| 16. |
Аннотация |
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы влияния изменений динамических и химических процессов стратосферы Арктики на экстремальные климатические явления в условиях изменения климата (прежде всего, на формирование волн холода при вторжениях арктического воздуха) и их связь с изменчивостью температуры поверхности океана (ТПО) и площади его покрытия льдом (ППОЛ). Понимание механизмов экстремальных климатических явлений, их причинно-следственных связей с динамикой и составом средней атмосферы, изменениями подстилающей поверхности будет содействовать улучшению их прогнозирования, снижению связанного с ними ущерба, способствовать разработке мер по адаптации и устойчивому развитию.
Актуальность изучения влияния изменений климата и его Арктического усиления на возникновение экстремальных климатических явлений обуславливается учащением волн холода на фоне глобального потепления, что связано, в том числе, с ослаблением зональной циркуляции тропосферы, способствующему вторжениям арктических воздушных масс. С другой стороны, наблюдаются зимы с длительным устойчивым стратосферным полярным вихрем и значительным разрушением озонового слоя (2010-2011 г., 2019-2020 г.), способствующим ослаблению обмена теплом и массой между Арктикой и Субарктикой и теплым зимам в Евразии. Модельные исследования показывают возможность усиления стратосферного полярного вихря при росте концентраций парниковых газов и охлаждения стратосферы в течение 21 века. Подтверждает актуальность проекта и то, что развитие знаний о взаимосвязанных динамических и химических процессах стратосферы, взаимодействии стратосферы и тропосферы и атмосфера-океан необходимо для совершенствования сезонных прогнозов, имеющих большое значение для экономики.
В рамках проекта будут решаться задачи:
1. Исследование взаимосвязи между экстремальными похолоданиями и потеплениями, устойчивостью стратосферного полярного вихря и динамическим взаимодействием стратосферы и тропосферы Северного полушария.
2. Исследование влияния глобальных изменений циркуляции атмосферы, дальних связей, изменения ТПО и ППОЛ и формирование Арктического усиления на устойчивость стратосферного полярного вихря, стратосферно-тропосферное динамическое взаимодействие и формирование экстремальных климатических явлений.
3. Исследование механизмов, определяющих влияние химических процессов в стратосфере, на стратосферно-тропосферное динамическое взаимодействие, устойчивость стратосферного полярного вихря и на циркуляцию тропосферы.
Решение задач будет осуществляться на основе анализа результатов химико-климатического и траекторного моделирования и данных реанализа.
Научная новизна проекта обусловлена проведением новых экспериментов с разрабатываемой в рамках национальной программы создания Российской модели земной системы химико-климатической модели (ХКМ) ИВМ РАН - РГГМУ и хорошо зарекомендовавшей себя ХКМ SOCOL-CAO, по результатам которых будут получены соответствующие мировому уровню оценки влияния изменений климата на устойчивость арктического полярного вихря, влияния взаимодействия динамических и химических процессов стратосферы на формирование экстремальных климатических явлений.
В результате выполнения проекта будут получены новые оценки влияния изменчивости ТПО и ППОЛ, Арктического усиления на циркуляцию атмосферы, устойчивость стратосферного полярного вихря, волновую активность и формирование опасных климатических явлений. Использование интерактивной химии в новой версии ХКМ РГГМУ-ИВМ и SOCOL-CAO позволит улучшить воспроизведение параметров стратосферы, взаимодействия стратосферы и тропосферы, в том числе, в нижней стратосфере Арктики в некоторые зимы с сильным разрушением озонового слоя, которое может влиять на циркуляцию стратосферы и тропосферы. Совместное использование данных реанализа и траекторной модели для наиболее интересных зим позволит исследовать структуру стратосферного полярного вихря и влияющих на озон процессы внутри вихря для валидации ХКМ. |