Метеорологические и геофизические исследования. Г. В. Алексеев
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Метеорологические и геофизические исследования - Г. В. Алексеев страница
Полярные области являются важными частями климатической системы Земли. Они, особенно Арктика, тесно связаны с глобальной системой переносами тепла, влаги, соли и воды циркуляцией атмосферы и океана. Здесь формируются усиленные этими взаимосвязями изменения климата, среди которых особое внимание привлекает деградация морских льдов. Одновременно для полярных областей пока не удается получить хорошего согласия между наблюдениями и глобальными моделями климата, в которых главная роль отводится росту концентрации парниковых газов в атмосфере.
На основе собранных данных анализируются особенности состояния климатической системы в первое десятилетие XXI столетия и в период проведения МПГ 2007/08 в сравнении с ее состоянием в предшествующий период и с оценками по расчетам на глобальных моделях климата. Проведен анализ климатических режимов и их изменений в полярных и субполярных регионах на основе модельных расчетов разной степени детальности в сопоставлении с данными наблюдений, реанализа и реконструкций. Даны оценки роли естественных и антропогенных факторов в изменениях климата высоких широт в последние десятилетия.
Представлен обзор результатов выполнения трех крупных междисциплинарных кластеров Международного полярного года в Южной полярной области. Выполнены оценки трендов климатических параметров Южной полярной области за период инструментальных наблюдений с учетом данных МПГ. Расчеты показали, что, несмотря на заметные проявления потепления в Западной Антарктике, метеорологический режим Антарктиды в целом остается в пределах естественной изменчивости атмосферных процессов.
Палеоклиматические реконструкции, основанные на изучении спорово-пыльцевых спектров рыхлых отложений в циркумполярной Арктике, полученных в период МПГ, показали, что время наступления похолоданий и потеплений в различных частях Арктики различно.
В рамках работ Российской антарктической экспедиции (РАЭ) выполнялись измерения концентрации углекислого газа и метана в приземном воздухе в Антарктиде на станции Новолазаревская (70°46’ ю.ш., 11°50’ в.д.).
Для оценки состояния озонового слоя в атмосфере Арктики и Антарктики проводились наблюдения за общим содержанием озона (ОСО) на российских стационарных станциях и на научно-экспедиционных судах (НЭС) во время их рейсов в Антарктиду и Арктику. Сопоставление вновь полученных данных с результатами наблюдений в предшествующие десятилетия позволяет говорить об уменьшении степени проявления весенней отрицательной аномалии ОСО в Антарктиде.
Выполненные модельные расчеты показали, что к 2050-му году еще не произойдет восстановления общего содержания озона до уровня 1970-го года. Концентрация тропосферного озона возрастет на 10–15 %, а дефицит массы озона для атмосферы Земли в целом по сравнению с 1970 годом при этом составит 2 %.
Для радиационного баланса системы «Земля-атмосфера» важна роль аэрозольных примесей в атмосфере. Они ослабляют потоки прямой солнечной радиации, приходящей к поверхности, активно участвуют в процессах конденсации водяного пара, приводят к изменению характеристик облачного покрова, т. е. к изменению суммарного альбедо облачного покрова Земли. Суммарный прямой эффект влияния аэрозольной составляющей на радиационное выхолаживание атмосферы оценивается величиной от -0,9 до -0,1 Вт/м2. В среднем это компенсирует 1/3 величины радиационного прогрева атмосферы за счет углекислого газа (IPCC 2007).
Особое значение имеют относительно редкие исследования аэрозольной составляющей в наиболее чистых районах, таких как Антарктида и Южный океан, которые удалены от основных источников генерации природного и антропогенного аэрозоля. Данные, полученные здесь, позволяют оценить свойства и тенденции изменения глобального фонового аэрозоля. В настоящее время величины аэрозольного ослабления солнечной радиации в Антарктиде были и остаются одними из самых низких на Земле. Они стабильны в пределах их естественной изменчивости. Это свидетельствует о том, что атмосфера Антарктиды до сих пор практически не подвержена загрязнению аэрозолем антропогенного происхождения.
В Арктике, в отличие от Антарктики, имеются очаги аэрозоля антропогенного происхождения. «Дыхание» этих источников чувствуется над российскими арктическими морями, в центральной Арктике и над северными территориями американского материка. Современные изменения характера атмосферной циркуляции и режима осадков в Северной полярной области не могли не повлиять на уровень загрязнения воздуха и подстилающей поверхности в Арктике. Поэтому в рамках МПГ 2007/08 были выполнены исследования пространственных и временных закономерностей переноса воздушных масс и антропогенных аэрозольных составляющих.
На протяжении ряда предшествующих МПГ лет проводилось изучение пространственно-временной