Лаборатория климатологии

Раздел: Научная деятельность

вернуться в раздел

Полученные результаты


Исследования снежного покрова показывают, что в России современное потепление сопровождается увеличением снегозапасов и толщины снега на большей части территории. Наибольший рост снежной аккумуляции с начала 1970-х годов, вызванный усилением зонального переноса и циклонической активности, наблюдается севернее 55ºс.ш. от центра Европейской территории России и Белого моря до низовий Лены. Граница между ростом аккумуляции снега и её сокращением, связанным с современным потеплением, проходит от Карелии через центр Восточно-Европейской равнины к Нижней Волге. Причиной сокращения снегозапасов на северо-западе ЕТР являются тёплые зимы, а в центральных и юго-западных районах – уменьшение осадков из-за снижения повторяемости циклонов.

Изучение аккумуляции снега в четырех крупных речных бассейнах (Волга, Обь, Енисей и Лена) и его вклада в изменчивость годового стока показало, что увеличение стока Волги и Енисея определяются ростом снежной аккумуляции, а в бассейнах Оби и Лены эти тенденции выражены слабо. Тренды годового стока в бассейнах Волги и Енисея с середины 1970-х годов, так же как и рост снежной аккумуляции, связаны с увеличением повторяемости положительных аномалий Северо-Атлантического колебания.

Выполнено районирование территории Северной Евразии по характеру многолетних изменений снежного покрова, зимней и летней температуры воздуха. Установлено, что аномалии аккумуляции снега обусловлены вариациями тех же циркуляционных механизмов, что и приземной температуры. Многолетние колебания зимней температуры на территории России почти на 80% объясняются изменениями макромасштабной циркуляции, а ее экстремумы связаны с одновременными аномалиями нескольких циркуляционных индексов. Тренд зимней температуры с начала 1970-х гг. полностью описывается изменениями Северо-Атлантического колебания (70%) и Скандинавского центра действия (30%). Получен вывод о нелинейности связи зимней температуры воздуха в Северной Евразии с индексами крупномасштабной атмосферной циркуляции и о смене с середины 1970-х гг. роли механизмов циркуляции, ответственных за изменения температуры.
Определены последствия климатического опустынивания в засушливых районах России во вторую половину ХХ в. Выявлены разнонаправленные тенденции климатической составляющей опустынивания в ситуации глобального потепления: оно ослабевает на юго-востоке Русской равнины и усиливается на юго-востоке Западной Сибири. При этом как климатические, так и антропогенные факторы опустынивания ослабевают в конце ХХ – начале ХХI в. на юго-востоке Европы. Климатические предпосылки опустынивания возросли в степях восточной части Западной Сибири и Алтая. По прогнозу, выполненному на основе расчетов на региональной климатической модели ГГО, ожидается слабое увеличение аридности к середине ХХI в. в степях юга Европейской России (Краснодарский край и Ростовская область), а также в полупустынных, степных и лесостепных ландшафтах к концу ХХI в.
Статистические исследования влияния различных климатических факторов на характеристики вечной мерзлоты в Западной и Восточной Сибири показали, что основной вклад в межгодовые изменения температуры грунтов на глубине 3-10 м вносит весенняя температура воздуха, а временной сдвиг может достигать 2 лет. Глубина летнего протаивания вечной мерзлоты обусловлена аномалиями летней и отчасти весенней температуры. Роль колебаний толщины снежного покрова заметна лишь в условиях его значительных межгодовых вариаций.

В лаборатории проводится изучение энерговлагообмена на суше, продолжающее фундаментальные географические исследования А.А. Григорьева, М.И. Будыко, Ю.Л. Раунера и др. Разработаны универсальные количественные показатели пространственно-временной упорядоченности энерговлагообмена на суше. Определены критические масштабы пространства и времени, превышение которых ведет к потере информации об изменчивости энерговлагообмена при осреднении. Разработан показатель соотношения ресурсов тепла и влаги, учитывающий сезонный ход и процессы в снежном покрове, который позволил количественно оценить различия в региональной структуре энерговлагообмена. При современных изменениях климата рост ресурсов влаги превышает рост ресурсов тепла в эквивалентных единицах на большей части Северной Евразии, что приводит к смещению на юг зоны недостаточного увлажнения.

Разработана методика, позволяющая ранжировать регионы и страны мира по степени воздействия холода на население для обоснования жизненно необходимых затрат энергии. Разработан и вычислен специальный показатель для ряда стран мира и по субъектам Российской Федерации, что может служить критерием при расчете национальных квот на выбросы парниковых газов.

Выполнено районирование территории Российской Федерации по природным условиям жизни населения, которое отражает состояние природной среды, оказывающей неблагоприятное (благоприятное) воздействие на здоровье, проживание и трудовую деятельность населения и учитывает степень проявления основных природных факторов: холода, тепла, увлажнения, высоты местности, стихийных явлений (гидрометеорологических, сейсмических, геокриологических). Сделана оценка изменений природно-климатических условий жизни населения на Европейской территории России и в Западной Сибири в середине XXI века (2041-2050 гг.) на основе расчётов на модели ГГО. Карта «Районирование территории России по природным условиям жизни населения» (масштаб: 1:45000000) опубликована в «Национальном атласе России». Также разработаны и опубликованы карты: «Экстремальность климатических условий для жизни населения» (масштаб 1: 20 000 000) в «Национальном атласе России», и «Районирование по сочетанию климатических экстремумов» (масштаб 1:3 000 000) в «Атласе природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций».

В лаборатории ведется календарь последовательной смены ЭЦМ для Северного полушария (типизация по методу Б.Л.Дзердзеевского). Более подробная информация на сайте http://www.atmospheric-circulation.ru.

Сотрудники лаборатории принимали участие в выполнении государственного контракта, получили более 30 отечественных и зарубежных грантов по наиболее передовым направлениям исследований.

Сочетания климатических экстремумов на территории России и их пространственно-временное смещение в связи с меняющимся климатом. Проведено районирование территории России по сочетаниям климатических экстремумов за исследуемый период (1986-2000гг.) и изучено пространственное смещение границ районов различных сочетаний климатических экстремумов по сравнению с ранее проведенным районированием по данным за период до 1986г. Различия, выявленные в южной половине Европейской части России сводятся к смещению к югу изолинии числа дней равного и более 5 и 10 с температурой воздуха равной и более +30 град.C. На юге Русской равнине произошло смягчение летних условий за счет сокращения площади территории, где сочетаются экстремальная жара, интенсивные осадки и сильные ветры. В Сибири произошло заметное сокращение площади занимаемой средним из ежегодных абсолютных минимумов температуры воздуха (ниже или равного –40 град.C и –50 град.C), главным образом - за счет сдвига к северу южной границы территории, очерчиваемой изолинией –40 град.C и ниже. Граница территории, где наблюдался экстремум температуры воздуха равный или ниже –50 град.C, сдвинулась к востоку за Енисей и поднялась к северу выше 60 град. с.ш. По данным за период 1986-2000гг. интенсивные осадки (равные или превышающие 50 мм/сутки с вероятностью не менее 1 раза в 10 лет) наблюдались на Европейской части России, на несколько большей территории, чем было в период по данным до 1986г. На юго-востоке Читинской области и на юго-западе Амурской выявлены два района, прилегающие к границе с Китаем, где встречается сочетание всех четырех типов экстремумов - летней жары, суровых зимних холодов, интенсивных осадков муссонного происхождения, а также сильного ветра
Обоснование границы Арктики как физико-географического объекта для определения южной границы Арктической зоны Российской Федерации. Южная граница Арктики с физико-географической точки зрения несколько по-разному определяется по меридиональным секторам континентальной России (все острова в Северном Ледовитом океане, кроме Белого моря безусловно относятся к Арктике).
В Восточно-Европейском секторе южная граница повсюду проходит севернее Полярного круга. К Арктике относятся равнинные тундры северного побережья Кольского полуострова и полуострова Канин Нос, и севера Ненецкого округа вдоль Баренцова моря, а также горы в центре Кольского полуострова (Хибины и Монче-тундра). Только на Полярном Урале вместе с горными тундрами Арктика распространяется к югу до 65,5-66° северной широты.
В Западной Сибири от Урала до Енисея южная граница Арктики совпадает с южной границей тундры, оставаясь почти всюду чуть севернее Полярного круга. К Арктике относятся полуострова Ямал и Гыдан и юго-западное побережье Обской губы до р. Таз с низовьями Оби ниже Салехарда.
В Средней Сибири, от Енисея до Оленька на равнине южные границы Арктики и равнинной тундры также совпадают. Но Арктика включает также плато Анабарское и Путорана, остающиеся впрочем, севернее Полярного круга. К Арктике целиком относятся полуостров Таймыр и побережье моря Лаптевых.
В Восточной Сибири между Оленьком и Омолоном с низовьями Колымы ландшафты и рельеф столь пестры, а зимние температуры столь низки, что границу Арктики целесообразно проводить по Полярному кругу, оставляя в ней север Якутии с Жиганском, Верхоянском и Среднеколымском.
На Дальнем Востоке, благодаря охлаждающему влиянию Берингова и частично Охотского моря, Арктика в ряде мест вместе с тундровыми горными и даже равнинными ландшафтами распространяется южнее Полярного круга, включая Анадырь Юкагирский и Омолонский хребты. Корякское нагорье и перешеек Камчатки севернее 60 градуса примерно до Паланы, причём в этих пределах арктический характер имеет не только природа гор, но и побережья морей.

Динамическая детализация метеорологических полей для выбранных регионов России на базе модели ММ5. Установлено, что динамическая детализация полей с использованием региональной модели возможна для небольших по площади территорий. Сравнение полей, интерполированных формально математическими методами и данных моделирования показало, что использование региональной модели в процедуре детализации имеет принципиальное преимущество по сравнению с другими методами. С увеличением площади осреднения различия между модельными результатами и данными наблюдений уменьшаются. При масштабе временного осреднения в одни сутки и дискретности сетки 15х15 км2 ММ5 достоверно воспроизводит информацию на пространственном масштабе порядка 100 км. ММ5 способна воспроизводить географическое распределение аномальных значений метеовеличин. С помощью метода динамической детализации метеорологических полей возможно прогнозирование атмосферной засухи и воспроизведение ее пространственной структуры, а также прогнозирование паводков на малых реках.
Исследование климатологии природных переходных зон России. Установлено, что на северо-востоке и юго-востоке Русской равнины возрастает зональная контрастность показателей климата и радиационно-тепловых потоков, которая обуславливает максимальную контрастность показателей подстилающей поверхности в переходных зонах - лесотундровой и полупустынной. Зональные области максимальных меридиональных градиентов показателей климата и радиационно-тепловых потоков включают не только лесотундровую и полупустынную зоны, но и простираются на соседние зоны (подзоны).
Влияние вулканических извержений XX века на режим атмосферных осадков на территории России. Крупнейшие газо-пепловые извержения XX века с высотой выбросов, достигающих нижней стратосферы, имеющие в своем составе серосодержащие газы, оказывают воздействие на изменение сумм осадков в холодный и теплый сезоны года.
Вулканические извержения приводили, как правило, к увеличению сумм осадков в холодный период во второй половине XX столетия. В большей части рассмотренных эпизодов извержений увеличение сумм осадков достигало экстремальных значений.
Изменение увлажнения суббореальных равнинных ландшафтов России. Установлено, что увлажнение суббореальных ландшафтов повышалось до начала 1990-х годов, после чего наметилась тенденция к его понижению. Исключение представляют полупустынные ландшафты, а также лесостепные и степные юга Западной Сибири, с сохранившейся положительной тенденцией увлажнения. Наибольший абсолютный рост увлажнения отмечался в широколиственно-лесных и лесостепных ландшафтах Европейской России. Увеличение увлажнения суббореальных ландшафтов во второй половине ХХ в. оказалось недостаточным, чтобы проявились климатические предпосылки смещения границ зон увлажнения. Границы зон увлажнения оставались в пределах межгодовой выборочной изменчивости.