Конференции по созданию программы международного полярного десятилетия 4 7 октября 2010 г
| Вид материала | Тезисы |
- Конференции Объединенных Наций по созданию Международной Организации и вступил в силу, 369.04kb.
- На конференции предполагается рассмотреть следующие вопросы: Системные вопросы развития, 41.71kb.
- Отчет о результатах самообследования Негосударственного образовательного учреждения, 1742.39kb.
- Вас, что конференция состоится 5-7 октября 2010 г в г. Пенза. На конференции будут, 35.93kb.
- Международной Конференции «Авиация и космонавтика-2010», 30.53kb.
- Регистрация Для участия в работе конференции просим Вас до 24 октября 2010 года, 43.09kb.
- Программа конференции 26-27 октября 2010 года Уфа 2010, 2053.76kb.
- Участие в конференциях преподавателей сга в 2010–2011 годах, 111.85kb.
- Усь, Россию (зубр) в Киеве состоялся Учредительный съезд по созданию Международного, 269.76kb.
- Программа конференции 27-29 октября 2010 г г. Тамбов 2010, 121.98kb.
Изменение снежного покрова Северной Евразии: тенденции и взаимодействие с климатической системой
Шмакин А.Б., Попова В.В., Турков Д.В.
Институт географии РАН
Проведено статистическое исследование связи количества снега в крупных речных бассейнах России с годовым стоком и построены карты тесноты связи. Наиболее тесная корреляция количества снега и годового стока наблюдается в бассейне Северной Двины, наименьшая – в бассейне Лены.
Изучена связь сроков установления снежного покрова (СП) в регионах ЕТР с механизмами крупномасштабной атмосферной циркуляции. На востоке и северо-востоке ЕТР раннее установление СП связано с положительными аномалиями индекса EA-WR в октябре. В последнее десятилетие ХХ века здесь наблюдается запаздывание сроков установления СП. На юге и юго-западе ЕТР выявлен заметный сдвиг установления СП к более ранним срокам (в районе Северного Кавказа он превышает 2 декады). Здесь колебания сроков установления СП находятся в противофазе со средним за октябрь-декабрь индексом NAO. В центе ЕТР сроки установления СП коррелируют с сентябрьским индексом SCAND.
На локальной модели тепловлагообмена проведены серии экспериментов по воспроизведению вертикальной структуры снежного покрова на тестовых полигонах. Продемонстрирована способность модели воспроизводить профиль плотности снега в различных природных условиях. Осуществлено тестирование блоков модели, описывающих взаимодействие снега с растительностью и метелевое испарение.
Проведены численные эксперименты на модели общей циркуляции атмосферы по воспроизведению вклада аномалий площади снежного покрова Северной Евразии в изменчивость полей давления и колебания климатических характеристик во внетропической зоне Северного полушария.
Динамика атмосферного пограничного слоя надо льдом с открытыми участками воды (полыньи, разводья) по данным специализированных экспериментов и моделирования.
Репина И.А. 1, Чечин Д.Г. 1, Фомин Н.В2.
1Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
2Московский физико-технический институт
Полярной зимой холодная атмосфера и относительно теплый океан разделены мощным слоем льда, что препятствует их взаимодействию. При образовании разрывов льда из-за большой разницы температуры образуются сильные уходящие потоки. Возможны два типа таких разрывов: полыньи - большие участки открытой воды размером от нескольких сотен метров до сотен километров, которые образуются зимой и, как правило, в одних и тех же местах и разводья (каналы и трещины) - линейные подвижки льда, при которых образуются разрывы шириной 1м – 1км и длиной 1 – 100 км. Разница температур океана и воздуха в этих местах достигает 20-40о С и это позволяет большому количеству скрытого и явного тепла поступать из океана в атмосферу. Тепловые потоки над полыньями на один-два порядка больше, чем над паковым льдом. Экспериментальное исследование полыней позволяет выявить особенности турбулентного обмена над ними в сравнении с открытым океаном и предложить параметризации для моделей. Важный параметр полыньи - высота h внутреннего пограничного слоя, т.е. сферы влияния теплой воды. Определяется она расстоянием x от кромки льда, с которой дует ветер.
По данным проведенных нами наблюдений в полынье на расстоянии порядка десяти метров от ее границы существуют области выхолаживания, образующие холодный скин-слой. Следует заметить, что при измерении на подветренной границе полыньи подобный эффект не обнаружен.
Чтобы исследовать влияние изменчивости температуры поверхности на температуру атмосферы нами были проведены одновременные измерения пульсаций температуры поверхности Т0 и температуры воздуха Т. Причем, все измерения пульсаций температуры воздуха над полыньею проводились на высоте 20 метров, то есть выше ВПС. Удалось обнаружить, что температурные неоднородности на поверхности передаются атмосфере и модулируют низкочастотные возмущения температуры и влажности воздуха.
Изменчивость температуры поверхности вызывает значительный отклик в атмосфере даже при сильно устойчивой стратификации. Вероятно, изменение характера атмосферной турбулентности и передача возмущений более высоким слоям и является причиной образования плюмов над полыньям.
По данным ENVISAT ASAR и архива «Sea ice concentrations from Nimbus-7 SMMR and DMSP SSM/I passive microwave data» прослежена динамика полыньи моря Лаптевых в зимний период. Данные использованы в мезомасштабной модели NH3D, которая позволяет исследовать динамику атмосферного пограничного слоя над неоднородной поверхностью.
Работа выполнена при поддержке гранта OSL-10-21 Российско-германской лаборатории им. Отто Шмита.
Экспериментальные исследования концентрации парниковых газов в период МПГ
Решетников А.И., Ивахов В.М., Парамонова Н.Н. Привалов В. И.
Главная Геофизическая Обсерватория им. А.И. Воейкова
Одним из основных факторов определяющих рост температуры приземного воздуха в Арктике является рост концентрации парниковых газов (ПГ) – углекислого газа СО2 и метана СН4 . Поэтому измерениям концентрации этих газов в Арктике и их вариациям в зависимости от изменений параметров окружающей среды в настоящее время в мире уделяется большое внимание. Россия, обладая самой протяженной территорией Арктического побережья, имеет только 2 станции мониторинга парниковых газов. В акватории Северного Ледовитого океана (в ее Российской части), насколько нам известно, измерений парниковых газов в атмосфере до настоящего практически не проводились. Поэтому исследования ПГ, выполненные на судах Росгидромета в период МПГ должны были внести весомый вклад в понимание природных процессов происходящих в этом крупномасштабном регионе. Ниже будут представлены результаты совместных с ААНИИ наблюдений за концентрацией парниковых газов, полученные в период рейсов НЭС «Академик Федоров», а также на дрейфующей станции СП-35.
В 2007 г. измерения были выполнены в период двух рейсов НЭС «Академик Федоров» июле-августе и сентябре месяце. В первом рейсе НЭС «Академик Федоров» маршрут проходил от Мурманска до Северного полюса и наблюдения были выполнены вдоль этого маршрута. Во втором рейсе измерения выполнялись северо-восточной части СЛО. В 2008 г. в апреле месяце были выполнены измерения концентрации СО2 и СН4 на дрейфующей станции СП-35, а в августе-сентябре на маршруте НЭС «Академик Федоров» от Мурманска вдоль северного побережья России в восточном направлении почти до Чукотского п-ва. На протяжении этой части маршрута было проведено 13 парных отборов проб воздуха с борта судна. 5 отборов проб были выполнены на обратной части маршрута проходящим значительно севернее. Северная часть маршрута проходила в более высоких широтах СЛО и при больших глубинах океана за исключением шельфов островов Северной Земли и земли Франца-Иосифа. На этой части маршрута было выполнено 5 парных отборов проб воздуха. В докладе будут представлены данные наблюдений за концентрациями обоих парниковых газов на указанных выше маршрутах и изложены результаты предварительного анализа данных измерений. Концентрация СО2 варьировала в пределах в пределах от 372.5 до 378.8 млн-1, что соответствует вариациям концентрации газа, наблюдаемого на стационарных станциях Териберка (РФ) и Барроу (США). В целом по данным этих наблюдений не наблюдалось тенденций зависимости концентрации СО2 от долготы. Что касается СН4 , то здесь наблюдалось много случаев для которых концентрация газа превышала фоновую на 50 и более (млрд-1). Наиболее, как казалось, очевидное объяснение этого превышения должно было бы состоять в том, что перенос воздушных масс был в дни наблюдений с материка, естественные источники эмиссии которого могли способствовать в летние месяцы при определенных условиях повышению концентрации СН4 в районе измерений. Расчет обратных траекторий переноса воздушных масс, выполненный с использованием программы NOAA “HYSPLIT” показал, что из 9 значений концентраций СН4 в которых наблюдалось превышение над фоновой, только одно соответствовало переносу воздушных масс с материка, в остальных случаях направления переноса были из северного сектора.. В докладе рассматриваются возможные причины наблюдаемого превышения. Планируется представить также данные измерений концентрации СО2 и СН4 на ст. Лазаревская (Антарктида).
Температурные условия в полярных областях в период МПГ 2007/08
В.Ф. Радионов, Е.И. Александров
ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»
Приведены результаты расчетов пространственно осредненных аномалий среднегодовой и средних за сезоны года температур воздуха в Арктике и Антарктиде в 2006-2009 гг. Пространственное осреднение методами оптимальной интерполяции и оптимального осреднения выполнено для территорий северной и южной полярных областей в целом, а также для однородных климатических районов в северной полярной области. В Антарктиде аномалии температуры приведены для отельных станций. Расчеты выполнялись по данным наблюдений на сети стационарных станций в Арктике и Антарктиде и дрейфующих станций в Центральном арктическом бассейне. Оценки аномалий температуры были получены относительно средних значений температуры за стандартный период ВМО 1961–1990 гг. Приведены количественные оценки многолетних трендов температуры в рассматриваемых районах Арктики и на антарктических станциях.
Полученные результаты свидетельствуют о различиях в многолетних тенденциях и скоростях изменений средних за год и сезоны температур в различных частях Арктики, а также на разных станциях в Антарктиде.
Взаимодействие геосфер в полярных областях
Зилитинкевич С.С.
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (Москва, Россия)
Российский государственный гидрометеорологический университет (Петербург, Россия)
Финский метеорологический институт (Хельсинки, Финляндия)
Отделение атмосферных наук Университета Хельсинки (Финляндия)
Центр им. Ф. Нансена по окружающей среде и дистанционному зондированию (Берген, Норвегия)
В докладе обсуждаются специфические особенности полярных областей с точки зрения обмена количеством движения, энергией и веществом между атмосферой, океаном, льдами и поверхностью суши с ее разнообразными ландшафтами, растительностью, снежным покровом и городской застройкой. Основным механизмом обмена служат планетарные пограничные слои (ППС).
До недавнего времени в метеорологии и физической океанографии различали всего три основных типа ППС: устойчивые (над холодной поверхностью), неустойчивые или конвективные (над теплой поверхностью) и нейтральные (когда поверхность имеет ту же температуру, что и ППС); причем теоретические модели ППС и алгоритмы для их описания при анализе данных наблюдений или в оперативных моделях были основаны на классической теории локального градиентного переноса. За последние 10 лет эти представления подверглись кардинальному пересмотру.
Открыты новые типы ППС нелокальной природы, упущенные в классической теории: долгоживущие устойчивые ППС – доминирующие зимой в высоких широтах над сушей и морскими льдами и, тоже долгоживущие, условно-нейтральные ППС – составляющие более 40% ППС наблюдаемых над океаном. Напомним, что классическая теория ограничивалась короткоживущими устойчивыми ППС, наблюдаемыми преимущественно над континентами в умеренных и низких широтах, где в прошлом и были собраны основные данные наблюдений. Убедительно продемонстрирована самоорганизация конвективных ППС в форме крупномасштабных структур (осесимметричных ячеек при безветрии или цилиндрических роликов при сильном ветре), приводящих к усилению тепло- и массообмена за счет нелокальных механизмов в десятки раз – например, в зимнее время над полыньями, трещинами и прочими открытыми участками полярных вод.
Новые типы устойчивых и конвективных ППС интенсивно изучаются в контексте наук о земле с главной целью – улучшить наше понимание (и возможности моделирования) того, как функционирует земная система и как формируются погода, химический состав воздуха и климат, в особенности, их экстремальные проявления в высоких широтах.
По мнению автора, назрела необходимость решительно усилить географический аспект изучения ППС как механизмов взаимодействия геосфер. Для практических приложений было бы чрезвычайно полезно провести детальную инвентаризацию различных типов ППС на территории России и в глобальном масштабе, включая, кроме теплового баланса земной поверхности, толщину ППС (исключительно информативный интегральный параметр), основные характеристики ландшафта как буферной прослойки между атмосферой и литосферой, а также химический и аэрозольный состав воздуха.
Воспроизведение климатической изменчивости притока вод Атлантики в Северный Ледовитый океан и запаса пресных вод в море Бофорта
Дианский, Н.А. 1, 2Алексеев, Г.В.3, Грузинов В.М.1, Гусев А.В.1, Мошонкин С.Н.1,
Сычев Ю.Ф.2, Копейкина Т.Н.1
1Институт вычислительной математики РАН
2Государственный океанографический институт Росгидромета
3ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»
С помощью модели океана пространственного разрешения 0.25° проведены расчеты совместной циркуляции в Северном Ледовитом океане (СЛО), Северной Атлантике (от 20°ю.ш.) и Беринговом море для периода 1958-2006 гг. Рассчитаны притоки атлантических вод в СЛО с использованием температуры океана как маркера Атлантических вод. Согласно модельным расчетам Западно-Шпицбергенское течение через пролив Фрама в среднем переносит около 6.3 Св, что более чем в два раза больше переноса Нордкапским течением через Баренцево море (3 Св). При этом проявляется тренд увеличения расхода Западно-Шпицбергенского течения, возросшего с 1958 по 2006 гг. более чем на 6 Св. Показано, что интенсивность Северо-Атлантического колебания (САК) опережает в среднем на 8-9 месяцев приток атлантических вод в СЛО. При росте индекса САК углубляется Исландский минимум в поле атмосферного давления, что через 8-9 месяцев приводит к увеличению притока атлантических вод в СЛО, вызывающего, в свою очередь, дополнительное таяние льда в СЛО. Рост антициклонической завихренности скорости течений в верхнем слое океана с опережением в 1.75 года увеличивает динамическую аккумуляцию пресных вод в Вихре Боффорта (ВБ). Таким образом проявляется механизм самоподдержания антициклонической циркуляции в ВБ. С 1976 года отмечается долгопериодный тренд роста как толщины слоя пресных вод, так и антициклонической завихренности течений в ВБ. Эти тренды совпадают с трендом уменьшения площади льда в СЛО, что может давать вклад в отмеченное увеличение содержания пресной воды в ВБ. Дополнительным источником пресной воды, накапливающейся в ВБ, служат увеличивающиеся стоки арктических рек. В последние два десятилетия климат Арктики значительно потеплел, так что средняя годовая температура воздуха в российском секторе Арктики увеличилась на 1-1,5°С, а зимняя – на 2-3°С. Происходящее потепление в бассейнах арктических рек сопровождается увеличением увлажненности, что и приводит к увеличению стока сибирских рек. Так согласно данным наблюдений сток реки Лены в настоящее время на 5-10% превышает естественную норму.
Ледяной покров полярных морей– основной регулятор газообмена океана и атмосферы.
Голубев В.Н., Гребенников П.Б., Фролов Д.М.
МГУ им. М.В.Ломоносова, географический факультет
На рубеже второго и третьего тысячелетий антропогенный выброс СО2 составил 7,5 ГтС/год, а среднее содержание его в атмосфере достигло 380 ppm, что стало причиной серьезной обеспокоенности ученых и политиков (например «Климатическая доктрина Российской Федерации»). Вместе с тем, при таком антропогенном выбросе рост содержания СО2 в атмосфере Земли должен был составлять 3,1 ppm/год, однако он оказался почти вдвое меньше, вследствие чего необходимо проанализировать факторы, регулирующие деятельность основных источников и стоков СО2 и накопление газа в атмосфере.
Поступление диоксида углерода в атмосферу и в другие его резервуары, между которыми происходит непрерывный обмен, связано, в основном, с процессами на континентах (эндогенными, биогенными, антропогенными, геохимическими и др.). Флюктуации его концентрации в атмосфере во времени и в пространстве, обусловлены изменениями интенсивности переноса газа из атмосферы Земли, которая служит зоной транзита, в океан, являющийся основным его стоком. Среднегодовой прирост содержания газа в обоих полушариях одинаков, но в атмосфере каждого из них наблюдаются закономерные внутригодовые изменения: в холодный зимний период содержание СО2 в атмосфере возрастает, а в теплый летний – понижается. Построенные нами карты вариаций содержания СО2 в 90-е годы ХХ-го века и в 2000-2010 гг. принципиально согласуются между собой, но и содержат определенные различия.
Современная цикличность в изменении содержания газа противоположна цикличности, установленной при изучении ледниковых кернов: понижение содержания газа в атмосфере в периоды длительного похолодания и оледенения Земли и рост в периоды потепления, – и кроме того не отвечает температурной зависимости растворимости газов. Такие различия в характере цикличности требуют более пристального исследования факторов, определяющих баланс углерода на планете.
Одним из таких факторов могут служить морские льды, экранирующая роль которых в глобальных изменениях содержания СО2 некоторыми авторами отрицается, либо сводится к несущественным аспектам. Рассмотрены экранирующее воздействие морского ледяного покрова и возможная роль других аспектов формирования морских льдов. Показано, что направленность и амплитуда годовых колебаний содержания газа в атмосфере определяются рядом основных факторов, одни из которых предполагают направленность внутригодовых вариаций, совпадающую с ежегодно регистрируемыми, а другие – противоположную. В частности, снижение растворимости СО2, вызванное потеплением климата и повышением температуры поверхностного слоя океана, ответственно за, по крайней мере, 10% современного возрастания концентрации СО2 в атмосфере и в силу обратных связей за определенную часть происходящего глобального потепления.
Результаты исследования метеорологического, океанографического и ледового режима арх. Шпицберген по данным российских наблюдений в период МПГ 2007-2008 и перспективы расширения исследований в рамках Международного полярного десятилетия.
Иванов Б.В.1, Священников П.Н.1,2, Павлов А.К.1, Журавский Д.М.1,2, Бедненко В.А.1,2, Семенов А.В.3, Солдатова Т.А.3, Анциферова А.Р.3
1ГУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»,
2Санкт-Петербургский государственный университет,
3Мурманское УГМС.
Исследования ААНИИ на архипелаге Шпицберген проводились как по ряду национальных проектов МПГ, так и в рамках международных кластерных проектов. Последнее обстоятельство, в первую очередь, относится к двухстороннему сотрудничеству с Норвежским Полярным институтом (НПИ). В период МПГ был выполнен важный проект, связанный со сравнением отечественных и зарубежных актинометрических датчиков, которые используются на российских и норвежских полярных станциях для измерения коротковолновой солнечной радиации. В 2007 и 2008 гг., впервые, в практике арктических актинометрических наблюдений на архипелаге, на норвежской станции «Sverdrup» (пос. Нью-Алесун) и в российской ГМО «Баренцбург» были установлены отечественные пиранометры М-80 и голландские датчики фирмы «Kipp&Zonen» для проведения совместных интеркалибрационных измерений суммарной солнечной радиации. Международная практика сравнения и совместного анализа исторических и текущих данных актинометрических наблюдений, полученных в различных странах, указывает на необходимость выполнения этой важной процедуры. Эти исследования позволили выявить и оценить постоянные и случайные расхождения между российскими и зарубежными датчиками и учесть эти поправки при анализе исторических и современных данных, направленных на сравнительные исследования радиационного климата данного региона. В рамках Международного полярного десятилетия предполагается проанализировать данные наиболее репрезентативных и долговременных российских и норвежских полярных станций в Западной Арктике для сравнительных климатических исследований (Земля Франца Иосифа, арх. Шпицберген) и выявления закономерностей и особенностей радиационных характеристик климата этого региона.
В период 2007-2009 гг., впервые, удалось провести зимние океанографические и ледовые исследования в заливе Гренфьорд. Причем полевые исследования проводились в тесной кооперации со специалистами ГМО «Баренцбург» (Мурманского УГМС) и специалистами Норвежского Полярного института в рамках международной программы SIOS (Svalbard Integrated Observation System). Были использованы современные океанографические и подводные радиационные (спектральные) комплексы, которые позволили выявить ранее не известные особенности океанографического режима вод (например, «исчезновение» теплых и соленых вод из придонных слоев воды в фиордах) и вертикальную структуру подводной освещенности подо льдом различной толщины и текстуры. Впервые как в отечественной, так и зарубежной практике удалось выполнить измерения течений с поверхности припайного льда фиордов. Причем измерения были выполнены с использованием приборов, разработанных в ААНИИ. Впервые были получены данные о температуре и солености морского льда, его мутности и концентрации седиментов в кернах. В рамках Международного полярного десятилетия предполагается продолжить накопление уникальных океанографических и ледовых данных и на их основе усовершенствовать существующие и разработать новые математические модели морского льда. В частности, в ААНИИ, активно развивается подход, базирующийся на одномерном термодинамическом приближении, который успешно используются как для исследования ровного припая, так и торосистых образований.
В период полевой фазы МПГ осуществлялось тесное сотрудничество как с региональными подразделениями Росгидромета (Мурманское УГМС), так и высшими учебными заведениями России (Санкт-Петербургский государственный университет, Российский государственный гидрометеорологический университет). Студенты получили возможность практического применения, полученных в стенах университетов, знаний, а также возможность продолжить свою профессиональную деятельность, обучаясь в аспирантуре ААНИИ по тематике выполненных на Шпицбергене исследований. Полярное десятилетие, это прекрасная возможность привлечь в гидрометеорологическую науку молодые и талантливые кадры для упрочнения научных приоритетов РФ в Арктике и сопредельных арктических регионах.
Региональные особенности временных изменений притока речных вод в Северный