Влияние океанического притока тепла в Баренцево море на региональные изменения ледовитости и статической устойчивости атмосферы

На основе результатов ансамблевых расчётов с использованием региональной климатической модели HIRHAM/NAOSIM для Арктики исследовано влияние притока океанических вод в Баренцево море на концентрацию морских льдов и характеристики атмосферы в зимние месяцы. Показана определяющая роль вариаций притока океанических вод в Баренцево море на режим морских льдов и приповерхностной температуры воздуха, а также статическую устойчивость атмосферы в зимний период.

Баренцево море, изменения климата, морской лёд, полярные мезоциклоны, приток океанических вод, региональная модель климата, циклоны,

1. Мохов И.И. Современные изменения климата Арктики // Вестн. РАН. 2015. Т. 85. № 5–6. С. 478–484.

2. Arthun M., Eldevik T., Smedsrud L.H., Skagseth Ø., Ingvaldsen R.B. Quantifying the influence of Atlantic heat on Barents sea ice variability and retreat // Journ. of Climate. 2012. V. 25. P. 4736–4743. doi: 10.1175/JCLI-D-11-00466.1.

3. Алексеев Г.В., Кузмина С.И., Глок Н.И., Вязилова А.Е., Иванов Н.Е., Смирнов А.В. Влияние Атлантики на потепление и сокращение морского ледяного покрова в Арктике // Лёд и Снег. 2017. Т. 57. № 3. С. 381–390. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2017-3-381-390.

4. Мохов И.И. Вертикальный температурный градиент в тропосфере и его связь с приповерхностной температурой по эмпирическим данным // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1983. Т. 19. № 9. С. 913–919.

5. Мохов И.И., Акперов М.Г. Вертикальный температурный градиент в тропосфере и его связь с приповерхностной температурой по данным реанализа // Изв. РAH. Физикa aтмocфepы и oкeaнa. 2006. Т. 42. № 4. C. 467–475.

6. Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. Влияние глобальных климатических из менений на вихревую активность в атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28. № 1. С. 11–26.

7. Мохов И.И., Чернокульский А.В., Акперов М.Г., Дюфрен Ж. Л., Трет Э. Ле. Изменения характеристик циклонической активности и облачности в атмосфере внетропических широт северного полушария по модельным расчетам в сопоставлении с данными реанализа и спутниковыми данными // ДАН. 2009. Т. 424. № 3. C. 393–397.

8. Акперов М.Г., Мохов И.И. Оценки чувствительности циклонической активности в тропосфере внетропических широт к изменению температурного режима // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 2. С. 129. doi: 7868/ S000235151302003X.

9. Mokhov I.I., Akperov M.G., Dembitskaya M.A. Lapserate feedback assessment from reanalysis data // Re search Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling. Еd. E. Astakhova. 2016. WCRP Report № 15. P. 2.07–2.08.

10. Onarheim I.H., Eldevik T., Arthun M., Ingvaldsen R.B., Smedstrud L.H. Skillful prediction of Barents Sea ice cover // Geophys. Research Letters. 2015. V. 42. № 13. P. 5364–5371. doi: 10.1002/2015GL064359.

11. Семенов В.А. Влияние океанического притока в Баренцево море на изменчивость климата в Арктике // ДАН. 2008. Т. 418. № 1. С. 106–109. doi: 10.1007/s11471-008-1020-0.

12. Semenov V.A., Park W., Latif M. Barents Sea inflow shutdown: A new mechanism for rapid climate changes // Geophys. Research Letters. 2009. V. 36. № 14. P. L14709. doi: 10.1029/2009GL038911.

13. Schlichtholz P. Influence of oceanic heat variability on sea ice anomalies in the Nordic Seas // Geophys. Research Letters. 2011. V. 38. № 5. P. L05705. doi: 10.1029/2010GL045894.

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., Семенов В.А., Хон В.Ч., Латиф М., Роекнер Э. Связь аномалий климата Евразии и Северной Атлантики с естественными вариациями Атлантической термохалинной циркуляции по долгопериодным модельным расчетам // ДАН. 2008. Т. 419. № 5. С. 687–690.

16. Trenberth K.E., Stepaniak D.P. The flow of energy through the Earth's climate system // Quarterly Journ. of the Royal Meteorological Society. 2004. V. 130. P. 2677–2701. doi: 10.1256/qj.04.83.

17. Smedsrud L.H., Esau I., Ingvaldsen R.B., Eldevik T., Haugan P.M., Li C., Lien V.S., Olsen A., Omar A.M., Ottera O.H., Sando A.B., Semenov V.A., Sorokina S., Risebrobakken B.B. The role of the Barents sea in the arctic climate system // Reviews of Geophysics. 2013. V. 51. № 3. P. 415–449. doi: 10.1002/rog.20017.1.

18. Schlichtholz P. Observational evidence for oceanic forcing of atmospheric variability in the Nordic seas area // Journ. of Climate. 2013. V. 26. № 9. P. 2957– 2975. doi: 10.1175/JCLI-D-11-00594.1.

19. Schlichtholz P. Local wintertime tropospheric response to oceanic heat anomalies in the Nordic Seas area // Journ. of Climate. 2014. V. 27. № 23. P. 8686– 8706. doi: 10.1175/JCLI-D-13-00763.1.

20. Koenigk T., Brodeau L. Ocean heat transport into the Arctic in the twentieth and twenty-first century in EC-Earth // Climate Dynamics. 2014. V. 42. № 11– 12. P. 3101–3120. https://doi.org/10.1007/s00382013-1821-x.

21. Lien V.S., Schlichtholz P., Skagseth Ø., Vikebø F.B. Wind-driven Atlantic water flow as a direct mode for reduced Barents Sea ice cover // Journ. of Climate. 2017. V. 30. № 2. P. 803–812.

22. Мохов И.И., Акперов М.Г., Лагун В.Е., Луцен ко Э.И. Интенсивные арктические мезоциклоны // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 3. C. 291–297.

23. Condron A., Bigg G.R., Renfrew I.A. Polar mesoscale cyclones in the Northeast Atlantic: Comparing climatologies from ERA and satellite imagery Mon // Monthly weather review. 2006. V. 134. № 5. P. 1518– 1533. doi: org/10.1175/MWR3136.1.

24. Акперов М.Г., Мохов И.И., Дембицкая М.А. Арктические мезоциклоны по спутниковым данным, данным реанализа и модельным расчетам // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 297– 304. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-297-304.

25. Zahn M., Von Storch H. Decreased frequency of North Atlantic polar lows associated with future climate warming // Nature. 2010. V. 467. № 7313. P. 309. doi: 10.1038/nature09388.

26. Jaiser R., Dethloff K., Handorf D., Rinke A., Cohen J. Impact of sea ice cover changes on the northern hemisphere atmospheric winter circulation // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2012. V. 64. № 1. P. 11 595. doi: 10.3402/tellusa. v64i0.11595.

27. Dorn W., Rinke A., Köberle C., Dethloff K., Gerdes R. HIRHAM–NAOSIM 2.0: The upgraded version of the coupled regional atmosphere-ocean-sea ice model for Arctic climate studies // Geosci. Model Dev. Discuss. 2018. https://doi.org/10.5194/gmd2018-278. In review.

28. Levitus S., Boyer T. World Ocean Atlas // NOAA Atlas NESDIS 4, U.S. Gov. Printing Office, Washington, DC, USA. 1994. V. 4. Temperature. 117 p.

29. Levitus S., Burgett R., Boyer T. World Ocean Atlas // NOAA Atlas NESDIS 3, U.S. Gov. Printing Office, 25 Washington, DC, USA. 1994. V. 3. Salinity. P. 99.

30. Fieg K., Gerdes R., Fahrbach E., BeszczynskaMöller A., Schauer U. Simulation of oceanic volume transports through Fram Strait 1995–2005 // Ocean Dynamics. 2010. V. 60. № 3. P. 491–502. https://doi. org/10.1007/s10236-010-0263-9, 2010.

31. Khon V.C., Mokhov I.I., Pogarsky F.A., Babanin A., Dethloff K., Rinke A., Matthes H. Wave heights in the 21st century arctic ocean simulated with a regional climate model // Geophys. Research Letters. 2014. V. 41. P. 2956–2961. doi: org/10.1002/2014GL059847.

32. Akperov M., Mokhov I., Rinke A., Dethloff K., Matthes H. Cyclones and their possible changes in the Arctic by the end of the twenty first century from regional climate model simulations // Theoretical and Applied Climatology. 2015. V. 122. № 1–2. P. 85–96. doi: org/10.1007/s00704-014-1272-2.

33. Akperov M., Rinke A., Mokhov I., Matthes H., Se menov V., Adakudlu M., Cassano J., Christensen J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Glisan J., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T., Koldu nov N.V., Laprise R., Mottram R., Nikiema O., Scinocca J.F., Sein D., Sobolowski S., Winger K., Zhang W. Cyclone activity in the Arctic from an ensemble of regional climate models (Arctic COR DEX) // Journ. of Geophys. Research: Atmospheres. 2018. V. 123. № 5. P. 2537–2554. https://doi. org/10.1002/2017JD027703.

34. Zahn M., Von Storch H. A long-term climatology of North Atlantic polar lows // Geophys. Re search Letters. 2008. V. 35. № 22. P. 1–6. doi: 10.1029/2008GL035769.

35. Tsubouchi T., Bacon S., Aksenov Y., Naveira Garaba to A.C., Beszczynska-Möller A., Hansen E., L. de Steur, Curry B., Lee C.M. The Arctic Ocean Seasonal Cycles of Heat and Freshwater Fluxes: Observation-Based Inverse Estimates // Journ. of Physical Oceanography. 2018. V. 48. № 9. P. 2029–2055. doi: 10.1175/JPO-D-17-0239.1.

36. Long Z., Perrie W. Changes in ocean temperature in the Barents Sea in the twenty-first century // Journ. of Climate. 2017. V. 30. № 15. P. 5901–5921. doi: 10.1175/JCLI-D-16-0415.1.

37. Semenov V.A., Latif M. Nonlinear winter atmospheric circulation response to Arctic sea ice concentration anomalies for different periods during 1966–2012 // Environmental Research Letters. 2015. V. 10. № 5. P. 054020.

38. Koyama T., Stroeve J., Cassano J., Crawford A. Sea ice loss and Arctic cyclone activity from 1979 to 2014 // Journ. of Climate. 2017. V. 30. № 12. P. 4735–4754. doi: 10.1175/JCLI-D-16-0542.1.

39. Inoue J., Hori M.E., Takaya K. The Role of Barents Sea Ice in the Wintertime Cyclone Track and Emergence of a Warm-Arctic Cold-Siberian Anomaly // Journ. of Climate. 2012. V. 25. № 7. P. 2561–2568. doi: 10.1175/JCLI-D-11-00449.1.