К оценке сроков полного очищения морей Российской Арктики от льда в летний период

Автор: Малинин В.Н., Вайновский П.А.

Журнал: Российская Арктика @russian-arctic

Рубрика: Гидрометеорология

Статья в выпуске: 16, 2022 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматривается статистический метод прогноза полного очищения от льда в сентябре морей Российской Арктики, информационной основой которого послужили данные по площади распространения морского льда (ПРМЛ) за период 1979-2021 гг., заимствованные из архивов ААНИИ и NSIDC. Физической основой метода является предположение о стационарности (неизменности) климатических изменений в системе «океан-морской лёд-атмосфера», т. е. сохранение их на весь период прогнозирования. Статистической основой служит расчёт линейных трендов и значимых циклических колебаний. Показано, что вклад линейных трендов в дисперсию годовых значений ПРМЛ значителен для всех морей, причём по мере продвижения с запада на восток он повышается и достигает максимума в Чукотском море. Самое раннее очищение от льда в сентябре по обоим архивам происходит в Чукотском море и связано с его малой площадью и непосредственным влиянием притока тёплых вод из Тихого океана через Берингов пролив. По данным NSIDC выход на безледный режим происходит заметно позже, чем по данным ААНИИ. Ошибки (неопределенности) прогноза ПРМЛ зависят от степени устойчивости линейных трендов во времени. Поэтому выполнялся расчет 10 трендов за предыдущие годы и для каждого моря выбирались максимальный и минимальный тренды. Разность в годах выхода на безледный режим по этим трендам показывает область неопределенности прогностических оценок. По данным NSIDC даже минимальный разброс (Чукотское море, 11 лет) больше максимального по данным ААНИИ (Восточно-Сибирское море). Малый диапазон неопределенностей для ПРМЛ морей данных ААНИИ связан с особенностями частотной структуры их временных рядов после 2005 года. Однако даже неопределенности по данным NSIDC невелики и существенно меньше неопределенностей, возникающих при прогнозе ПРМЛ на основе климатических моделей.

Еще

Площадь морского льда, моря российской арктики, тренды, прогноз

Короткий адрес: https://sciup.org/170194038

IDR: 170194038

Список литературы К оценке сроков полного очищения морей Российской Арктики от льда в летний период

  • Захаров В.Ф., Малинин В.Н. Морские льды и климат. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 91 с.
  • Зворыкина Ю., Тетерятников К. Северный морской путь как инструмент развития Арктики // Российский экономический журнал. 2019. № 4. С. 21-44.
  • Липунов Н.С. Международное измерение Северного морского пути // Российская Арктика, 2021. №12. С.78-84.
  • Иванов В.В. Современные изменения гидрометеорологических условий в Северном Ледовитом океане, связанные с сокращением морского ледяного покрова // Гидрометеорология и экология. 2021. № 64. С. 407-434. doi: 10.33933/2713-3001-2021-64407-434
  • IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds. Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller. Cambridge, United Kingdom and New York, USA: Cambridge University Press, 2007. 996 р.
  • IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I В.Н. Малинин, П.А. Вайновский to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds. Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2013. 1535 p.
  • IPCC. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Pean, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekgi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
  • Семенов В.А., Мартин Т., Беренс Л.К., Латиф М., Астафьева Е.С. Изменения площади арктических морских льдов в ансамблях климатических моделей CMIP3 и CMIP5 // Лед и Снег. 2017. Т. 57, № 1. С. 77—107.
  • Stroeve J.C., Kattsov V., Barrett A., Serreze M., Pavlova T., Holland M., Meier W.N. Trends in Arctic sea ice extent from CMIP5, CMIP3 and observations // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. doi:10.1029/2012GL052676.
  • Stroeve J., Holland M.M., Meier W., Scambos T., Serreze M. Arctic sea ice decline: Faster thar forecast // Geophys. Research Letters, 2007. VOL. 34, L09501, doi: 10.1029/2007GL029703
  • Arthun M., Onarheim I. H., Dörr J., Eldevik T. The seasonal and regional transition to an ice — free Arctic // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48, e2020GL090825. doi: 10.1029/2020GL090825.
  • Notz D., SMIP Community. Arctic sea ice in CMIP6 // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47,e2019GL086749. doi:10.1029/2019GL086749.
  • Shu, Q., Wang, Q., Song, Z., Qiao, F., Zhao, J., Chu, M., & Li, X. (2020). Assessment of sea ice extent in CMIP6 with comparison to observations and CMIP5. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL087965. https://doi.org/10.1029/2020GL087965.
  • Latonin M.M., Bashmachnikov I.L., Bobylev L.P. The Arctic Amplification Phenomenon anc Its Driving Mech anisms. Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika. 2020, 13, 3, 3-19. doi: 10.7868/S2073667320030016.
  • Алексеев ПВ., Александров Е.И., Глок Н.И., Иванов Н.Е., Смоляницкий В.М., Харланен-кова Н.Е., Юлин А.В. Эволюция площади морского покрова Арктики в условиях современных изменений климата // Исследование Земли из космоса. 2015. № 2. С. 5—19.
  • Малинин В.Н. Вайновский П.А. Когда наступит безледный режим регионов Арктики? //Ученые записки РГГМУ. 2019. №56, С. 98—109.
  • Diebold, Francis X., Glenn D. Rudebusch. 2020. Probability Assessments of an Ice-Free Arctic: Comparing Statistical and Climate Model Projections, Federal Reserve Bank of San Francisco Working Paper 2020-02. https://doi.org/10.24148/wp2020-02
  • Peng, G., J.L. Matthews, and J.T. Yu (2018), Sensitivity Analysis of Arctic Sea Ice Extent Trends and Statistical Projections Using Satellite Data // Remote Sens. 2018, 10, 230; doi:10.3390/ rs10020230.
  • Fetterer F., Knowles K., Meier W., Savoie M., Windnagel A.K. (2017), Sea Ice Index, Version 3, Dataset ID G02135," Boulder, Colorado, USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center. https://doi.org/10.7265/N5K072F8, updated daily, accessed October 2019.
  • Тихонов В. В., Раев М. Д., Шарков Е. А., Боярский Д. А., Репина И. А., Комарова Н. Ю. Спутниковая микроволновая радиометрия морского льда полярных регионов: Обзор // Исследование Земли из космоса. 2016. № 4. С. 65-84.
  • Заболотских Е.В. Обзор методов восстановления параметров ледяного покрова по данным спутниковых микроволновых радиометров // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 1. С. 128-151.
  • Meier W. N. Comparison of passive microwave ice concentration algorithm retrievals with AVHRR imagery in Arctic peripheral seas // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2005. V. 43. № 6. P. 1324-1337.
  • Agnew T., Howell S. The use of operational ice charts for evaluating passive microwave ice concentration data // Atmosphere-Ocean. 2003. V. 41. № 4. P. 317-331.
  • Иванов В.В., Алексеев В.А., Алексеева Т.А., Колдунов Н.В., Репина И.А., Смирнов А.В. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследования Земли из космоса. 2013. № 4. C. 50—65.
  • Шалина Е.В., Бобылев Л.П. Изменение ледовых условий в Арктике согласно спутниковым наблюдениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 6. С. 28—41.
  • Юлин А.В., Вязигина Н.А., Егорова Е.С. Межгодовая и сезонная изменчивость площади льдов в Северном Ледовитом океане по данным спутниковых наблюдений // Российская Арктика, 2020, №7, С.28-40.
  • Малинин В.Н., Вайновский П.А. Межгодовая изменчивость площади морского льда регионов Антарктики // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 187-201.
  • Малинин В. Н., Вайновский П. А. К сравнению характеристик межгодовой изменчивости площади морского льда Северного и Южного полушарий // Ученые записки РГГМУ. 2019. № 57. С. 77-90.
  • Информационные материалы по мониторингу морского ледяного покрова Арктики и Южного Океана // Бюллетень ААНИИ. № 47(532).СПб, 2021. 42 р.: http://wdc.aari. ru/datasets/d0042/
  • Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации // Спб, РГГМУ, 2008, 408 с.
  • Малинин В.Н., Гордеева С.М. Изменчивость влагосодержания атмосферы над океаном по спутниковым данным // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 1. С. 3-11.
  • Serreze, M.C., Crawford A.D., Stroeve J.C., Barrett A.P., Woodgate R.A. (2016), Variability, trends, and predictability of seasonal sea ice retreat and advance in the Chukchi Sea, J. Geophys. Res. Oceans, 121, doi:10.1002/2016JC011977.
Еще
Статья научная