Тезисы конференции по созданию программы международного полярного десятилетия (стр. 2 )

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

, , Парамонова В. И.

Главная Геофизическая Обсерватория им.

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

,

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 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

Институт физики атмосферы им. 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, 1, 1, 1,

2, 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 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.

, ,

МГУ им. , 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  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 и перспективы расширения исследований в рамках Международного полярного десятилетия.

1, 1,2, 1, 1,2, 1,2, 3, 3, 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 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

Ледовитый океан

Георгиади Е. А.

Институт географии РАН

Выявлены региональные особенности многолетних изменений годового и сезонного стока крупнейших рек водосбора Северного ледовитого океана. Показано, что сток зимнего периода для большинства крупнейших рек региона характеризуется гораздо более глубокими масштабами изменений по сравнению с годовым стоком и стоком весенне-летнего периода высокой водности и ему присущи длительные ветви его снижения и повышения. Начало последнего по времени повышения зимнего стока соотносится с началом многолетнего роста осредненной по бассейнам рек среднегодовой температуры воздуха, относящегося к 70-80 годам прошлого столетия. Выявленный характер ритмики изменений зимнего стока соотносится с положительным линейным трендом ее изменения, тогда как статистически значимые положительные линейные тренды в многолетних изменениях годового стока выявляются лишь на сибирских реках (Енисее и Лене). Для многолетних изменений зимнего стока характерна также наиболее тесная положительная межбассейновая корреляционная связь, которой охвачен весь регион, включая соседние бассейны и бассейны, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Статистически значимые изменения среднемноголетних значений и коэффициентов вариации речного стока зимнего периода с начала современного потепления климата (в сравнении с периодом от начала наблюдений до 1980 г.) также охватывают наибольшее число крупнейших рек региона.

Исследования ледовых явлений на устьевых участках рек севера Европейской и Западно-Сибирской частей России

, ,

Институт водных проблем РАН

Проведены исследования пространственно-временной изменчивости ледовых явлений в устьевых областях рек Западной Арктики за последние 40 лет в сравнении с предыдущим периодом наблюдений. Изменчивость ледовых явлений связывается с величинами речного стока, теплового стока, теплообмена открытой водной поверхности с атмосферой и с влиянием на эти процессы метеорологических условий регионов. Установлено, что

- за последние 40 лет временные трансформации ледовых явлений в устьевых областях Европейского Севера имеют место, вместе с тем изменения речного стока практически не сказывается на ледовитости Северного Ледовитого океана, но оказывает некоторое влияние на местоположение южной границы кромки плавучих льдов в арктических морях;

- временные трансформации сроков наступления ледовых явлений относятся прежде всего к увеличению разницы между экстремальными датами как в осенний период, так и в период весеннего половодья;

- смещение экстремальных дат весеннего ледохода к более ранним способствует повышению вероятности таких негативных явлений, как формирование заторов льда, приводящих к зимним наводнениям, а к более поздним – повышению уровней воды при заторных наводнениях;

- влияние водности и теплового стока рек на временную трансформацию ледовых явлений по порядку сравнимы с метеорологическими характеристиками.

Проанализирована возможность образования ледовых заторов и зимних наводнений, предложено соотношение, позволяющее оценить вероятность возникновения ледовых заторов.

Разработан комплекс математических моделей для расчета распространения волн половодья в руслах рек, покрытых ледяным покровом, с возможностью прогноза возникновения ледовых заторов и учитывающих влияние вечной мерзлоты на русловые деформации.

Результатом предыдущих исследований явилось установление фактов увеличения дисперсии и амплитуд колебаний речного стока, а также дат наступления ледовых явлений на устьевых участках рек водных западной Арктики в последние 15 лет. Очевидно, что в связи с этим следует ожидать трансформации береговых процессов на реках, протекающих в районах вечной мерзлоты и ледовых явлений на водных объектах всей северной Евразии. До настоящего времени эти вопросы не рассматривались, хотя трансформация указанных процессов и явлений в ряде случаев может привести к катастрофическим последствиям или, как минимум, существенно повлиять на эффективность предполагаемых к строительству гидротехнических сооружений в этих регионах.

В рамках дальнейших исследований предполагается развернуть изучение русловых деформаций в мерзлых грунтах с использованием различных моделей изменения климата и развить моделирование ледовых явлений в устьевых областях северных рек.

Пространственная изменчивость годового стока в бассейнах рек Оби, Енисея, Лены и его климатических факторов (осадки, температура воздуха) в экстремальных случаях

Коновалов В. Г.

Институт географии РАН, Москва

В исследовании использованы данные измерений стока на 182 гидропостах, расположенных в интервалах по широте: 50,30-71,97оN, долготе: 60,88-147,53оЕ, высоте: 0,05-1086 м над уровнем моря и относящихся к частным водосборам площадью от 5 000 до 2 км2 в бассейнах рек

Оби, Енисея, Лены. Региональные характеристики годовых осадков получены по данным 179 пунктов измерений в интервалах по широте: 44,25-70,62оN, долготе: 52,05-164,23оЕ, высоте: 12-1758 м над уровнем моря, а средней годовой температуры воздуха по данным 101 пункта, расположенных в интервалах по широте: 46,85-80,62оN, долготе: 50,45-159,42оЕ, высоте: 12-1315 м над уровнем моря. По этим данным за общий базовый интервал времени гг. получены: а) эмпирические распределения статистических обеспеченностей (вероятностей превышения) исследуемых переменных и выявлены годы с экстремальными величинами обеспеченностей стока и его климатических факторов; б) построены картосхемы пространственного распределения стока, осадков и температуры воздуха; в) определены коэффициенты вариации и среднеквадратичные отклонения обеспеченностей в экстремальных случаях. Установлено, что экстремально многоводные и маловодные годы на рассматриваемой территории не совпадают во времени. Средняя взвешенная по площади обеспеченность стока в бассейнах рек Оби, Енисея, Лены составила соответственно: 11,00% (многоводный 1971 г.) и 92,05% (маловодный 1982 г.); 14,58% (1988 г.) и 82,79% (1976 г.); 15,88% (1978 г.) и 88,69% (1986 г.). Статистическая обеспеченность средней годовой температуры воздуха для перечисленных лет оказалась равной: 1971 г. – 43,69%, 1976 г. – 66,09%, 1978 г. – 51,02%, 1982 г. – 40,02%, 1986 г. – 40,76%, 1988 г. – 23,56%. Аналогично для годовой суммы осадков: 1971 г. – 47,83%, 1976 г. – 65,91%, 1978 г. – 49,26%, 1982 г. – 45,32%, 1986 г. – 60,23%, 1988 г. – 54,42%. Таким образом, экстремальные величины стока и его климатических факторов не совпадают во времени. Получены также оценки влияния годового стока рек Оби, Енисея, Лены на изменение уровня океана в экстремальные по водности годы.

Изучение динамики стока рек в бассейне СЛО и притока речных вод в океан

,

ГУ «Государственный гидрологический институт»

Как известно, данные о динамике притока речных вод имеют огромное значение для процессов, происходящих в СЛО. Между тем надежные данные о суммарном притоке речных вод с учетом стока с гидрологически неизученной территории, практически отсутствуют, особенно за последние 10 лет. Между тем неизученная территория, оставляющая примерно треть бассейна СЛО (в Северной Америке 50%), практически полностью занята вечной мерзлотой, изучение стока с которой в условиях потепления климата представляет собой несомненный научный интерес и имеет большое практическое значение.

В докладе на основании детальных данных ГГИ и Университета Нью-Гемшир (США) рассматривается динамика за последние 20-30 лет стока крупнейших рек, впадающих в СЛО, при этом детально с привлечением данных по температуре и осадкам анализируются особенности условий формирования наибольшего за весь период наблюдений стока сибирских рек в 2007г., который к тому же для территории Сибири был самым теплым за последние десятилетия.

Обосновывается настоятельная необходимость детального экспериментального изучения влияния таяния вечной мерзлоты на сток рек, выявления факторов воздействия повышения зимней температуры воздуха на зимний и летне-осенний меженный сток рек в бассейне СЛО, разработки моделей и методов для надежного определения притока в океан с гидрологически неизученной территории.

Анализируются полученные в самые последние годы в разных странах мира прогнозные оценки ожидаемых в перспективе в условиях глобального потепления изменений стока крупнейших рек, впадающих в СЛО, рассматриваются методические основы таких оценок с использованием различных климатических сценариев.

Изменение характеристик снежного покрова на севере Евразии после 1966 года

1, 2Разуваев, В. Н. 1

1Всероссийский институт гидрометеорологической информации – Мировой центр данных, Росгидромет, Россия, Обнинск,

2UCAR at National Climatic Data Center, North Carolina, United States

Для анализа изменений снежного покрова на территории России использовались данные ежедневных наблюдений за снежным покровом и данные маршрутных снегомерных съемок, хранящиеся во ВНИИГМИ-МЦД. Были отобраны данные более 1000 метеостанций с минимальным количеством пропусков в наблюдениях. Исследование проводилось по данным за период с 1966 по 2009 гг., в котором не было изменений в методиках наблюдений и обработки данных. Состояние снежного покрова изучалось по ежедневным данным о высоте и степени покрытия снегом окрестности станции, данным о наличии и характеристике ледяной корки, водном эквиваленте и плотности снега.

В течение последних 128 лет (с 1881) годовая температура воздуха на севере Евразии увеличилась на 1.5о C, а в течение зимнего сезона - на 3 о C. Распространение морского льда летом в Северном полушарии уменьшилось на 40%, создавая дополнительный источник водяного пара для сухой Полярной атмосферы в начале холодного сезона. Как результат этих процессов, наблюдаются следующие изменения характеристик снежного покрова:

Осенью, несмотря на рост температуры воздуха, заметных изменений в датах начала залегания снежного покрова не обнаружено. Весной наблюдается уменьшение продолжительности снежного покрова на 1-2 недели за последние 40 лет. В зимний период максимальная высота снежного покрова и водный эквивалент (на открытых участках) увеличивается на большей части России. В западной части Евразии увеличивается число дней с оттепелью.

Процесс таяния снега на севере Евразии может быть достаточно длительным. Первое таяние снега может приводить к образованию ледяных корок. Влияние этих корок на жизнь диких животных и птиц в северных регионах очень значительно, а также имеет большое значение и для оленеводства, затрудняя оленям поиск корма и приводя к миграции оленей. В сельскохозяйственных районах ледяная корка создает неблагоприятные условия для озимых посевов. Наше исследование показало уменьшение продолжительности периодов с ледяной коркой и ее толщины за последние 43 года, что имеет практическое значение для живой природы и человеческой деятельности.

Процесс весеннего таяния снега стал короче и, учитывая увеличение максимальной высоты снега на большей части России, более интенсивным. Это могло повлиять на характеристики весенних наводнений. Но этот вопрос в рамках предложенного доклада не рассматривается и требует дальнейшего изучения.

Закономерности формирования и межгодовая изменчивость

снежного покрова на территории РФ

Голубев В. Н.1, Фролов Д. М.1, Петрушина М. Н.1, 2, 2

1МГУ им. , географический факультет,

2ВНИИГМИ МЦД

При оценке регионального водозапаса снежного покрова и тепло– и массообмена в системе подстилающая поверхность–снежный покров-атмосфера необходимы сведения о площади его распространения, средней толщине и средней плотности. Средние значения толщины и плотности снежного покрова могут отсутствовать, либо недостаточно репрезентативны. Дешифрирование материалов дистанционных методов связано с наличием данных об особенностях региональной стратиграфии снежного покрова.

Формирование стратиграфии снежного покрова определяется суммарным количеством твердых осадков, частотой (количество за сезон) снегопадов и оттепелей, продолжительностью этих явлений. Эти факторы определяют слоистость строения снежной толщи, возникновение неоднородностей в виде корок разного генезиса и возможный сток талой воды, образующейся во время оттепелей. Проведено моделирование строения и плотности снежной толщи на территории РФ на основе карт средней зимней температуры, суммы зимних осадков и периодичности метеорологических явлений, определяющих режим снегонакопления: снегопады, оттепели, ветер со скоростью более 10 м/с, резкие изменения температуры воздуха более 10ºС. Моделированные разрезы снежной толщи верифицированы при полевых исследованиях. Реальные и моделированные разрезы близко идентичны, хотя моделированные разрезы снежной толщи отражают лишь метеорологические условия и не учитывают их хронологическую последовательность и особенности геосистем на мезо - и микроуровне, определяющие пространственные вариации накопления и строения снежной толщи.

Установлены характерные соотношения между средней зимней температурой, суммой твердых осадков и средней толщиной снежного покрова в феврале. Полученные соотношения позволяют оценивать межгодовые вариации средней плотности снежного покрова, возможного стока талой воды в зимний период и регионального водозапаса снежного покрова в феврале на основе межгодовых изменений климатических показателей зимнего периода.

Изменения снежного покрова Северной Евразии в условиях современных изменений климата

Институт географии РАН

В ходе исследований в рамках Международного полярного года и ряда российских и международных программ (РАН, РФФИ, ИНТАС и др.) накоплены результаты локальных и региональных особенностей снегонакопления второй половины 20 – начала 21 вв. Для степной зоны, на примере Курской области, выявлены особенности пространственного распределения снегозапасов и особенности межгодовой их изменчивости. Для основных ландшафтных комплексов области (включая городские) оценен вклад снегозапасов в поверхностный сток. Для Европейской территории России выявлена направленность изменений снежного покрова и речного стока, для отдельных регионов оценен вклад изменчивости снегозапасов в речной сток. На основе данных метеонаблюдений продолжается мониторинг многолетних изменений снегозапасов севера Евразии – выявлено его устойчивое общее увеличение на фоне повышения температуры воздуха и увеличения зимних осадков. Проведены исследования, уточняющие прогноз изменений снегозапасов в связи с изменением зимних осадков и температуры воздуха в 21 веке. Оценен вклад увеличивающихся год от года жидких зимних осадков в формирование снегозапасов. Выявлена, также неоднородность в тенденциях изменений снегозапасов – определены регионы, где имеет место стабильные снегозапасы, их многолетнее увеличение или снижение; обозначены территории с критически большими снегозапасами. Проводится оптимизация использования спутниковой информации для исследований снежного покрова: определяются диапазон погрешностей и условия, при которых ошибки минимальны. Начаты работы по уточнению экспериментальным путем методик использования микроволнового изучения для исследования изменчивости снегозапасов.

В перспективе предполагается продолжение мониторинга изменений снегозапасов в условиях современных изменений климата – уточнение тенденций пространственно - временных изменений снегозапасов, выявление их причин и последствий (прежде всего гидрологических) – с упором на локальный аспект и короткопериодичные флуктуации. Предполагается также продолжение работ (в том числе экспериментальных (Хибины, центр ЕТР) для уточнения модели оценки снегозапасов с использованием микроволнового излучения. Планируются работы по выявлению роли снежного покрова в формировании крупномасштабных перемещений влаги в системе Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана – север Евразии.

Особенности обработки данных при создании реконструкций ледников

Институт Географии РАН

Реконструкции ледников необходимы при моделировании, создании прогнозов, и зачастую они помогают анализировать изменения климата. Продолжительность и качество реконструкций лимитировано имеющимися данными. Аэрокосмические, большая часть картографических и фотографические материалы используются для воссоздания простирания ледников за период чуть больше последнего столетия и являются одними из наиболее точных исторических данных. Однако для их применения необходима их тщательная предварительная обработка.

Космические и аэрофотоснимки в большинстве случаев требуют пространственной привязки и ортотрансформирования. Для проведения первой процедуры необходима информация о точных координатах характерных точек рельефа (устьях рек, горных пиках и т. п.), которая может быть получена с заранее привязанной карты или при полевых исследованиях приемниками GPS. Второй процесс позволяет убрать искажения, возникающие на изображениях из-за рельефа. Увеличение относительных высот местности и уменьшение высоты, с которой производится съемка, увеличивают искажения на снимке. Для проведения ортотрансформирования помимо данных о точных координатах некоторых точек изображения необходима цифровая модель рельефа (ЦМР). Для достижения хороших результатов точность подобных материалов должна соответствовать масштабам исследования. Также задача ортотрансформирования осложняется и тем, что для некоторых снимков информация о характеристике съемочной системы утеряна.