| 19. |
Аннотация |
Первые десятилетия 21 века характеризуются ростом частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений в средних широтах Северного полушария с существенными негативными экономическими, социальными и экологическими последствиями. Есть основания считать, что такие изменения могут быть связаны с усилением и фазовым смещением среднеширотных планетарных волн в атмосфере. Недавние исследования свидетельствуют, что ускоренное отступление арктического морского льда может способствовать изменению циркуляции и увеличению амплитуды планетарных волн в атмосфере средних широт и, следовательно, увеличивать частоту и интенсивность экстремальных погодно-климатических явлений в Арктике, Центральное Европе и России. При этом, большинство современных моделей климата по-прежнему недостаточно адекватно воспроизводит наблюдаемое ускоренное отступление арктического морского льда. Это приводит к существенным различиям между результатами отдельных климатических моделей и, как следствие, к большой неопределенности в прогностических оценках изменения климата. Одна из причин заключается в различном представлении в разных моделях физических процессов, регулирующих взаимодействие «атмосфера-морской лед-океан», которое осуществляется мелкомасштабными процессами, в частности, атмосферной турбулентностью. В настоящее время климатические модели для полярных районов в основном используют параметризации, разработанные для условий более низких широт. Можно ожидать, что усовершенствованные параметризации турбулентности пограничного слоя будут способствовать улучшению качества моделирования как арктического морского льда, так и всей арктической климатической системы. Усовершенствование параметризаций процессов турбулентного обмена в системе «океан-морской лед-атмосфера» и их тестирование на региональных и глобальных климатических моделях составляет один из важнейших элементов новизны предлагаемого исследования. Лучшее понимание и более успешное моделирование процессов сокращения арктического морского льда и связи этих процессов с изменениями атмосферной циркуляции средних широт, которые в итоге приводят к росту частоты возникновения экстремальных погодно-климатических явлений в Центральной Европе и России, имеют важное значение для более надежной оценки потенциальных экологических и социально-экономических последствий для этих регионов. В предлагаемых исследованиях мы планируем разработать более адекватное описание процессов в пограничном слое в Арктике для реалистичного моделирования сокращения арктического морского льда в моделях погоды и климата. Итогом должно быть лучшее физическое понимание взаимосвязей между экстремальными погодными условиями в средних широтах и изменениями климата в Арктике. С другой стороны, привлекая различные данные, в том числе наблюдений, реанализов и климатического моделирования, мы будем исследовать современные и будущие изменения характеристик экстремальных погодно-климатических явлений в ключевых регионах Арктики, Центральной Европы и России, в частности европейской части России, и их последствия для окружающей среды. Такое исследование взаимосвязи (и динамических механизмов, обуславливающих эту взаимосвязь) экстремальных процессов (явлений) и общих климатических изменений в Арктике, наиболее заметно проявляющихся в сокращении морского льда, составляет еще один элемент новизны предлагаемого комплексного исследования. Цели нашего проекта включают: (1) Улучшение описания взаимодействия атмосферы и морского льда в климатических моделях с помощью разработки и внедрения комплекса усовершенствованных параметризаций турбулентного переноса в атмосфере для полярных условий. (2) Моделирование современных и будущих изменений климата в XXI веке с использованием новых усовершенствованных параметризаций турбулентного переноса в атмосфере. (3) Определение связи между изменением климата в Арктике, усилением планетарных волн в средних широтах и последующими изменениями экстремальных погодно-климатических явлений. (4) Определение современных и будущих изменений частоты и интенсивности экстремальных погодно-климатических явлений в Арктике, России и Центральной Европе и оценка их воздействия на растительность и биогеохимические циклы в данных регионах. |