Оценка многолетней изменчивости толщины припая в морях Российской Арктики по данным полярных станций

В работе проанализированы ряды данных по толщине припая и приземной температуре воздуха (ПТВ) наземных полярных гидрометеорологических станций, расположенных на побережье Российской Арктики. Проведено сравнение данных наблюдений за современный 15-летний период (2005–2020 гг.) с данными наблюдений до 2004 г. (с 1930–1940-х гг.). В результате выявлено, что с 2005 г. толщина припая на момент максимального развития уменьшилась на 13 % в Карском море, на 9 % в Восточно-Сибирском море, на 5 % в морях Лаптевых и Чукотском. Процесс нарастания стал значительно медленнее, а переход между возрастными градациями сместился на 1–2 декады на более поздний срок. С 2005 г. температура воздуха повысилась в среднем на 2,7 °C, при этом наибольший вклад в это вносит осенний период (октябрь–декабрь), а наименьшая разница по сравнению с предыдущими десятилетиями наблюдается в летние месяцы. Поскольку приземная температура воздуха является одним из определяющих факторов нарастания толщины льда, в работе рассмотрена ее корреляция с суммой градусо-дней мороза (СГДМ). В среднем по станциям СГДМ снизилась на 14 %; все рассматриваемые 15 зимних сезонов с 2005 г. можно классифицировать как мягкие, ни на одной из станций зимы не соответствовали критериям суровой или умеренной. Повторяемость мягких зим увеличилась на 36–95 % по станциям. Снижение СГДМ хорошо согласуется с изменениями среднесезонных значений (за ноябрь–май) и максимальных значений толщины припайного льда на станциях. В заключение следует отметить, что исследуемый 15-летний период (2005–2020 гг.) отличается самыми мягкими условиями за всю историю наблюдений на полярных станциях российских арктических морей.

1. Comiso J.J. Large decadal decline of the arctic multiyear ice cover // J. Clim. 2012. V. 25. P. 1176–1193.

2. Petty A.A., Stroeve J.C., Holland P.R., Boisvert L.N., Bliss A.C., Kimura N., Meier W.N. The Arctic sea ice cover 2016: a year of record-low highs and higher-than-expected lows // The Cryosphere. 2018. V. 12 (2). P. 433–453. http://doi.org/10.5194/tc-12-433-2018.

3. Stroeve J.C., Serreze M.C., Holland M.M., Kay J.E., Malanik J., Barrett A.P. The Arctic’s rapidly shrinking sea ice cover: a research synthesis // Climate Change. 2012. V. 110. P. 1005–1027. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0101-1.

4. Serreze M.C., Stroeve J., Barrett A.P., Boisvert L.N. Summer atmospheric circulation anomalies over the Arctic Ocean and their influences on September sea ice extent: A cautionary tale // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121. P. 11463–11485. https://doi.org/10.1002/2016JD025161.

5. Stroeve J.C., Markus T., Boisvert L., Miller J., Barrett A. Changes in Arctic melt season and implications for sea ice loss // Geophys. Res. Lett. V. 41 (4). P. 1216–1225. http://doi.org/10.1002/2013GL058951.

6. Serreze M.C., Holland M.M., Stroeve J. Perspectives on the Arctic’s shrinking sea-ice cover // Science. 2007. V. 315. P. 1533–1536. https://doi.org/10.1126/science.1139426.

7. Егоров А.Г., Павлова Е.А. Изменение сроков устойчивого ледообразования в восточных арктических морях России в начале XXI в. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 6 (4). С. 389–404. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2019-65-4-389-404.

8. Юлин А.В., Тимофеева А.Б., Павлова Е.А., Шаратунова М.В., Хотченков С.В. Межгодовая и сезонная изменчивость ледовитости российских арктических море в современном климатическом периоде // Труды ГОИН. 2019. № 220. С. 44–60.

9. Frolov I., Gudkovich Z., Karklin V., Kovalev E. Smolyanitsky V. Climate change in Eurasian Arctic shelf seas. Centennial Ice Cover Observations. Chichester, UK: Praxis Publishing Ltd., 2009. 164 p.

10. Иванов В.В., Алексеенков Г.А., Коржиков А.Я. О совершенствовании макроциркуляционного метода долгосрочного метеорологического прогноза в Карском море // Гидрометеорологические исследования и прогнозы (Труды Гидрометцентра России). 2018. № 4 (370). С. 105–121.

11. Алексеев Г.В.¸ Радионов В.Ф., Александров Е.И., Иванов Н.Е., Харланенкова Н.Е. Изменение климата Арктики при глобальном потеплении // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 1 (103). С. 32–42.

12. Ашик И.М.¸ Иванов В.В., Кассенс Х., Махотин М.С., Поляков И.В. Основные результаты океанологических исследований Северного Ледовитого океана в последнее десятилетие // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 1 (103). С. 42–56.

13. Тimofeeva А., Sharatunova M, Pavlova E., Sheveleva T., Yulin A. General tendencies of the ice extent changes in the Russian Arctic seas // Proceedings of the 26th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC-2021), June 14–18, 2021, Moscow, Russia. URL: https://www.poac.com/Proceedings/2021/POAC21-078.pdf (дата обращения: 01.09.2023).

14. Rothrock D.A., Yu Y., Mayakut G.A. Thinning of Arctic Sea ice cover // Geophys. Res. Let. 1999. V. 26. P. 3469–3472.

15. Rothrock D., Zhang J., Yu Y. The Arctic ice thickness anomaly of the 1990s: a consistent view from observations and models // J. Geophys. Res. 2003. V. 108 (C3). Paper 3083. doi: 10.1029/2001JC001208.

16. Haas C. Late-summer sea ice thickness variability in the Arctic Transpolar Drift 1991–2001 derived from ground-based electromagnetic sounding // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L09402. doi: 10.1029/2003GL019394.

17. Haas C., Howell S.E.L. Ice thickness in the Northwest Passage // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. 10.1002/2015GL065704. https://doi.org/10.1002/2015GL065704

18. Kwok R., Untersteiner N. The thinning of Arctic sea ice // Phys. Today. 2011. V. 64. P. 36–41. doi: 10.1063/1.3580491.

19. Ricker R., Hendricks S., Girard-Ardhuin F., Kaleschke L., Lique C., Tian-Kunze X., Nicolaus M., Krumpen T. Satellite observed drop of Arctic sea ice growth in winter 2015–2015 // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. P. 3236–3245. https://doi.org/10.1002/2016GL072244.

20. Ricker R., Hendricks S., Kaleschke L., Tian-Kunze X., King J., Haas C. A weekly Arctic sea-ice thickness data record from merged CryoSat-2 and SMOS satellite data // The Cryosphere. 2017. V. 11. P. 1607–1623. https://doi.org/10.5194/tc-11-1607-2017.

21. Stroeve J.C., Schroeder D., Tsamados M., Feltham D. Warm winter, thin ice? // The Cryosphere. 2018. V. 12. P. 1791–1809. https://doi.org/10.5194/tc-12-1791-2018.

22. Егоров А.Г. Изменение возрастного состава и толщины зимнего ледяного покрова арктических морей России в начале XXI в. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. Т. 66 (2). С. 124–143. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-2-124-143.

23. Смоляницкий В.М., Тюряков А.Б., Фильчук К.В., Фролов И.Е. Сравнительный анализ прямых измерений толщин льда и высот снега, наблюдений Cryosat-2 и численных оценок системы PIOMAS // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. Т. 66 (3). С. 337–348. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-337-348.

24. Карелин И.Д., Карклин В.П. Припай и заприпайные полыньи арктических морей сибирского шельфа в конце XX — начале XXI века. СПб.: ААНИИ, 2012. 180 с.

25. Карклин В.П.¸ Карелин И.Д., Юлин А.В., Иванов Н.Е., Усольцева Е.А. Особенности формирования припая в море Лаптевых // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 3 (97). С. 5–14.

26. РД 52.10.842-2017 Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 9. Гидрометеорологические наблюдения на морских станциях и постах. Ч. I. Гидрологические наблюдения на береговых станциях и постах. М.: ООО «Издание ИТРК», 2017. 375 с.

27. Карклин В.П., Хотченков С.В., Юлин А.В., Смоляницкий В.М. Формирование возрастного состава льда в юго-западной части Карского моря в осенне-зимний период // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 3 (113). C. 16–26. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-3-16-26.

28. Моря российской Арктики в современных климатических условиях / Под ред. канд. геогр. наук И.М. Ашика. СПб.: ААНИИ, 2021. 360 с.

29. National Oceanic and Atmospheric Administration, Daily archive of Arctic Oscillation Index. URL: https://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/cwlinks%20/ (дата обращения: 27.10.2022).

30. Зубов Н.Н. О льдах Арктики и Антарктики. М.: МГУ, 1956. 60 с.

31. Доронин Ю.П. К вопросу о нарастании морского льда // Проблемы Арктики и Антарктики. 1959. № 1. С. 73–79.

32. Тимофеева А.Б., Шаратунова М.В. Многолетняя изменчивость толщины припая в море Лаптевых по данным полярных станций // Российская Арктика. 2021. № 12. С. 62–76. doi: 10.24412/2658-4255-2021-1-62-76.

33. Думанская И.О. Ледовые условия морей азиатской части России. Обнинск: ИГ-СОЦИН, 2017. 640 с.

34. Polyakov I.V., Alekseev G.V., Bekryaev R.V., Bhatt U.S., Colony R., Johnson M.A., Karklin V.P., Walsh D., Yulin A.V. Long-term ice variability in Arctic marginal seas // Journal of Climate. 2003. V. 16. № 12. P. 2078–2085. doi: 10.1175/1520-0442(2003)016<2078:LIVIAM>2.0.CO;2.

35. Гирс А.А. Основы долгосрочных прогнозов погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 560 с.

36. Иванов В.В., Алексеев В.А., Алексеева Т.А., Колдунов Н.В, Репина И.А., Смирнов А.В. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследования Земли из космоса. 2013. № 4. C. 50–65. doi: 10.7868/S0205961413040076.