного сектора Арктики. На ст. Лазаревская в течение 2007-2008 гг. отмечен достаточно значительный сезонный ход концентрации СО2, амплитуда которого составила более 4 млн-1, при среднегодовой концентрации около 381.5 млн-1, причем максимальное значение концентрации наблюдалось весной (октябрь-ноябрь), в отличие от Арктики где максимальное значение концентрации СО2 приходилось на зимние месяцы (январь-февраль).