Изменения климата западной части Российской Арктики в 1980–2021 гг. Часть 1. Температура воздуха, осадки, ветер

По среднемесячным данным реанализа спутниковых измерений NASA MERRA-2 исследованы климатические изменения температуры воздуха, количества атмосферных осадков и скорости ветра в регионе западной части Российской Арктики (60–75° с. ш., 30–85° в. д.) за 1980–2021 гг. Показаны существенные изменения этих параметров между периодами 1980–2000 гг. и 2001–2021 гг., причем наиболее сильное увеличение температуры наблюдалось для ноября и апреля, что свидетельствует о произошедшем смещении границ сезонов — более позднем начале и раннем завершении зимы. Обнаружено, что в период 2001–2021 гг. температура быстрее всего росла в акваториях Баренцева и Карского морей и этот рост происходил с ускорением. Найдены отрицательные изменения температуры в зимний сезон в районах впадения крупных рек в Баренцево и Карское моря. Выдвинута гипотеза, что это вызвано обнаруженным увеличением количества осадков на водосборе этих рек в 2001–2021 гг. по сравнению с 1980–2000 гг. Показано, что обнаруженное увеличение количества осадков связано с существенным изменением циркуляции атмосферы в исследуемом регионе. В летний сезон и сентябре в исследуемом регионе произошло усиление западного ветра. В зимний сезон 2001–2021 гг. в Баренцевом и Карском морях произошло усиление южного ветра по сравнению с 1980–2000 гг.

1. Moon T.A., Druckenmiller M.L., Thoman R.L. Executive Summary // NOAA Technical Report OAR ARC ; 21-01. Arctic Report Card 2021. 4 p. https://doi.org/10.25923/5s0f-5163. URL: https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/34308 (дата обращения: 15.06.2022).

2. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2021 год. М.: Росгидромет, 2022. 104 с.

3. Магрицкий Д.В., Повалишникова Е.С., Фролова Н.Л. История изучения стока воды и водного режима рек Арктической зоны России в XX в. и начале XXI в. // Арктика и Антарктика. 2019. № 3. С. 61–96. doi: 10.7256/2453-8922.2019.3.29939. URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=29939 (дата обращения: 15.06.2022).

4. Комплексные исследования Белого моря и водосбора в интересах развития Арктической зоны РФ: Отчет о научно-исследовательской работе. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. 103 с.

5. Толстиков А.В., Балаганский А.Ф., Чернов И.А. Оценка теплового стока рек водосбора Белого моря // Вестник Московского университета. Сер. 5: География. 2021. № 3. С. 109–119.

6. Ivanov V., Alexeev V., Koldunov N.V., Repina I., Sandø A.B., Smedsrud L.H., Smirnov A.Arctic Ocean heat impact on regional ice decay: a suggested positive feedback // Journal of Physical Oceanography. 2016. № 46 (5). P. 1437–1456.

7. Årthun M., Eldevik T., Smedsrud L.H., Skagseth Ø., Ingvaldsen R.B. Quantifying the influence of Atlantic heat on Barents Sea ice variability and retreat // Journal of Climate. 2012. № 25 (13). P. 4736–4743.

8. Polyakov I.V., Pnyushkov A.V., Alkire M.B., Ashik I.M., Baumann T.M., Carmack E.C., Goszczko I., Guthrie J., Ivanov V.V., Kanzow T., Krishfield R., Kwok R., Sundfjord A., Morison J., Rember R., Yulin A. Greater role for Atlantic inflows on sea-ice loss in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean // Science. 2017. № 356.6335. P. 285–291.

9. Gelaro R., McCarty W., Suárez M.J., Todling R., Molod A., Takacs L., Randles C.A., Darmenov A., Bosilovich M.G., Reichle R., Wargan K., Coy L., Cullather R., Draper C., Akella S., Buchard V., Conaty A., da Silva A.M., Gu W., Kim G., Koster R., Lucchesi R., Merkova D., Nielsen J.E., Partyka G., Pawson S., Putman W., Rienecker M., Schubert S.D., Sienkiewicz M., Zhao B. The modern-era retrospective analysis for research and applications, Version 2 (MERRA-2) // Journal of Climate. 2017. № 30 (14). P. 5419–5454.

10. Rienecker M.M., Suarez M.J., Gelaro R., Todling R., Bacmeister J., Liu E., Bosilovich M.G., Schubert S.D., Takacs L., Kim G., Bloom S., Chen J., Collins D., Conaty A., da Silva A., Gu W., Joiner J., Koster R.D., Lucchesi R., Molod A., Owens T., Pawson S., Pegion P., Redder C.R., Reichle R., Robertson F.R., Ruddick A.G., Sienkiewicz M., Woollen J. MERRA: NASA’s modern-era retrospective analysis for research and applications // Journal of Climate. 2011. № 24 (14). P. 3624–3648.

11. Molod A., Takacs L., Suarez M., Bacmeister J. Development of the GEOS-5 atmospheric general circulation model: evolution from MERRA to MERRA-2 // Geosci. Model Dev. Discuss. 2014. № 7. P. 7575–7617.

12. Wu W.-S., Purser R.J., Parrish D.F. Three-dimensional variational analysis with spatially inhomogeneous covariances // Mon. Wea. Rev. 2002. № 130. P. 2905–2916.

13. Reichle R.H., Koster R.D., De Lannoy G.J.M., Forman B.A., Liu Q., Mahanama S.P.P., Toure A. Assessment and enhancement of MERRA land surface hydrology estimates // Journal of Climate. 2011. № 24. P. 6322–6338.

14. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., Roy J., Dennis J. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1996. V. 77. P. 437–471.

15. Chen M., Xie P., Janowiak J.E., Arkin P.A. Global land precipitation: a 50-yr monthly analysis based on Gauge observations // J. of Hydrometeorology. 2002. № 3. P. 249–266.

16. Лобанов В.А., Токпа М.М., Григорьева А.А. Применение статистических моделей нестационарного среднего для выявления изменений климата // Климатические риски и космическая погода: Материалы Международной конференции, посвященной памяти Нины Константиновны Кононовой. Иркутск, 14–17 июня 2021 г. Иркутск: Издательство ИГУ, 2021. С. 360–369.

17. Лобанов В.А., Горшкова Н.И. Характеристики ледового режима республики Саха (Якутия) и их климатические изменения // Ученые записки РГГМУ. 2020. № 55. С. 86–98.

18. Byshev V.I., Neiman V.G., Romanov Yu.A., Serykh I.V. Phase variability of some characteristics of the present-day climate in the Northern Atlantic region // Doklady Earth Sciences. 2011. V. 438. № 2. P. 887–892.

19. Byshev V.I., Neiman V.G., Anisimov M.V., Gusev A.V., Serykh I.V., Sidorova A.N., Figurkin A.L., Anisimov I.M. Multi-decadal oscillations of the ocean active upper-layer heat content // Pure and Applied Geophysics. 2017. V. 174. № 7. P. 2863–2878.

20. Rodionov S.N. A sequential algorithm for testing climate regime shifts // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31 (9). L09204, 4 p. doi:10.1029/2004GL019448.

21. Барцев С.И., Белолипецкий П.В., Дегерменджи А.Г., Иванова Ю.Д., Почекутов А.А., Салтыков М.Ю. Новый взгляд на динамику климата Земли // Вестник РАН. 2016. Т. 86. № 3. С. 244–251.

22. Serykh I.V., Kostianoy A.G. Seasonal and interannual variability of the Barents Sea temperature // Ecologica Montenegrina. 2019. V. 25. P. 1–13.

23. Серых И.В., Толстиков А.В. О причинах долгопериодной изменчивости приповерхностной температуры воздуха над Белым морем // Вестник Московского университета. Сер. 5: География. 2020. № 4. С. 83–95.

24. Будыко М.И. О происхождении ледниковых эпох // Метеорология и гидрология. 1968. № 11. С. 3–12.

25. Серых И.В., Костяной А.Г., Лебедев С.А., Костяная Е.А. О переходе температурного режима региона Белого моря в новое фазовое состояние // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15. № 1. С. 98–111.