Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Согласно полученным оценкам, влияние изменений инсоляции на тренды приповерхностной температуры тропических, средних и полярных широт СП и ЮП статистически незначимо на временных интервалах длиной от десяти лет и более. Статистическая значимость коэффициента АР-модели, характеризующего чувствительность температурных изменений к вариациям инсоляции, оценена наименьшей по сравнению с соответствующими коэффициентами, характеризующими чувствительность температурных изменений к вариациям других факторов, в том числе антропогенных воздействий и ключевых мод естественной климатической изменчивости. Учет изменчивости инсоляции в целом незначимо (не более, чем на несколько процентов) уменьшает оценки вклада содержания в атмосфере парниковых газов и мод естественной изменчивости в температурные тренды в различных широтных зонах СП и ЮП и для разных временных интервалов. При этом для некоторых временных интервалов оценки вклада вариаций инсоляции в тренды приповерхностной температуры разных широт существенно превышают соответствующие оценки вклада мод климатической изменчивости. Получено, что вклад вариаций инсоляции в тренды температуры может достигать 10 % в антарктических широтах и 7 % в тропических широтах, с наименьшим вкладом в средних широтах. Отмечено, что на относительно коротких временных интервалах (в пределах трех десятилетий), заканчивающихся 2012 г., вклад вариаций инсоляции в тренды приповерхностной температуры разных широт (за исключением антарктических) отрицательный, а на временных интервалах от полувека и более – положительный. Проанализирована возможность определения характера причинно-следственных связей между изменениями климатических переменных на основании рядов данных для них без привлечения какой-либо информации о природе взаимодействия между указанными переменными. На примере динамической системы общего вида показана принципиальная невозможность однозначного определения характера причинно-следственной связи между изменениями переменных системы при отсутствии каких-либо представлений о ее структуре. Получены количественные оценки связи внутригодовых и межгодовых вариаций снежного покрова в Евразии с изменениями приповерхностной температуры в Северном полушарии на основе спутниковых данных и данных реанализа для периода 1979–2020 гг. Оценки параметров чувствительно- сти площади снежного покрова в Евразии к температурным изменениям для последних четырех десятилетий (1980–2019 гг.) сопоставляются с полученными оценками последних полутора десятков лет (2005–2019 гг.). Отмечены сезонные особенности связи снежного покрова с температурным режимом, в частности, в период формирования снежного покрова осенью, и их изменения в последние десятилетия. Результаты корреляционного и кросс-вейвлетного анализа свидетельствуют об общей значимой когерентности и отрицательной корреляции с приповерхностной температурой площади снежного покрова в Евразии в целом не только в годовом ходе, но и для большинства месяцев в межгодовой изменчивости. По среднегодовым данным для периода 2005–2019 гг. отмечено увеличение по абсолютной величине параметра чувствительности площади снежного покрова к изменению приповерхностной температуры для Евразии при их в целом статистически незначимой отрицательной корреляции для последних четырех десятилетий. Получены количественные оценки изменений ветроэнергетических ресурсов в высоких широтах Северного полушария с использованием данных реанализа ERA5 для 1979-2021 гг. При анализе оценивалась мощность ветроэнергетического потенциала (МВП). По данным реанализа ERA5, для современного режима климата отмечено заметное увеличение МВП над Гренландским, Норвежским, Баренцевым, Карским и Чукотским морями, а также над Европейской территорией России зимой, над Карским и Норвежским морями весной, а летом и осенью - общее увеличение МВП вдоль побережья Арктики, в частности над его российским сектором. Отмеченные изменения МВП достаточно хорошо коррелируют с отступлением морских льдов в Арктике, а также с листовым индексом, характеризующим шероховатость поверхности земли в высоких широтах Северного полушария. Увеличение доли года, когда возможна работа ветрогенераторов над российской Арктикой, делает регион достаточно перспективным для использования и развития ветровой энергетики в условиях изменения климата в Арктике. Получены оценки региональных аномалий повторяемости летних и зимних атмосферных блокирований в Северном полушарии, диагностированных по данным реанализа для периода 1979–2019 гг. при разных фазах явлений Эль-Ниньо, Тихоокеанской десятилетней и Атлантической мультидесятилетней осцилляций. В том числе получены количественные оценки региональной повторяемости зимних блокирований, связанных с явлениями Эль-Ниньо разного типа. Выявлены значительные региональные аномалии повторяемости летних и зимних атмосферных блокирований в Северном полушарии при разных фазах явлений Эль-Ниньо, Тихоокеанской десятилетней и Атлантической мультидесятилетней осцилляций по данным для последних десятилетий Представлены результаты анализа природных пожаров в российских регионах с использованием спутниковых данных для периода 2000-2021 гг. Полученные результаты свидетельствуют о преимущественном росте на территории России интенсивных пожаров, особенно заметном в последние годы. С использованием данных реанализа выявлена значимая связь природных пожаров на территории России с атмосферными блокированиями. Для характеристики атмосферных блокирований использовался интегральный индекс блокирования, величина которого может достигать и превышать 10% в целом для пожароопасных сезонов в российских регионах с апреля по октябрь. Получено, что увеличению интегрального индекса блокирования на 1% соответствует увеличение лесных пожаров на территории России на 14%. Согласно полученным оценкам, вклад в дисперсию межгодовых изменений количества природных пожаров, связанных с атмосферными блокированиями, достигает значений около 40%. Получены оценки антропогенных и естественных потоков CO2 и CH4 с территории России по данным ансамбля моделей международного проекта CMIP6. Оценено их влияние на изменение глобальной температуры с 1990 года. Достижение максимума поглощения CO2 наземными экосистемами в 21 веке и дальнейший спад, характерные для модели ИФА, хорошо согласуются с большинством моделей ансамбля. Рассмотренные модели показывают значительный разброс в оценках природных эмиссий метана с территории России, однако тенденции значительного роста этих эмиссий в 21 веке характерны для всех моделей. Для России естественные потоки парниковых газов вносят существенный вклад в общее воздействие на изменения глобальной температуры. Они оказывают стабилизирующее воздействие на климат и в значительной мере компенсируют антропогенные выбросы. При этом при наиболее агрессивных антропогенных сценариях рост стабилизирующего эффекта к концу 21 века значительно замедляется. С использованием модели теплопереноса в грунте проведены расчеты термического режима пород с оценкой термобарических условий формирования метангидратов на севере Западной Сибири, в том числе, в периоды покровного оледенения около 70-60 тыс. лет назад. На основе результатов моделирования термического режима многолетнемерзлых пород определена область формирования метангидратов и оценена скорость гидратонакопления при миграции газонасыщенного флюида из газонасыщенных слоев. Получены оценки гидратонасыщенности пород в зависимости от скорости накопления гидратов в течение времени, сопоставимого с продолжительностью периода оледенения.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Получены оценки вклада форсинга парниковых газов и вариаций инсоляции в тренды глобальной приповерхностной температуры на различных временных интервалах по расчетам с 7 климатическими моделями ансамбля CMIP6 и по данным инструментальных наблюдений HadCRUT5 для периода 1880-2012 гг. В частности, оценки вклада форсинга КПГ в тренды ГПТ на интервале шириной 130 лет (в единицах К/десятилетие) статистически значимы и составляют от 0.05 до 0.08 для моделей при оценке 0.06 для данных HadCRUT5. Оценки вклада вариаций инсоляции в тренды ГПТ статистически незначимы и составляют от -0.003 до 0.003 для моделей при оценке 0.003 для данных HadCRUT5. При этом безразмерные величины относительного (нормированного на величину тренда ГПТ) вклада КПГ в тренд ГПТ составляют от 0.93 до 1.12 для моделей при оценке 0.94 для данных HadCRUT5. Соответствующие величины относительного вклада вариаций инсоляции составляют от -0.04 до 0.06 для моделей при оценке 0.05 для данных HadCRUT5. Для всех моделей и данных наблюдений оценки вклада КПГ в тренды ГПТ статистически значимы и относительно велики, а оценки вклада вариаций инсоляции статистически незначимы и относительно малы. При этом соответствие между оценками для всех моделей и данных наблюдений – в пределах статистической погрешности, что подтверждает применимость используемого метода оценки вкладов в тренды на основе линейных многокомпонентных АР моделей. Для последних лет (в пределах последних двух десятилетий) отрицательная корреляция площади снежного покрова и приповерхностной температуры Евразии и Северной Америки для большинства месяцев получена более сильной, чем для последних четырех десятилетий в целом. При этом в летние месяцы соответствующая корреляция для последних лет оценена более слабой со в целом меньшими значениями (по абсолютной̆ величине) параметров чувствительности площади снежного покрова к изменению температуры. Согласно результатам ансамблевого моделирования, скорость сокращения площади снежного покрова в Евразии во второй половине XXI века уменьшается по сравнению с первой половиной XXI века во все сезоны. При этом максимальные значения скорости сокращения площади снежного покрова в Евразии характерны для переходных сезонов – осени и весны. Проведен анализ изменений характеристик блокирующих антициклонов (блокингов), в частности их повторяемости, в атмосфере Северного полушария и связанных с ними волн тепла и холода при глобальных изменениях климата по данным реанализа и расчетам для моделей ансамбля CMIP6 при разных возможных антропогенных сценариях. В том числе определялись характеристики атмосферных блокингов для разных российских регионов. Отмечено увеличение повторяемости блокирующих антициклонов при увеличении антропогенных воздействий при средней доле около 60–70% связанных с блокингами волн тепла и холода. Получены результаты анализа атмосферных блокирований в регионах Северного полушария на фоне общего потепления в последние десятилетия. В том числе, получены оценки общего роста продолжительности летних атмосферных блокирований в Северном полушарии при увеличении полушарной приповерхностной температуры для периода 1969-2022 гг. с использованием данных наблюдений и реанализа. При этом отмечена значимая когерентность долгопериодных изменений интегрального индекса активности летних атмосферных блокирований для российских регионов и для Северного полушария в целом. Получены оценки значимой связи с продолжительностью атмосферных блокирований площади природных пожаров в российских регионах и связанных с ними газовых и аэрозольных эмиссий в атмосферу с использованием спутниковых данных и данных реанализа. Получены также оценки статистически значимой связи с сибирскими пожарами аномалий содержания атмосферных примесей, в частности черного углерода в арктических регионах. Получены количественные оценки изменений ветроэнергетических ресурсов в Арктике с использованием региональной климатической модели (РКМ) RCA4 при сценариях изменения климата RCP4.5 и RCP8.5 для 2006-2099 гг. При анализе оценивалась мощность ветроэнергетического потенциала (МВП), пропорциональная кубу скорости ветра. Для оценки МВП использовалась процедура коррекции систематической ошибки скорости приземного ветра с данными ERA5 в качестве эталонных и последующей экстраполяции скорости ветра на высоту турбины. По расчетам с РКМ RCA4, для 21 века при обоих использовавшихся сценариях антропогенных воздействий отмечено, в частности, заметное увеличение МВП над Баренцево-Карским и Чукотским морями зимой. Летом проявляется общее увеличение МВП над Северным Ледовитым океаном. При этом изменения более значимо проявляются при сценарии RCP8.5 с сильными антропогенными воздействиями для 21 века. Согласно полученным модельным оценкам, увеличение межсуточных вариаций МВП в целом не приводит к отклонениям скорости ветра до значений, при которых работа ветрогенераторов невозможна. Проведен анализ естественных потоков CO2 и CH4 в атмосферу для российских регионов в 21 веке с использованием результатов расчетов с ансамблем глобальных моделей CMIP6. Согласно полученным результатам, различия потоков парниковых газов по оценкам с использованием различных современных моделей остаются достаточно большими. Для России в целом диапазон оценок как потоков CH4, так и CO2 превышает 100% от средних значений даже для современного периода. При этом проявляются общие тенденции для изменений этих потоков. Так, естественные эмиссии метана в атмосферу для всех моделей и сценариев антропогенных воздействий растут на протяжении всего 21 века. Достижение максимума поглощения CO2 в 21 веке и его дальнейшее сокращение к концу века, выявленное ранее по расчетам с моделью Земной системы ИФА РАН, свойственно для большинства моделей ансамбля CMIP6. Современные антропогенные эмиссии CO2 с территории России сопоставимы по модулю с естественным поглощением наземными экосистемами и могут в значительной мере компенсироваться. Это отмечено при сценариях антропогенных воздействий SSP1-2.6 и SSP2-4.5, а для отдельных моделей и при сценарии SSP3-7.0. Получены оценки изменения гидратонасыщенности многолетнемерзлых пород на севере Западной Сибири в зависимости от термобарических условий с учетом эффекта самоконсервации при климатических изменениях в пределах последних 70 тыс. лет. Значения потоков метана в атмосферу в результате диссоциации реликтовых метангидратов неглубокого залегания на севере Западной Сибири при современных климатических условиях оценены в диапазоне 200-240 МгCH4 год-1. Согласно полученным результатам в настоящее время вклад подобных выбросов в общую природную эмиссию метана в атмосферу мал не только на региональном, но и на локальном уровне.