КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-47-06203
НазваниеСвязь между взаимодействием «полярная атмосфера-лед-океан», изменениями климата в Арктике и экстремальными погодно-климатическими явлениями в Северном полушарии
Руководитель Курганский Михаил Васильевич, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №26 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (Helmholtz)
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-602 - Диагноз и моделирование климата
Ключевые слова взаимодействие "атмосфера - морской лед", турбулентность в пограничном слое, Арктическое усиление, планетарные волны, погодно-климатические аномалии, блокирующие атициклоны, ветро-волновой режим, холодные вторжения, волны тепла и холода, климатические модели
Код ГРНТИ37.23.31
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Первые десятилетия 21 века характеризуются ростом частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений в средних широтах Северного полушария с существенными негативными экономическими, социальными и экологическими последствиями. Есть основания считать, что такие изменения могут быть связаны с усилением и фазовым смещением среднеширотных планетарных волн в атмосфере. Недавние исследования свидетельствуют, что ускоренное отступление арктического морского льда может способствовать изменению циркуляции и увеличению амплитуды планетарных волн в атмосфере средних широт и, следовательно, увеличивать частоту и интенсивность экстремальных погодно-климатических явлений в Арктике, Центральное Европе и России. При этом, большинство современных моделей климата по-прежнему недостаточно адекватно воспроизводит наблюдаемое ускоренное отступление арктического морского льда. Это приводит к существенным различиям между результатами отдельных климатических моделей и, как следствие, к большой неопределенности в прогностических оценках изменения климата. Одна из причин заключается в различном представлении в разных моделях физических процессов, регулирующих взаимодействие «атмосфера-морской лед-океан», которое осуществляется мелкомасштабными процессами, в частности, атмосферной турбулентностью. В настоящее время климатические модели для полярных районов в основном используют параметризации, разработанные для условий более низких широт. Можно ожидать, что усовершенствованные параметризации турбулентности пограничного слоя будут способствовать улучшению качества моделирования как арктического морского льда, так и всей арктической климатической системы. Усовершенствование параметризаций процессов турбулентного обмена в системе «океан-морской лед-атмосфера» и их тестирование на региональных и глобальных климатических моделях составляет один из важнейших элементов новизны предлагаемого исследования. Лучшее понимание и более успешное моделирование процессов сокращения арктического морского льда и связи этих процессов с изменениями атмосферной циркуляции средних широт, которые в итоге приводят к росту частоты возникновения экстремальных погодно-климатических явлений в Центральной Европе и России, имеют важное значение для более надежной оценки потенциальных экологических и социально-экономических последствий для этих регионов.
В предлагаемых исследованиях мы планируем разработать более адекватное описание процессов в пограничном слое в Арктике для реалистичного моделирования сокращения арктического морского льда в моделях погоды и климата. Итогом должно быть лучшее физическое понимание взаимосвязей между экстремальными погодными условиями в средних широтах и изменениями климата в Арктике. С другой стороны, привлекая различные данные, в том числе наблюдений, реанализов и климатического моделирования, мы будем исследовать современные и будущие изменения характеристик экстремальных погодно-климатических явлений в ключевых регионах Арктики, Центральной Европы и России, в частности европейской части России, и их последствия для окружающей среды. Такое исследование взаимосвязи (и динамических механизмов, обуславливающих эту взаимосвязь) экстремальных процессов (явлений) и общих климатических изменений в Арктике, наиболее заметно проявляющихся в сокращении морского льда, составляет еще один элемент новизны предлагаемого комплексного исследования.
Цели нашего проекта включают:
(1) Улучшение описания взаимодействия атмосферы и морского льда в климатических моделях с помощью разработки и внедрения комплекса усовершенствованных параметризаций турбулентного переноса в атмосфере для полярных условий.
(2) Моделирование современных и будущих изменений климата в XXI веке с использованием новых усовершенствованных параметризаций турбулентного переноса в атмосфере.
(3) Определение связи между изменением климата в Арктике, усилением планетарных волн в средних широтах и последующими изменениями экстремальных погодно-климатических явлений.
(4) Определение современных и будущих изменений частоты и интенсивности экстремальных погодно-климатических явлений в Арктике, России и Центральной Европе и оценка их воздействия на растительность и биогеохимические циклы в данных регионах.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И. On characteristic reanalysis-based values of convective instability indices for Northern Eurasia tornadoes IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
2. Курганский М.В. A simple theory of the quasi-equilibrium regime of atmospheric circulation, using the concept of a modified potential vorticity IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
3.
Чернокульский А.В., Эзау И.Н.
Cloud cover and cloud types in the Eurasian Arctic in 1936–2012
International Journal of Climatology, V.39, issue 15, P.5771–5790 (год публикации - 2019)
10.1002/joc.6187
4.
Курганский М.В.
Отклик атмосферной циркуляции на аномалии притоков тепла в двумерной бароклинной модели атмосферы
Известия РАН. Физика атмосферы и океана, том 56, № 1, с. 1–12 (год публикации - 2020)
10.1134/S0002351520010058
5.
Кибанова О.В., Елисеев А.В., Мохов И.И., Хон В.Ч.
Bayes estimates of variations of the duration of the navigation period along the Northern Sea Route in the XXI century from simulations with ensemble of climate models
Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes (2018) / ed. Karev V.I. Klimov D., Pokazeev K. Cham: Springer, P. 456-462 (год публикации - 2019)
10.1007/978-3-030-11533-3_45
6. Елисеев А.В., Мохов И.И. The IAP RAS climate model: Contemporary state and major results Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
7. Мурышев К.Е., Елисеев А.В., Мохов И.И., Аржанов М.М., Тимажев А.В., Денисов С.Н. Time lag between changes in global temperature and atmospheric CO2 content according to the results of numerical experiments with Earth system models Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
8. Шестакова А.А., Репина И.А. Overview of strong winds on the coasts of the Russian Arctic seas Ecologica Montenegrina, Vol. 25. P. 14-25 (год публикации - 2019)
9.
Кузнецова В.В., Чернокульский А.В., Козлов Ф.А., Кухта А.Е.
Связь линейного и радиального прироста сосны обыкновенной с осадками разного генезиса в древостоях Керженского заповедника
Известия Российской академии наук. Серия географическая, 2020, №1 (год публикации - 2020)
10.31857/S2587556620010124
10.
Акперов М., Семенов В.А., Мохов И.И., Дорн В., Ринке А.
Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: insights from coupled regional climate model simulations
Environmental Research Letters, 15: 024009 (год публикации - 2020)
10.1088/1748-9326/ab6399
11.
Шестакова А.А., Торопов П.А., Матвеева Т.А.
Climatology of extreme downslope windstorms in the Russian Arctic
Weather and Climate Extremes, 28: 100256 (год публикации - 2020)
10.1016/j.wace.2020.100256
12. Семенов В.А. Современные исследования климата Арктики: прогресс, смена концепций, актуальные задачи Известия РАН. Физика атмосферы и океана (год публикации - 2021)
13. Репина И.А., Артамонов А.Ю. Морфометрические неоднородности морского льда по данным дистанционного зондирования и наземных измерений Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (год публикации - 2021)
14.
Савина К.Д., Елисеев А.В.
Contribution of different external forcings to the terrestrial carbon cycle variability in extratropical Eurasia in the last millennium
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012052 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012052
15.
Нарижная А.И., Чернокульский А.В., Акперов М.Г., Чечин Д.Г., Эзау И., Тимажев А.В.
Marine cold air outbreaks in the Russian Arctic: climatology, interannual variability, dependence on sea-ice concentration
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012039 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012039
16.
Курганский М.В., Максименков Л.О., Чхетиани О.Г.
Vertical helicity flux as an index of interannual atmospheric variability
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012028 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012028
17. Мохов И.И., Погарский Ф.А. Изменения режимов морского волнения в Арктическом бассейне при изменениях климата в 21 веке по модельным расчетам Доклады Российской академии наук. Науки о Земле (год публикации - 2021)
18.
Репина И.А., Артамонов А.А., Дебольский А.В., Пашкин А.Д.
Parameterization of turbulent exchange in the polar regions
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012049 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012049
Публикации
1. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И. On characteristic reanalysis-based values of convective instability indices for Northern Eurasia tornadoes IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
2. Курганский М.В. A simple theory of the quasi-equilibrium regime of atmospheric circulation, using the concept of a modified potential vorticity IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
3.
Чернокульский А.В., Эзау И.Н.
Cloud cover and cloud types in the Eurasian Arctic in 1936–2012
International Journal of Climatology, V.39, issue 15, P.5771–5790 (год публикации - 2019)
10.1002/joc.6187
4.
Курганский М.В.
Отклик атмосферной циркуляции на аномалии притоков тепла в двумерной бароклинной модели атмосферы
Известия РАН. Физика атмосферы и океана, том 56, № 1, с. 1–12 (год публикации - 2020)
10.1134/S0002351520010058
5.
Кибанова О.В., Елисеев А.В., Мохов И.И., Хон В.Ч.
Bayes estimates of variations of the duration of the navigation period along the Northern Sea Route in the XXI century from simulations with ensemble of climate models
Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes (2018) / ed. Karev V.I. Klimov D., Pokazeev K. Cham: Springer, P. 456-462 (год публикации - 2019)
10.1007/978-3-030-11533-3_45
6. Елисеев А.В., Мохов И.И. The IAP RAS climate model: Contemporary state and major results Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
7. Мурышев К.Е., Елисеев А.В., Мохов И.И., Аржанов М.М., Тимажев А.В., Денисов С.Н. Time lag between changes in global temperature and atmospheric CO2 content according to the results of numerical experiments with Earth system models Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
8. Шестакова А.А., Репина И.А. Overview of strong winds on the coasts of the Russian Arctic seas Ecologica Montenegrina, Vol. 25. P. 14-25 (год публикации - 2019)
9.
Кузнецова В.В., Чернокульский А.В., Козлов Ф.А., Кухта А.Е.
Связь линейного и радиального прироста сосны обыкновенной с осадками разного генезиса в древостоях Керженского заповедника
Известия Российской академии наук. Серия географическая, 2020, №1 (год публикации - 2020)
10.31857/S2587556620010124
10.
Акперов М., Семенов В.А., Мохов И.И., Дорн В., Ринке А.
Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: insights from coupled regional climate model simulations
Environmental Research Letters, 15: 024009 (год публикации - 2020)
10.1088/1748-9326/ab6399
11.
Шестакова А.А., Торопов П.А., Матвеева Т.А.
Climatology of extreme downslope windstorms in the Russian Arctic
Weather and Climate Extremes, 28: 100256 (год публикации - 2020)
10.1016/j.wace.2020.100256
12. Семенов В.А. Современные исследования климата Арктики: прогресс, смена концепций, актуальные задачи Известия РАН. Физика атмосферы и океана (год публикации - 2021)
13. Репина И.А., Артамонов А.Ю. Морфометрические неоднородности морского льда по данным дистанционного зондирования и наземных измерений Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (год публикации - 2021)
14.
Савина К.Д., Елисеев А.В.
Contribution of different external forcings to the terrestrial carbon cycle variability in extratropical Eurasia in the last millennium
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012052 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012052
15.
Нарижная А.И., Чернокульский А.В., Акперов М.Г., Чечин Д.Г., Эзау И., Тимажев А.В.
Marine cold air outbreaks in the Russian Arctic: climatology, interannual variability, dependence on sea-ice concentration
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012039 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012039
16.
Курганский М.В., Максименков Л.О., Чхетиани О.Г.
Vertical helicity flux as an index of interannual atmospheric variability
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012028 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012028
17. Мохов И.И., Погарский Ф.А. Изменения режимов морского волнения в Арктическом бассейне при изменениях климата в 21 веке по модельным расчетам Доклады Российской академии наук. Науки о Земле (год публикации - 2021)
18.
Репина И.А., Артамонов А.А., Дебольский А.В., Пашкин А.Д.
Parameterization of turbulent exchange in the polar regions
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012049 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012049
Публикации
1. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И. On characteristic reanalysis-based values of convective instability indices for Northern Eurasia tornadoes IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
2. Курганский М.В. A simple theory of the quasi-equilibrium regime of atmospheric circulation, using the concept of a modified potential vorticity IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences (год публикации - 2018)
3.
Чернокульский А.В., Эзау И.Н.
Cloud cover and cloud types in the Eurasian Arctic in 1936–2012
International Journal of Climatology, V.39, issue 15, P.5771–5790 (год публикации - 2019)
10.1002/joc.6187
4.
Курганский М.В.
Отклик атмосферной циркуляции на аномалии притоков тепла в двумерной бароклинной модели атмосферы
Известия РАН. Физика атмосферы и океана, том 56, № 1, с. 1–12 (год публикации - 2020)
10.1134/S0002351520010058
5.
Кибанова О.В., Елисеев А.В., Мохов И.И., Хон В.Ч.
Bayes estimates of variations of the duration of the navigation period along the Northern Sea Route in the XXI century from simulations with ensemble of climate models
Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes (2018) / ed. Karev V.I. Klimov D., Pokazeev K. Cham: Springer, P. 456-462 (год публикации - 2019)
10.1007/978-3-030-11533-3_45
6. Елисеев А.В., Мохов И.И. The IAP RAS climate model: Contemporary state and major results Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
7. Мурышев К.Е., Елисеев А.В., Мохов И.И., Аржанов М.М., Тимажев А.В., Денисов С.Н. Time lag between changes in global temperature and atmospheric CO2 content according to the results of numerical experiments with Earth system models Proceedings SPIE (год публикации - 2019)
8. Шестакова А.А., Репина И.А. Overview of strong winds on the coasts of the Russian Arctic seas Ecologica Montenegrina, Vol. 25. P. 14-25 (год публикации - 2019)
9.
Кузнецова В.В., Чернокульский А.В., Козлов Ф.А., Кухта А.Е.
Связь линейного и радиального прироста сосны обыкновенной с осадками разного генезиса в древостоях Керженского заповедника
Известия Российской академии наук. Серия географическая, 2020, №1 (год публикации - 2020)
10.31857/S2587556620010124
10.
Акперов М., Семенов В.А., Мохов И.И., Дорн В., Ринке А.
Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: insights from coupled regional climate model simulations
Environmental Research Letters, 15: 024009 (год публикации - 2020)
10.1088/1748-9326/ab6399
11.
Шестакова А.А., Торопов П.А., Матвеева Т.А.
Climatology of extreme downslope windstorms in the Russian Arctic
Weather and Climate Extremes, 28: 100256 (год публикации - 2020)
10.1016/j.wace.2020.100256
12. Семенов В.А. Современные исследования климата Арктики: прогресс, смена концепций, актуальные задачи Известия РАН. Физика атмосферы и океана (год публикации - 2021)
13. Репина И.А., Артамонов А.Ю. Морфометрические неоднородности морского льда по данным дистанционного зондирования и наземных измерений Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (год публикации - 2021)
14.
Савина К.Д., Елисеев А.В.
Contribution of different external forcings to the terrestrial carbon cycle variability in extratropical Eurasia in the last millennium
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012052 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012052
15.
Нарижная А.И., Чернокульский А.В., Акперов М.Г., Чечин Д.Г., Эзау И., Тимажев А.В.
Marine cold air outbreaks in the Russian Arctic: climatology, interannual variability, dependence on sea-ice concentration
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012039 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012039
16.
Курганский М.В., Максименков Л.О., Чхетиани О.Г.
Vertical helicity flux as an index of interannual atmospheric variability
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012028 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012028
17. Мохов И.И., Погарский Ф.А. Изменения режимов морского волнения в Арктическом бассейне при изменениях климата в 21 веке по модельным расчетам Доклады Российской академии наук. Науки о Земле (год публикации - 2021)
18.
Репина И.А., Артамонов А.А., Дебольский А.В., Пашкин А.Д.
Parameterization of turbulent exchange in the polar regions
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 606 012049 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/606/1/012049