Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках второго года работ по проекту был значительно расширен анализ эффектов аэрозолей на расчет коротковолнового баланса и различных метеорологических элементов. Анализировались результаты экспериментов с моделью ICON c аэрозольными климатологиями Tanre, Tegen и новейшей климатологией CAMS. Было отобрано 12 станций на территории Европы, Европейской территории России и Ближнего Востока, где проводятся наиболее точные измерения солнечной радиации по стандартам сети BSRN: Будапешт (Венгрия), Кабау (Нидерланды), Ценер (Испания), Мэгуреле (Румыния), Палезо (Франция), Пейерн (Швейцария), Зоннблик (Австрия), Тыравере (Эстония), Линденберг (Германия), Ню-Олесунд (Норвегия), Эйлат (Израиль), Москва (Россия). Для этих станций была проведена оценка точности восстановления аэрозольной оптической толщины (АОТ). Выявлены общие закономерности хода АОТ по климатологии CAMS для всех рассмотренных станций: увеличение общей АОТ в теплый период года по сравнению с холодным, повышение АОТ морской соли в холодное время года, рост АОТ сульфатного аэрозоля в теплое время года, максимум АОТ минеральной пыли в апреле-июне, максимум АОТ органического углерода в июле-августе, небольшой рост АОТ черного углерода в теплое время года. Важным достоинством новой климатологии является географически обоснованный годовой ход АОТ отдельных типов аэрозоля. Для станций BSRN на рассматриваемой территории была проведена оценка точности расчетов баланса коротковолновой радиации у поверхности Земли в дни с безоблачными условиями. Всего было отобрано от 4 до 13 ясных дней для каждой станции. Кроме того, для увеличения выборки и пространственного охвата были использованы результаты измерений сети WRDC. Было получено, что для всех станций BSRN использование климатологии CAMS значительно увеличивает точность расчета баланса коротковолновой радиации по сравнению с климатологией Tanre (в среднем на -37,5 Вт/м2). По сравнению с Tegen улучшение наблюдается практически на всех станциях, кроме Мэгуреле, Палезо, Эйлата и незначительно в Ню-Олесунде (в среднем разности между расчетом и измерениями уменьшились на 4,7 Вт/м2) По станциям WRDC наблюдается улучшение практически на всей территории Европы за исключением Франции и отдельных станций на территории Пиренейского полуострова, Балканского полуострова и Скандинавии. Сильное изменение расчета коротковолнового радиационного баланса может повлиять на прогноз температуры. Так, было получено, что более низкие АОТ в аэрозольной климатологии CAMS приводят к росту прогнозируемых температур в нижней тропосфере. Этот эффект может накапливаться с увеличением времени заблаговременности расчета на 0,6 °С за 100 часов прогноза. Проведение экспериментов с заменой АОТ минеральной пыли с климатологии Tegen на CAMS приводило к изменению температуры вплоть до высоты 300 гПа , которое достигало порядка 1 °C. Было получено, что при увеличении высоты уменьшается чувствительность изменения температуры воздуха от 0,9±0,2 °C на 100 Вт/м2 на 1000 гПа, и до 0,1±0,3 °C на 100 Вт/м2 на 850 гПа. Данные результаты показали значимость точного описания свойств аэрозоля для прогноза температуры и температурной стратификации в нижней тропосфере. Ключевой задачей проекта было получение оценок изменения среднеквадратичных ошибок расчета метеорологических элементов за центральные месяцы сезонов года. Были проведены длительные расчеты для января, апреля, июля и октября 2021 года с климатологиями Tanre, Tegen и CAMS. Было получено, что для января наблюдается некоторое ухудшение при сравнении расчетов CAMS с Tanre, однако для остальных месяцев в среднем для различных регионов наблюдается улучшение до 0,5 °C. По сравнению с климатологией Tegen улучшения не столь значительные, однако уменьшение среднеквадратической ошибки достигает на отдельных станциях 0,3 °C.