Изменения распространения морских льдов в Арктике и связанные с ними климатические эффекты: диагностика и моделирование


https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-2-53-62

Аннотация

Рассматриваются результаты по моделированию влияния изменений температуры поверхности океана и границ распространения морского льда в последние десятилетия на формирование региональных погодно-климатических аномалий. Отмечена связь между сокращением площади морского льда и формированием антициклонических режимов атмосферной циркуляции, которые приводят к аномально холодным зимам, в том числе на Европейской территории России. Анализ результатов численных экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы позволил установить, что потепление в первой половине XX в. в зимний период должно было сопровождаться значительной отрицательной аномалией площади распространения арктических морских льдов. Полученные результаты свидетельствуют о существенной роли естественных долгопериодных колебаний климата в современных изменениях площади морских льдов. Приведены модельные оценки возможных изменений повторяемости опасных явлений с сильными ветрами и интенсивными волнами в Арктическом бассейне и благоприятных навигационных условий вдоль Северного морского пути в XXI в. Отмечен рост повторяемости экстремальных волн к середине XXI в. для акваторий Карского и Чукотского морей, что связано с увеличением длины разбега волн и региональным усилением приповерхностного ветра.

Об авторах

И. И. Мохов
Obukhov Institute of Physics of Atmosphere, Russian Academy of Sciences, Moscow
Россия


В. А. Семенов
Obukhov Institute of Physics of Atmosphere, Russian Academy of Sciences, Moscow
Россия


В. Ч. Хон
Obukhov Institute of Physics of Atmosphere, Russian Academy of Sciences, Moscow
Россия


Ф. А. Погарский
Obukhov Institute of Physics of Atmosphere, Russian Academy of Sciences, Moscow
Россия


Список литературы

1. Alekseev G.V., Danilov A.I., Katsov V.M., Kuzmina S.I., Ivanov N.E. Changes of sea ice area in the Northern Hemisphere in 20th and 21st centuries according to the data of observation and modeling. Izvestiya Ross. Akad. Nauk. Fizika atmosfery i okeana. Proc. of the RAS, Physics of Atmosphere and Ocean. 2009, 45 (6): 723–735. [In Russian].

2. Bochkov Yu.A. Retrospective of water temperature in the layer 0–200 m at the cross-section “Kola Meridian” in the Barents Sea (1900–1981). Trudy PINRO. 1982: 113–122. [In Russian].

3. Mokhov I.I. Action as an integral characteristics of climatic structures. Assessments for the atmospheric blockings. Doklady Akademii Nauk. Proc. of the Academy of Sciences. 2006, 409 (3): 403–406. [In Russian].

4. Mokhov I.I. Peculiarities of the formation of summer heat in 2010 at the European part of Russia in context of general climate changes and their anomalies. Izvestiya Ross. Akad. Nauk. Fizika atmosfery i okeana. Proc. of the RAS, Physics of Atmosphere and Ocean. 2011, 47 (6): 709–716. [In Russian].

5. Mokhov I.I., Petukhov V.K. Blockings and trends of their changes. Doklady Akademii Nauk. Proc. of the Academy of Sciences. 1997, 337 (5): 687–689. [In Russian].

6. Mokhov I.I., Smirnov D.A., Karpenko A.A. Estimation of relationship the global near surface temperature and different natural and anthropogenic factors on the basis of observation data. Doklady Akademii Nauk. Proc. of the Academy of Sciences. 2012, 443 (2): 225–231. [In Russian].

7. Mokhov I.I., Akperov M.G., Prokofieva M.A., Timazhev A.A., Lupo A.P., Le Tret E. Blockings in the Northern Hemisphere and Euro-Atlantic region: estimations of changes according to data of reanalysis and model calculations. Doklady Akademii Nauk. Proc. of the Academy of Sciences. 2013, 449 (5): 582–586. [In Russian].

8. Semenov V.A. Influence of oceanic inflow in the Barents Sea to the climate variability in Arctic. Doklady Akademii Nauk. Proc. of the Academy of Sciences. 2008, 418 (1): 106–109. [In Russian].

9. Semenov V.A., Mokhov I.I., Latif M. Influence of ocean surface temperature and sea ice borders to the change of regional climate in Eurasia over the last decades. Proc. of the RAS, Physics of Atmosphere and Ocean. 2012, 48 (4): 403–421. [In Russian].

10. Khon V.Ch., Mokhov I.I. Climatic changes in Arctic and possible conditions of Arctic sea navigation in 21st century. Proc. of the RAS, Physics of Atmosphere and Ocean. 2010, 46 (1): 19–25. [In Russian].

11. Bengtsson L., Semenov V.A., Johannessen O.M. The Early Twentieth Century Warming in the Arctic – A possible mechanism. Journ. of Climate. 2004, 17: 4045–4057.

12. Brohan P., Kennedy J.J., Harris I., Tett S.F.B., Jones P.D. Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: A new data set from 1850. Journ. of Geophys. Research: Atmospheres. 2006, 111. D12106. Doi:10.1029/2005jd006548.

13. Delworth T.L., Knutson T.R. Simulation of early 20th century global warming. Science. 2000, 287: 2246–2250.

14. Dorn W., Dethloff K., Rinke A. Limitations of a coupled regional climate model in the reproduction of the observed Arctic sea-ice retreat. The Cryosphere. 2012, 6: 985–998. doi:10.5194/tc-6-985-2012.

15. Graversen R.G., Mauritsen T., Tjernström M., Källen E., Svensson G. Vertical structure of recent Arctic warming. Nature. 2008, 541: 53–56. doi:10.1038/nature06502.

16. Hansen J., Ruedy R., Glascoe J., Sato M. GISS analysis of surface temperature change. Journ. of Geophys. Research. 1999, 104 (D24): 30997–31022.

17. 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., Jenne R., Joseph D. The NCEP/NCAR 40-ear reanalysis project.Bull. of the American Meteorological Society. 1996, 77: 437–470.

18. Khon V.C., Mokhov I.I., Latif M., Semenov V.A., Park W. Perspectives of Northern Sea Route and Northwest Passage in the 21st century. Climatic Change. 2010, 100: 757–768. doi:10.1007/s10584-009-9683-2.

19. Khon V.C., Mokhov I.I., Pogarsky F.A. Climate change in Arctic and sea wave activity in the 21st century from model simulations. Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling. Еd. A. Zadra. Rep. №. 42. S. 7. WGNE, WMO. 2012: 9–10.

20. Knight J.R., Allan R.J., Folland C.K., Vellinga M., Mann M.E. A signature of persistent natural thermohaline circulation cycles in observed climate. Geophys. Research Letters. 2005, 32. doi: 10.1029/2005gl024233.

21. Lemke P., Ren J., Alley R.B., Allison I., Carrasco J., Flato G., Yoshiyuki F., Kaser G., Mote P., Thomas R.H., Zhang J. Observations: Changes in snow, ice and frozen ground. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Еds S. Solomon et al. Cambridge Univ.: Press. Cambridge. 2007: 337–383.

22. Lupo A.R., Oglesby R.J., Mokhov I.I. Climatological features of blocking anticyclones: a study of Northern Hemisphere CCM1 model blocking events in present-day and double CO2 concentration atmospheres. Climate Dynamics. 1997, 13: 181–195.

23. Otterå O. H., Bentsen M., Drange H., Suo L. External forcing as a metronome for Atlantic multidecadal variability. Nature Geoscience. 2010, 3: 688–694. doi: 10.1038/NGEO0955.

24. Petoukhov V., Semenov V.A. A link between reduced Barents-Kara sea ice and cold winter extremes over northern continents. Journ. of Geophys. Research: Atmospheres. 2010, 115: D21111. doi:10.1029/2009JD013568.

25. 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. Journ. of Climate. 2003, 16: 2078–2085.

26. Rayner N.A., Parker D.E., Horton E.B., Folland C.K., Alexander L.V., Rowell D.P., Kent E. C., Kaplan A. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. Journ. of Geophys. Research. 2003, 108 (D14). doi: 10.1029/2002jd002670.

27. Rinke A., Dethloff K. Simulated circum-Arctic climate changes by the end of the 21st century. Global and Planetary Change. 2008, 62: 173–186.

28. Roeckner E., Bäuml G., Bonaventura L., Brokopf R., Esch M., Giorgetta M., Hagemann S., Kirchner I., Kornblueh L., Manzini E., Rhodin A., Schlese U., Schulzweida U., Tompkins A. The atmospheric general circulation model ECHAM 5. Part I: Model description. MPI Rep. V. 349. Hamburg: Max Planck Institute of Meteorology, 2003: 127 p.

29. Schlichtholz P. Influence of oceanic heat variability on sea ice anomalies in the Nordic Seas. Geophys. Research Letters. 2011, 38: L05705. doi:10.1029/2010GL045894.

30. Semenov V.A., Latif M., Dommenget D., Keenlyside N.S., Strehz A., Martin T., Park W. The impact of North Atlantic-Arctic multidecadal variability on Northern Hemisphere surface air temperature. Journ. of Climate. 2010, 23: 5668–5677.

31. Tolman H.L., Chalikov D.V. Source terms in a third-generation wind-wave model. Journ. of Phys. Oceanography. 1996, 26: 2497–2518.

32. Young I.R., Zieger S., Babanin A.V. Global trends in wind speed and wave height. Science. 2011, 332: 451–455.


Дополнительные файлы

Для цитирования: 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. Лёд и Снег. 2013;53(2):53-62. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-2-53-62

For citation: Mokhov I.I., Semenov V.A., Khon V.C., Pogarsky F.A. Change of sea ice content in the Arctic and the associated climatic effects: detection and simulation. Ice and Snow. 2013;53(2):53-62. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-2-53-62

Просмотров: 535

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)