Особенности современных изменений климата в Арктике и их последствий

В статье (обзоре) оцениваются особенности современных быстрых климатических изменений в Арктике и их последствий на основании результатов, полученных в последние годы. В том числе представлены результаты, полученные в рамках программы Президиума РАН «Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования» и российско-германского проекта QUARCCS (QUAntifying Rapid Climate Change in the Arctic: regional feedbackS and large-scale impacts). Наряду с данными наблюдений анализировались различные данные реанализа, а также результаты численных расчетов с глобальными и региональными версиями климатических моделей при разных сценариях антропогенных воздействий для XXI в.

Представлены оценки сравнительной роли естественных и антропогенных факторов в формировании температурных трендов на разных временных горизонтах. Согласно полученным оценкам, доминирующая роль радиационного форсинга парниковых газов проявляется в арктических широтах на временных масштабах около полувека и более.

Новые климатические явления, в частности формирование кратеров на Ямале в условиях тающей вечной мерзлоты, и новые эффекты, в том числе для тенденций изменения морского волнения в акваториях Арктического бассейна, свидетельствуют о достижении определенного критического уровня регионального и глобального потепления, сопоставимого с потеплением оптимума голоцена. При этом современные климатические модели проявляют способность не только воспроизводить ключевые особенности современных климатических режимов и их изменчивости, но и дают возможность получать адекватные прогностические оценки даже для сложных процессов в Арктике.

1. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner et al. (eds.). Cambridge, New York: Cambridge Univ. Press, 2013. 1535 p.

2. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 1008 с.

3. Мохов И.И. Современные изменения климата Арктики // Вестник РАН. 2015. Т 85. № 5-6. С. 478-484.

4. Алексеев Г.В., Радионов В.Ф., Смоляницкий В.М., Фильчук К.В. Результаты и перспективы исследований климата и климатического обслуживания в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64. № 3. C. 262-269.

5. Mokhov I.I. Contemporary climate changes: Anomalies and trends // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 231. P. 012037.

6. Мохов И.И., Смирнов Д.А. Вклад радиационного воздействия парниковых газов и атлантической мультидесятилетней осцилляции в тренды приповерхностной температуры // Метеорология и гидрология. 2018. № 9. С. 5-13.

7. Мохов И.И., Парфенова М.Р. Особенности изменчивости антарктических и арктических морских льдов в последние десятилетия на фоне глобальных и региональных климатических изменений // Вопросы географии. Сб. 150. Исследования Антарктиды. М.: Издательский дом «Кодекс», 2020. C. 304-319.

8. Мохов И.И., Хон В.Ч., Прокофьева М.А. Новые модельные оценки изменений продолжительности навигационного периода для Северного морского пути в XXI веке // Доклады АН. 2016. Т. 468. № 6. C. 699-704.

9. Khon V.C., Mokhov I.I., Semenov V.A. Transit navigation through Northern Sea Route from satellite data and CMIP5 simulations // Environ. Res. Lett. 2017. V. 12 (2). 024010. doi:10.1088/1748-9326/aa5841.

10. Кибанова О.В., Елисеев А.В., Мохов И.И., Хон В.Ч. Изменения продолжительности навигационного периода Северного морского пути в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей: байесовские оценки // Доклады АН. 2018. Т. 481. № 1. С. 88-92.

11. Мохов И.И. Оценка способности современных климатических моделей адекватно оценивать риск возможных региональных аномалий и тенденций изменения // Доклады АН. 2018. Т. 479 (4). С. 452-455.

12. Тисленко Д.И., Иванов Б.В., Смоляницкий В.М., Священников П.Н., Исаксен К., Гьетлен Х. Сезонные и многолетние изменения ледовитости в районе архипелага Шпицберген за период 1979-2015 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2016. № 3 (109). С. 50-59.

13. Мелешко В.П., Мирвис В.М., Говоркова В.А., Байдин А.В., Павлова Т.В., Львова Т.Ю. Потепление климата Арктики и аномально холодная погода зимой в 1979-2017 гг. в Северной Евразии // Метеорология и гидрология. 2019. № 4. С. 15-25.

14. Семенов В.А., Мохов И.И., Латиф М. Влияние температуры поверхности океана и границ морского льда на изменение регионального климата в Евразии за последние десятилетия // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48. № 4. С. 403-421.

15. Мохов И.И., Тимажев А.В. Атмосферные блокирования и изменения их повторяемости в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей // Метеорология и гидрология. 2019. № 6. С. 5-16.

16. Акперов М.Г., Мохов И.И., Дембицкая М.А., Парфенова М.Р., Ринке А. Особенности температурной стратификции и ее изменений в тропосфере арктических широт по данным реанализа и модельным расчетам // Метеорология и гидрология. 2019. № 2. С. 19-27.

17. Chernokulsky A., Kozlov F., Zolina O., Bulygina O., Mokhov I.I., Semenov V.A. Observed changes in convective and stratiform precipitation in Northern Eurasia over the last five decades // Environ. Res. Lett. 2019. V. 14. P. 045001. doi.org/10.1088/1748-9326/aafb82.

18. Интенсивные атмосферные вихри и их динамика / Под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: ГЕОС, 2018. 482 с.

19. Акперов М.Г., Дембицкая М.А., Мохов И.И. Циклоническая активность в Арктическом регионе по модельным расчетам и данным реанализа // Изв. РАН. Сер. Геогр. 2017. № 6. С. 39-46.

20. Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I., Matthes H., Semenov V.A., Adakudlu M., Cassano J., Christensen J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Glisan J., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T, Koldunov N.V, Laprise R., Mottram R., Nikiema O., Parfenova M., Scinocca J.F, Sein D., Sobolowski S., Winger K., Zhang W. Trends of intense cyclone activity in the Arctic from reanalyses data and regional climate models (Arctic-CORDEX) // IOP Publ.: Earth Environ. Sci. 2019. V. 231. 012003. doi:10.1088/1755-1315/231/1/012003.

21. Akperov M., Rinke A., Mokhov I., Matthes H., Semenov V. and the Arctic Cordex Team. Cyclone activity in the Arctic from an ensemble of regional climate models (Arctic CORDEX) // J. Geophys. Res. Atmos. 2018. V. 123 (5). P. 2537-2554.

22. Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I., Semenov V.A., Parfenova M.R., Matthes H., Adakudlu M., Boberg F., Christensenen J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T, Koldunov N.V, Laprise R., Mottram R., Nikiema O., Dmitry Sein D., Sobolowski S., Winger K., Zhang W. Future projections of cyclone activity in the Arctic for the 21st century from regional climate models (Arctic-CORDEX) // Glob. Planet. Change. 2019. V. 182. P. 103005.

23. Zahn M., Akperov M., Rinke A., Feser F., Mokhov I.I. Trends of cyclone characteristics in the Arctic and their patterns from different re-analysis data // J. Geophys. Res. 2018. V. 123. No. 5. P. 2537-2551.

24. Ситнов С.А., Мохов И.И. Аномалии содержания метана в атмосфере над севером Евразии летом 2016 года // ДАН. 2018. Т. 480. № 2. С. 223-228.

25. Sitnov S.A., Mokhov I.I., Likhosherstova A.A. Exploring large-scale black-carbon air pollution over Northern Eurasia in summer 2016 using MERRA-2 reanalysis data // Atmos. Res. 2020. V. 235. Art. Id. 104763. doi:10.1016/j.atmosres.2019.104763.

26. Kosobokova K.N., Hopcroft R.R. Diversity and vertical distribution of mesozooplankton in the Arctic’s Canada Basin // Deep Sea Res. Part II. Top Studies in Oceanography. 2010. V. 57. P. 96-110.

27. Сажин А.Ф., Романова Н.Д., Копылов А.И., Заботкина Е.А. Бактерии и вирусы в арктическом льду // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 373-382.

28. ChoquetM., HatlebakkM., DhanasiriA.K.S., Kosobokova K., Smolina I., Stureide J.E., Svensen C., Melle W., Kwastniewski S., Eiane K., Daase M., Tverberg V., Skreslet S., Bucklin A., Hoarau G. Genetics redraws pelagic biogeography of Calanus // Biol. Lett. 2017. V. 13. 20170588. doi: 10.1098/rsbl.2017.0588

29. Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч., Погарский Ф.А. Изменения распространения морских льдов в Арктике и связанные с ними климатические эффекты: диагностика и моделирование // Лед и снег. 2013. № 2 (122). С. 53-62.

30. Khon V., Mokhov I.I., Pogarskiy F., Babanin A., Dethloff K., Rinke A., Matthes H. Wave heights in the 21st century Arctic Ocean simulated with a regional climate model // Geophys. Res. Lett. 2014. V. 41 (8). P. 2956-2961.

31. Liu Q., Babanin A.V., Zieger S., Young I.R., Guan C. Wind and wave climate in the Arctic Ocean as observed by altimeters // J. Climate. 2016. V. 29. P. 7957-7975.

32. Аржанов М.М., Малахова В.В., Мохов И.И. Условия формирования и диссоциации метан-гидратов в течение последних 130 тысяч лет по модельным расчетам // Доклады АН. 2018. Т. 480. № 6. С. 725-29.

33. Мохов И.И., Елисеев А.В., Гурьянов В.В. Модельные оценки глобальных и региональных изменений климата в голоцене // Доклады АН. 2020. Т. 490. № 1. С. 27-32.

34. Marcott S.A., Shakun J.D., Clark P.U., Mix A.C. A reconstruction of regional and global temperature for the past 11300 years // Science. 2013. V. 339. P. 1198-1201.

35. Катцов В.М., Павлова Т.В. Ожидаемые изменения приземной температуры воздуха в Арктике в 21-м веке: результаты расчетов с помощью ансамблей глобальных климатических моделей (CMIP5 и CMIP3) // Тр. ГГО. 2015. Вып. 579. С. 7-21.