Анализ трендов климатических показателей по данным наземных метеонаблюдений и реанализа на Земле Эндерби, Восточная Антарктика

В работе исследуются наличие и направленность климатических изменений на Земле Эндерби, Восточная Антарктика, где с 1963 по 1999 г. на научной станции Молодежная (сейчас летняя полевая база РАЭ) функционировала единственная метеорологическая станция сети ВМО, а в настоящее время установлена автоматическая метеорологическая станция. Проанализированы тренды температуры приземного слоя воздуха, скорости и направления ветра за период с середины 1960-х гг. по настоящее время. В качестве исходных данных использованы результаты наземных наблюдений на станции Молодежная, а также ряды реанализа, которые позволили восполнить инструментальные ряды и оценить динамику характеристик температуры и ветра для последних десятилетий. В качестве исходных использовались месячные значения климатических параметров, но для характеристик ветра, представленных в виде V и U компонент вектора скорости, брались срочные значения, по которым оценивались среднемесячные значения скоростей и распределения ветра по направлениям. Из различных систем реанализа путем сопоставления с наземными наблюдениями были выбраны ряды, которые показали наибольшее сходство в динамике исследуемых климатических характеристик. Отмечено хорошее согласование температурных рядов наблюдения на метеостанции Молодежная с рядами реанализа UDel_AirT, ERA5 и GISS. Связь между рядами наблюдений ветра менее тесная, несколько лучше динамику скорости ветра передают ряды реанализа ERA5. По анализу многолетней динамики среднегодовых и среднемесячных температур в районе Земли Эндерби тенденция к потеплению статистически не подтверждена, тем не менее отмечено постепенное увеличение количества месяцев в году с положительной динамикой температуры. Из анализа характеристик ветра статистически значимым признан лишь рост среднегодовой скорости ветра с интенсивностью 0,1–0,3 м/с/10 лет.

1. Turner J., Colwell S. R., Marshall G. J., Lachlan‐Cope T. A., Carleton A. M., Jones P. D., Lagun V., Reid P.A., Iagovkina S. Antarctic climate change during the last 50 years // International journal of Climatology. 2005. V. 25. № 3. P. 279–294.

2. Turner J., Bindschadler R.A., Convey P., Di Prisco G., Fahrbach E., Gutt J., Hodgson D.A., Mayewski P.A., Summerhayes C.P. Antarctic Climate Change and the Environment. Cambridge: SCAR, 2009. 526 p.

3. Turner J., Barrand N. E., Bracegirdle T. J., Convey P., Hodgson D. A., Jarvis M., … & Klepikov A. Antarctic climate change and the environment: an update // Polar Record. 2014. V. 50. № 3. P. 237–259. doi: 10.1017/S0032247413000296.

4. Gillett N.P., Stone D.A., Stott P.A., Nozawa T., Karpechko A.Y., Hegerl G.C., Wehner M.F., Jones P.D. Attribution of polar warming to human influence // Nature Geoscience. 2008. V. 1. № 11. P. 750–754.

5. Convey P. Antarctic climate change and its influences on terrestrial ecosystems // Bergstrom D., Convey P., Huiskes A.H.L. (eds.). Trends in Antarctic terrestrial and limnetic ecosystems: Antarctica as a global indicator. Dordrecht: Springer, 2006. P. 253–272.

6. IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate / H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer (Eds.). Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2019. https://www.ipcc.ch/srocc/home/.

7. Convey P., Bindschadler R., Di Prisco G., Fahrbach E., Gutt J., Hodgson D.A., Mayewski P.A., Summerhayes C.P., Turner J. Antarctic climate change and the environment // Antarctic Science. 2009. V. 21. № 6. P. 541–563.

8. Marshall G.J., Orr A., Turner J. A predominant reversal in the relationship between the SAM and East Antarctic temperatures during the twenty-first century // Journal of Climate. 2013. V. 26. № 14. P. 5196–5204.

9. Bromwich D.H., Nicolas J.P., Monaghan A.J., Lazzara M.A., Keller L.M., Weidner G.A., Wilson A.B. Central West Antarctica among the most rapidly warming regions on Earth // Nature Geoscience. 2013. V. 6. P. 139–145. doi: 10.1038/ngeo1671.

10. Steig E.J., Schneider D.P., Rutherford S.D., Mann M.E., Comiso J.C., Shindell D.T. Warming of the Antarctic ice-sheet surface since the 1957 International Geophysical Year // Nature. 2009. V. 457. № 7228. P. 459–462.

11. Bracegirdle T.J., Connolley W.M., Turner J. Antarctic climate change over the twenty first century // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2008. V. 113. D03103. doi: 10.1029/2007JD008933.

12. Robinson S.A., King D.H., Bramley-Alves J., Waterman M.J., Ashcroft M.B., Wasley J., Turnbull J.D., Miller R.E., Ryan-Colton E., Benny T., Mullany K., Clarke L. J., Barry L., Hua Q. Rapid change in East Antarctic terrestrial vegetation in response to regional drying // Nature Climate Change. 2018. V. 8. № 10. P. 879–884.

13. Harig C., Simons F.J. Accelerated West Antarctic ice mass loss continues to outpace East Antarctic gains // Earth and Planetary Science Letters. 2015. V. 415. P. 134–141.

14. Zwally H.J., Giovinetto M.B. Overview and assessment of Antarctic ice-sheet mass balance estimates: 1992–2009 // Surveys in Geophysics. 2011. V. 32. № 4. P. 351–376.

15. Эндерби Земля // Словарь современных географических названий / Под общ. ред. акад. В. М. Котлякова. Институт географии РАН. Екатеринбург: У-Фактория, 2006.

16. Turner J., Chenoli S.N., Abu Samah A., Marshall G., Phillips T., Orr A. Strong wind events in the Antarctic // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2009. V. 114. D18103. doi: 10.1029/2008JD011642.

17. Merzlyakov E.G., Murphy D.J., Vincent R.A., Portnyagin Y.I. Long-term tendencies in the MLT prevailing winds and tides over Antarctica as observed by radars at Molodezhnaya, Mawson and Davis // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2009. V. 71. № 1. P. 21–32.

18. Comiso J.C. Variability and trends in Antarctic surface temperatures from in situ and satellite infrared measurements // Journal of Climate. 2000. V. 13. № 10. P. 1674–1696.

19. Yu L., Zhong S., Sun B. The climatology and trend of surface wind speed over Antarctica and the Southern Ocean and the implication to wind energy application // Atmosphere. 2020. V. 11. № 1. P. 108. doi: 10.3390/atmos11010108.

20. Афанасьев В.Н., Юзбашев М.М. Анализ временных рядов и прогнозирование. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Финансы и статистика, 2012. 320 с.