Метеорологические и геофизические исследования - Г. Алексеев

Фролов С.В., Федяков В.Е., Третьяков В.Ю., Клейн А.Э., Алексеев Г.В. Новые данные об изменении толщины льда в Арктическом бассейне // Доклады АН. 2009. Т. 425. № 1. С. 104–108.

Alekseev G.V., Johannessen O.M., A.A. Korablev, A.Y. Proshutinsky. Ocean and sea ice. In: Arctic Environment Variability in the Context of the Global Change / Edited by L.P.Bobylev, K.A. Kondratyev and O.M. Johannessen. Springer – Praxis, 2003. P.107–236.

Alekseev G.V., S.I. Kuzmina, A.P. Nagurny, N.E. Ivanov. Arctic sea ice data sets in the context of the climate change during the 20th century / In «Climate variability and extremes during the past 100 years». Series: Advances in Global Change Research, 2007. Vol.33. P. 47–63.

Arctic Climatology Project. Environmental Working Group joint U.S. – Russian atlas of the Arctic Ocean – winter period / Edited by L. Timokhov and F. Tanis. Ann Arbor, MI: Environmental Research Institute of Michigan in association with the Natrional Snow and Ice Data Center, 1998. CD – ROM.

Delworth, T.L.,S. Manabe, and R.L. Stouffer, Multidecadal climate variability in the Greenland Sea and surrounding regions: a coupled model simulation // Geophys. Res. Letters. 1997. 24. P. 257–260.

ERA-40: http://www.ecmwf.int/research/era/ERA-40

Interim: http://data-portal.ecmwf.int/data/d/interim_daily/

IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Solomon, S., D. Quin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor and H. L. Miller (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York. NY, USA, 2007. 996 p.

Kalnay et al. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1996. 77. P. 437–470.

Kwok, R., and D. A. Rothrock. Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958–2008 // Geophys. Res. Lett. 2009. 36. (L15501, doi:10.1029/2009GL039035).

NCEP: http://www.esrl.noaa.gov/psd/

NSIDC 2010 http://nsidc.org/data/seaice_index/index.html

Polyakov I. V., Alekseev G. V., Timokhov L. A., et al. Variability of the Intermediate Atlantic Water of the Arctic Ocean over the Last 100 Years // J. Climate. 2004. 17. P.4485–4497.

Polyakov I., Alekseev G.V., Bekryaev R.V., et al. Observationally based assessment of polar amplification of global warming // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29. 1878. (doi: 1029/2001GL011111).

Polyakov, I., M. A. Johnson. Arctic decadal and interdecadal variability // Geophys. Res. Lett. 2000. 27. P. 4097–4100.

Polyakov, I.V., L. Timokhov, D. Walsh, I. Dmitrenko, R.L. Colony, M. Johnson, E. Carmack, J.K. Hutchings. A long-term circulation and water mass monitoring program for the Arctic Ocean // EOS Transactions. 2003. 84. P. 281–285.

Rysgaard S., Glud R.N., Sejr M.N, Bendtsen J., Christensen P.B. Inorganic carbon transport during sea ice growth and decay: A carbon pump in polar seas // J. Geophys. Res. 2007. 112. C03016. (doi:10.1029/2006JC003572).

Schauer, U., E. Fahrbach, S. Osterhus, and G. Rohardt (2004), Arctic warming through the Fram Strait – Oceanic heat transport from three years of measurements // J. Geophys. Res. 109(C6). C06026. (doi:10.1029/2003JC001823).

Schlesinger M. E., and N. Ramankutty, An oscillation in the global climate system of period 65–70 years // Nature. 1994. 367. P. 723–726.

Semiletov I., Makshtas A., Akasofu S., Andreas E.L. 2004: Atmospheric CO2 balance: The role of Arctic sea ice // Geophys. Res. Lett. 2004. 31, L05121.

WMO WDCGG Data Summary. WDCGG No. 30. GAW Data. Vol. 4: Greenhouse Gases and Other Atmospheric Gases. Japan Meterol. Agency, Tokyo, 2006.

G.V. Alekseev, N.E. Ivanov, A.V. Pnyushkov, N.E. Kharlanenkova. Climate change in the marine Arctic in the beginning of 21s century (Arctic and Antarctic Research Institute, St-Petersburg, Russia)

Аbstract

The data on water mass, sea ice and atmosphere collected during the IPY 2007–08 period and a combination of these new data with the data collected earlier made it possible to follow the development of the climatic phenomenon of the end 1990s – beginning 2000s in the sea Arctic, to deduce its relationship with the global climate change and to compare it with the warming of 1930–40s. In the present paper the features of the climate system during the first decade of XXI century and during the IPY 2007–08 are compared with state of the atmosphere, sea ice and ocean in the Arctic during the previous periods. Changes in the atmospheric, sea ice and ocean parameters are considered. Comparison with changes in other fields and with estimates of the global climate models from the CMIP3 assembly is made.

А.И. Данилов, В.Е. Лагун, А.В. Клепиков

Современные изменения климата Антарктики

(Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия)

Аннотация

Проведен обзор предварительных результатов выполнения трех крупных междисциплинарных кластеров Международного полярного года (МПГ) 2007–2009 гг. в Южной полярной области: COMPASS (Comprehensive Meteorological dataset of active IPY Antarctic measurement phase for Scientific and applied Studies), CLICOPEN (impact of CLImate induced glacial melting on marine and terrestric COastal communities on a gradient along the Western Antarctic PENinsula) и ANTPAS (Antarctic Permafrost And Soils).

В результате выполнения проекта МПГ COMPASS создана многопользовательская база срочных метеорологических и аэрологических данных всех длиннорядных антарктических станций, которые впервые стали доступны для антарктического сообщества. Указанные данные, прошедшие процедуру контроля качества, используются для информационного обеспечения климатических исследований в Антарктике, совершенствования региональных моделей и реанализа, поддержки прикладных разработок.

Воздействие потепления за последние десятилетия в районе Антарктического полуострова на местные экосистемы, проявившееся в сокращении покровного оледенения, морского льда, периода ледостава и, как следствие, в вымывании осадочных пород, изменении солености и содержания растворенного кислорода в морской воде, изменении видового состава, пищевых цепей и структуры биологических сообществ и т. п. стало предметом изучения в кластере CLICOPEN.

В проекте ANTPAS, направленном на обобщение исторических и современных данных о распространении, толщине, возрасте, физических и геохимических свойствах вечной мерзлоты и почвы Антарктиды и субантарктических островов, создана национальная сеть геокриологических полигонов.

Выполнены оценки трендов климатических параметров Южной полярной области за период инструментальных наблюдений с учетом данных МПГ. Расчеты показали, что, несмотря на заметные проявления потепления в Западной Антарктике, метеорологический режим Антарктиды в целом характеризуется естественной изменчивостью атмосферных процессов.

Изменения климата Антарктики: проект COMPASS

С момента открытия в 1820 году ледового континента Первой русской антарктической экспедицией работы нескольких поколений отечественных полярных исследователей определили ведущее положение России в антарктическом сообществе. Пионерские работы Астапенко П.Д., Буйницкого В.Х., Брязгина Н.Н., Воейкова А.И., Гайгерова С.С., Долгина И.М., Кричака О.Г., Маршуновой М.С., Петрова Л.С., Русина Н.П., Таубера Г.М, Шляхова В.И. и многих других заложили основы понимания механизмов формирования климата Антарктики. Южная полярная область, являясь регионом Земли с уникальной климатической системой, оказывает значительное влияние на формирование глобального климата, и в то же время является чутким индикатором климатических изменений, происходящих на планете (SCAR’s Antarctic Climate Change and the Environment, 2009).

Изучение климата Южной полярной области и его изменений началось более ста лет назад в связи с появлением первых годовых серий наблюдений на субантарктических островах (Воейков, 1906, 1910) и созданием стационарной метеорологической сети.

Проведение крупнейших международных геофизических проектов, таких как Международный геофизический год (МГГ, 1957–1959 гг.) и Первый глобальный эксперимент ПИГАП (ПГЭП, 1978–1979 гг.), создание современной наблюдательной сети в полярных областях, построение схемы глобального объективного анализа метеорологических данных и развитие систем спутникового зондирования с высоким разрешением открыли новые возможности в исследовании климатической изменчивости полярных областей, в построении и совершенствовании прогностических моделей общей циркуляции атмосферы. К настоящему времени наиболее известны архив Национального Центра по прогнозированию окружающей среды / Национального центра атмосферных исследований (NCEP/NCAR) для периода 1948–2009 гг. и архив Европейского Центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) для периода 1957–2009 гг., архив японского метеорологического агенства для периода 1979–2004 гг. (JRA-25). Указанные архивы данных имеют заметные погрешности восстановления метеорологических элементов в Южной полярной области, приводящие, например, к появлению ложных трендов в рядах атмосферного давления и геопотенциала (Marshall, 2003, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter3.pdf).

Проект Научного комитета по исследованию Антарктики SCAR READER (Reference Antarctic Dataset for Environmental Research) Project (Turner et al., 2004) инициировал создание нового информационного ресурса высокого качества по метеорологии Антарктики, включающего данные о приземной температуре воздуха, приземном давлении, давлении на уровне моря, скорости и направлении приземного ветра и результаты радиозондирования на стандартных изобарических поверхностях. Все оценки параметров метеорологического режима Антарктики впервые выполнены с использованием исходных четырехразовых приземных данных и двухразовых данных высотного зондирования.

Расчеты трендов по периоду однородных наблюдений (1971–2000 гг.) показали сложную картину климатической изменчивости в Антарктике (Turner et al., 2005). Долгопериодные изменения приземной температуры воздуха в восточной и западной частях Антарктиды имеют различныe тенденции: потепление зафиксировано на станциях Западной Антарктиды (Фарадей, Беллинсгаузен и др.), а похолодание – на отдельных станциях Восточной (Халли и др.) и Центральной (Амундсен Скотт) Антарктиды (Monaghan at al., 2008, Данилов и др., 2003, Лагун и др., 2006, Kejna, 2003).

Например, субантарктическая островная станция Оркадас (60°45’ ю.ш., 44°43’ з.д.) имеет 107-летний однородный ряд приземных наблюдений (1903–2009 гг.), что позволяет оценить внутривековые вариации региональных климатических параметров, включая квазишестидесятилетние колебания (см. рис. 1). Данные станции Оркадас демонстрируют статистически значимый тренд приземной температуры воздуха для всех сезонов, всех месяцев года и среднегодовых значений (см. таблицу 1). Из анализа рис. 1 в следует, что в начале XXI века в Антарктике наблюдается аналог известного «полярного (арктического) усиления», причины которого требуют специального исследования.