| 16. |
Аннотация |
Проявления изменений климата на территории Российской Федерации характеризуются впечатляющим многообразием и неоднозначностью последствий для природной среды, экономики и населения нашей страны. Для России важен весь комплекс угроз, рисков и возможностей, обусловленных наблюдаемыми и ожидаемыми климатическими изменениями, что вносит специфические особенности в политику РФ. Это обуславливает необходимость учёта изменений климата в качестве одного из ключевых долговременных факторов безопасности Российской Федерации и выдвигает проблему предсказуемости изменений климата и их последствий в её национальном и международном измерениях в число приоритетов политики Российской Федерации. Несмотря на значительный прогресс в понимании причин и последствий современных изменений климата, моделировании возможных будущих изменений, значительный круг проблем остается нерешенным. К ним относятся особенности региональных проявлений и механизмов формирования изменений климата, понимание связи характеристик экстремальных явлений с глобальным потеплением, относительная роль естественной изменчивости климата и внешних воздействий в происходящих изменениях на разных временных масштабах, комплексные последствия изменений климата для окружающей среды и человека, механизмы возможных резких (нелинейных) изменений климата.
На территории России ежегодно фиксируется большое количество опасных погодных и климатических явлений, часто сопровождающимися значительными негативными последствиями для населения и экономики регионов. Наибольшую актуальность в данном направлении исследований имеет вопрос о возможном влиянии процесса глобального потепления на изменение частоты и интенсивности экстремальных погодных и климатических явлений. Уточнение факторов, оказывающих влияние на частоту экстремумов в разных регионах России, играет важную роль в научном и общественном понимании последствий изменения климата, а также помогает в разработке стратегий по адаптации к таким явлениям. Современное потепление крайне неравномерно, как во времени, так и в пространстве. В зависимости от этого его последствия могут быть положительными и отрицательными для природной среды. Актуальность работы связана с исследованием последствий неравномерного потепления в России, комплексной оценкой и прогнозами его позитивных и негативных последствий для наиболее чувствительных в природном плане переходных транзитных зон. Актуальность исследования также связана с изучением последствий климатических изменений для условий жизнедеятельность населения, оценке возможностей адаптации и смягчения негативных последствий. Актуальность исследования особенностей современной ландшафтно-климатической обстановки в переходных ландшафтных зонах связана с изучением возможных изменений в переходных ландшафтных зонах, в большинстве своем относящихся к местностям с повышенными трудностями для проживания. Актуальной проблемой является восстановление данных о всем спектре характеристик взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой с учетом изменяющейся растительности и снежного покрова, особенно для слабо освещенных данными наблюдений высокоширотных регионов российской Арктики и Сибири. Это может быть сделано с использованием модели локального тепловлагообмена SPONSOR с входными данными реанализов и современных баз данных. Современные изменения глобального климата связаны, в том числе, с изменениями содержания климатически активных веществ в атмосфере. Необходимы методы и процедуры для выявления вкладов в последние различных факторов, в том числе антропогенных. Актуальность исследований связи режимов увлажнения с глобальным потеплением и модами внутренней изменчивости климата связана с тем, что основная часть зернового пояса России расположена в регионах недостаточного и неустойчивого увлажнения с существенными межгодовыми колебаниями режимов тепло- и влагообеспеченности, что влияет на устойчивость урожаев. Диагностика формирования аномалий атмосферной циркуляции и их проявлений в климате и окружающей среде необходима для прогнозирования внутренней климатической изменчивости, связанных с ней региональных климатических аномалий и их последствий для окружающей среды. Цель научного исследования: Оценка современных и будущих изменений климата на территории России и их воздействия на среду обитания человека и условия его жизнедеятельности, биоклиматические особенности территорий, ландшафтно-климатическую обстановку, речной сток и климатические ресурсы. Исследование структур внутренней климатической изменчивости на территории России (в т.ч. анализ ведущих мод крупномасштабной циркуляции, циклонической и антициклонической активности, атмосферного блокирования), связи их характеристик с условиями на нижней границе атмосферы (температурой поверхности океана, площадью арктических морских льдов, влажности почвы), влиянии таких структур на сезонные региональные климатические режимы, включая экстремальные. Анализ климатических (в области климатологических фронтов, зон повышенной повторяемости циклонов) и антропогенных транзитных зон по комплексу климатических индикаторов и характеристик подстилающей поверхности, их мониторинг на основе градиентного анализа, а также сравнительный анализ эволюции различных транзитных зон в зависимости от интенсивности потепления. Численное моделирование компонент земной климатической системы, а также использование разномасштабных мировых баз данных метеоэлементов, свойств подстилающей поверхности суши и реанализов с целью лучшего понимания процессов формирования и изменчивости климата, в том числе роли естественной изменчивости и внешних воздействий в современных изменениях климата регионов России. Восстановление данных о характеристиках взаимодействия подстилающей поверхности регионов суши с атмосферой с учетом изменяющейся растительности и снежного покрова с использованием численной модели локального тепло-влагообмена.
Исследование современных и прогностические оценки будущих тенденций изменений характеристик экстремальных погодно-климатических явлений на территории России, механизмов формирования таких явлений на основе использования данных наблюдений и моделей климата. Исследование влияния изменений в системе взаимодействий «океан-лед-атмосфера» на формирование аномалий регионального климата в России. Оценка влияния сезонных аномалий и экстремумов температурно-влажностного режима на урожайность с/х культур в регионах России. Оценка вклада внутренней изменчивости климатической системы и внешних воздействий на климат в потепление середины XX века для понимания причин современного глобального потепления и оценки будущих изменений климата в XXI веке. Исследование пространственно-временных особенностей и механизмов изменения характеристик климатической системы в Арктике по данным климатического моделирования, данных наблюдений и реанализов. Исследование эволюции характеристик площади морских льдов в Арктике, в т.ч. предсказуемости региональных аномалий ледовитости на масштабах сезон-межгод, с использованием спутниковых данных и данных ансамблей климатических моделей в XX и XXI вв. Задачи, предлагаемые к решению: Обоснование использования дистанционных индикаторов поверхности для независимого определения климатической переходной зоны и ее мониторинга; Оценка интегрального влияния на жизнедеятельность населения климатических изменений с учетом роста экстремальных климатических событий в современном и будущем климате и рекомендации по мерам адаптации и смягчению последствий. Совершенствование модели локального тепловлагообмена SPONSOR, подготовка баз данных метеоэлементов, свойств подстилающей поверхности суши и реанализов для проведения экспериментов. Сравнение изменений интенсивности колебаний суточной температуры воздуха с изменениями экстремальных (минимальных и максимальных) суточных температур. Анализ возможного расширения пояса субтропических антициклонов и его вклада в изменчивость циклонической/антициклонической циркуляции (включая блокирование западного переноса) Исследование изменений метеорологических характеристик по данным метеорологических станций и сеточных архивов данных для территории России. Исследование структуры основных мод изменчивости сезонных засух различных типов на территории России по данным наземных инструментальных наблюдений и спутниковых измерений Анализ многолетней изменчивости циркуляционных мод и аномалий высоты геопотенциала, значимых для формирования режима атмосферной циркуляции на севере Евразии. Связь с аномалиями поверхности океана, площади морского арктического льда в конце ХХ – начале XXI вв. Аналитический обзор исследований и результатов климатического моделирования по оценке роли различныx внутренниx и внешниx факторов воздействия на климат в формировании потепления середины XX века. Определение региональных различий отклика растительных сообществ на региональные моды и экстремумы погодно-климатических параметров. Выделение зон быстрой смены климатических и спектральных параметров поверхности Исследование возможного обострения зональных градиентов характеристик климата, спектральных характеристик ландшафтов в заданных районах России. Анализ изменчивости суточной температуры в высоких широтах Северного полушария, на побережье Северного Ледовитого океана. Оценка вклада изменчивости циклонической/антициклонической активности в региональную изменчивость температуры воздуха (средние сезонные величины и экстремумы) Разработка базовых принципов атрибуции. Исследование изменений метеорологических характеристик по данным численных экспериментов с моделями общей циркуляции атмосферы и океана для территории России. Оценка возможного влияния основных режимов климатической изменчивости на изменение увлажнения регионов России по данным проекций глобальных климатических моделей в периоды XXI-го в. Исследование роли циркуляционныx факторов – оценка вклада атмосферныx и океаническиx процессов в Северном полушарии в росте глобальной температуры в середине XX века Анализ региональной и частотно-временной структуры многолетней изменчивости температуры осеннего сезона на севере Евразии. Связь температурных аномалий в высоких широтах Евразии и в Арктике с аномалиями площади ледяного покрова. Возможные циркуляционные механизмы этой связи. Комплексная характеристика переходных климатических зон с использованием данных наблюдения, реанализа, спутниковой информации, моделей Проведение и анализ результатов серии экспериментов по восстановлению характеристик снежного покрова с высоким пространственно-временным разрешением для одного из речных бассейнов севера Европейской части России. Исследование рекреационных климатических ресурсов в связи с развитием внутреннего туризма. Оценка биоклимата для рекреации и туризма, для городов и природных территорий. Анализ происходящих изменений во внутримесячной изменчивости температуры в отдельных регионах Российской Федерации Конкретизация принципов атрибуции для исследования потоков климатически активных веществ между природными средами Оценка вклада изменчивости циклонической/антициклонической активности в региональную изменчивость атмосферных осадков, с возможным разделением на конвективные и фронтальные Изучение региональных особенностей метеорологических характеристик и их изменений в прошлом и будущем по данным метеорологических станций и климатических моделей. Анализ современных и ожидаемых агрометеорологических условий формирования урожая сельскохозяйственных культур в регионах России Анализ региональной и частотно-временной структуры многолетней изменчивости температуры весны и начале лета на севере Евразии. Связь температурных аномалий в высоких широтах Европейской России с аномалиями температуры Северной Атлантики и площади арктического ледяного покрова. Возможные циркуляционные механизмы этой связи. Оценки климатических и ландшафтных изменений в течение 21 века по результатам ансамбля моделей климата CMIP6 Исследование воздействия современных изменений климата на состояние ландшафтов с использованием климатических данных, параметров тепло- и влагообеспеченности, и спутниковых характеристик подстилающей поверхности в крупных географических регионах России. Разработка индикаторов оценки воздействия изменения климата на природные экосистемы. Проведение и анализ результатов серии экспериментов по восстановлению характеристик взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью с высоким пространственно-временным разрешением для обширных территорий Европейской части и Севера России. Конкретизация принципов атрибуции для исследования содержания климатически активных веществ в атмосфере Статистические модели связи режимов температуры и осадков с характеристиками атмосферной циркуляции Оценка устойчивости воздействия естественной климатической изменчивости в системе взаимодействий «океан-лед-атмосфера» на экстремальные климатические характеристики Сравнение изменчивости приземной температуры воздуxа в период потепления середины XX века по данным результатов экспериментов глобальныx климатическиx моделей CMIP3,5,6. Анализ наиболее значимых температурных аномалий зимнего и летнего сезонов на севере Евразии в конце ХХ – начале XXI вв. и формирующих их циркуляционных механизмов с оценками вклада изменений температуры поверхности Северной Атлантики и Тихого океана, а также сокращения площади арктического ледяного покрова.
Сравнительный анализ различных транзитных ландшафтных зон России в зависимости от интенсивности потепления. Создание баз данных и карт восстановленных характеристик взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью и свойств снежного покрова с высоким пространственно-временным разрешением. Изменение интенсивности колебаний суточной температуры воздуха на территории Российской Федерации в различных диапазонах, связанных с блокированием атмосферной циркуляции. Исследование прикладных аспектов атрибуции для задач Рамочной Конвенции ООН об изменении климата Сценарные прогнозы режимов температуры и осадков (включая экстремумы) Исследование соотношения влияния естественной и антропогенной составляющих климатических изменений на региональный климат Исследование изменений площади морскиx льдов в период потепления середины XX века по данным наблюдений и реанализов и его возможный вклад в формирование аномалий приземной температуры воздуха в Северном полушарии. Вклад внутренней климатической изменчивости в аномалии температуры и осадков на территории России и их проявление в окружающей среде, в частности в режиме тепло-влагообеспеченности и речном стоке крупных речных бассейнов. |