Статьи
10-05-17 08:05
Р.М. Вильфанд, Гидрометцентр России, Росгидромет; В.М. Катцов, Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова, Росгидромет
Перестановки на «кухне погоды»: как повлияет изменение климата на прогнозирование погоды в Арктике и за ее пределами?

Репутация «кухни погоды», региона, способного оказывать влияние на атмосферные процессы в умеренных широтах Северного полушария, закрепилась за Арктикой еще в 20-м веке. Полярной метеорологиипосвящались многочисленные научные исследования. Уже в текущем столетии интриги добавили быстрые изменения климата Арктики.

Выводы Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) о не вызывающем сомнения глобальном потеплении климата продолжают находить подтверждение в данных наблюдений. По данным Всемирной Метеорологической Организации, прошедшие два года – 2015 и 2016 гг. – оказались самыми теплыми за весь более чем полуторавековой период инструментальных наблюдений.

2016 год, согласно информации Гидрометцентра России, – рекордно теплый в истории наблюдений в Арктике, причем все четыре сезона прошлого года стали самыми теплыми в арктической метеорологической летописи (рис. 1). Наиболее высокие среднегодовые аномалии наблюдались в российском секторе Арктики (рис. 2). При этом в последние десятилетия происходило стремительное сокращение площади морского льда в Арктике. Площадь льда к концу сезона таяния (сентябрь) сокращалась со скоростью более 13% за десятилетие.

Активное хозяйственное освоение становящейся все более доступной Арктики повышает спрос на качественное гидрометеорологическое обеспечение. В 2011 г. Всемирный метеорологический конгресс принял решение о начале осуществления десятилетней инициативы – разработке Глобальной интегрированной полярной прогностической системы (ГИППС). Осуществление ГИППС позволит расширить понимание взаимосвязей между полярными и более низкими широтами, физики полярных облаков, динамики морского льда и океана, многолетней мерзлоты и ледниковых щитов, позволит оптимизировать систему полярных наблюдений, развить системы усвоения данных, улучшить системы моделирования и усовершенствовать компоненты ансамблевого прогнозирования с тем, чтобы повысить точность прогнозов в широком диапазоне временных масштабов. Наблюдения играют здесь ключевую роль. Они необходимы для понимания физических процессов в климатической системе, для инициализации моделей, развития модельных физических параметризаций и проверки правильности результатов моделирования. Все более важное значение приобретают дистанционные (прежде всего, спутниковые) наблюдения за климатической системой. В то же время, не уменьшается востребованность контактных измерений. Они важны для повышения эффективности использования спутниковых данных. Помимо этого они являются единственным средством наблюдения за глубинными слоями океана.

Центральной полевой кампанией ГИППС станет Год полярного прогнозирования (ГПП) с основным периодом наблюдений с середины 2017 г. до середины 2019 г. Планируется, что в рамках ГПП будет вестись расширенный мониторинг с эксплуатируемых на регулярной основе судов и интенсивные скоординированные полевые исследования с применением научно-исследовательских судов, самолетов, наземных и дрейфующих станций. ГПП будет включать период интенсивных наблюдений, дополнительный период интенсивного моделирования и прогнозирования, период расширенного мониторинга использования прогнозов при принятии решений, включая проверку качества прогнозов и специальные программы обучения.

Для решения этих масштабных задачнеобходимы объединенные усилия множества заинтересованных сторон. Здесь потребуется расширение международного и междисциплинарного сотрудничества; укрепление связей между академическими кругами, исследовательскими учреждениями и оперативными прогностическими центрами; между сообществами, занимающимися исследованием климата и прогнозированием погоды; более активное взаимодействие и коммуникация между научными исследованиями и потребителями.

Если заглянуть дальше вперед и предельно кратко резюмировать выводы известных глобальных, региональных и национальных оценочных докладов об изменении климата и их последствиях (включая последний, 5-й Оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, 2013)), в отношении Арктического региона можно заключить, что:

  • C высокой вероятностью глобальное потепление будет сопровождаться так называемым полярным усилением, благодаря которому рост приземной температуры в Арктике более чем в два раза будет превышать темпы глобальногое потепления.
  • Арктика останется одним из наиболее уязвимых к изменению климата регионов Земли.
  • Можно ожидать, что изменения климата Арктики будут оказывать существенные обратные воздействия на глобальный климат.

Изменения климата уже оказывают серьезные воздействия на природные, хозяйственные и социальные системы российской Арктики. Вероятность усугубления этих воздействий высока. Все эти ожидаемые и уже происходящие перемены в условиях хозяйствования имеют огромное значение, учитывая геополитическую и геоэкономическую роль российской Арктики.

Снижение возникающих рисков и угроз, с одной стороны, использование новых возможностей, связанных со смягчением климатических условий, с другой, требуют безотлагательных конкретных мер адаптации к происходящим и ожидаемым изменениям климата. Это нашло свое отражение в Климатической доктрине Российской Федерации[1], которая, помимо прочего, предписывает разработку и реализацию соответствующей государственной стратегии и, на ее основе, федеральных, региональных и отраслевых программ и планов действий, в том числе в отношении Арктики. Основой этих программ и планов должны стать результаты масштабных научных исследований, которые сами по себе являются объектом планирования, причем приоритетным[2].

Что же касается гидрометеорологического обслуживания в контексте происходящих и ожидаемых климатических изменений климата Арктики, то среди множества открытых научных вопросов в последнее время выделяется влияние потепления Арктики на статистику и предсказуемость экстремальных погодных явлений в Северном полушарии: в какой степени недавние и ожидаемые в будущем аномальные волны тепла и холода, крупномасштабные наводнения и засухи за пределами Арктического региона могут быть связаны с потеплением Арктики?

На этот вопрос, как и на многие другие вопросы, научному сообществу еще предстоит дать ответ.

Настоящая заметка основана на результатах исследований Арктики, в которых авторы принимают участие: Р.М. Вильфанд – при поддержке РНФ (грант № 14-37-00053), В.М. Катцов при поддержке РГНФ в рамках научного проекта № 15-02-00528.

Рис. 1. Аномалии среднегодовой температуры воздуха (в десятых долях °С) в Арктике в 1891-2016 гг. относительно норм за 1961-1990 гг.

Рис. 2. Распределение аномалий среднегодовой температуры воздуха в Северном полушарии в 2016 году относительно норм за 1961-1990 гг.

Рис. 3. Географическое распределение среднегодового приземного потепления в конце ХХI в. Приведены результаты осреднения расчетов с помощью ансамбля из 31 климатической модели CMIP5, использующихся в подготовке 5-го оценочного доклада МГЭИК (2013 г.) для сценария RCP4.5. Показаны изменения температуры к 2080-2099 гг. по отношению к периоду 1980-1999 гг.

 

[1] Климатическая доктрина Российской Федерации утверждена Президентом Российской Федерации 17 декабря 2009 г.

[2] Арктика выделена в особое – одно из четырех так называемых кросс-магистральных направлений российского «Комплексного плана научных исследований погоды и климата», разработанного Росгидрометом при участии РАН в поддержку реализации Климатической доктрины Российской Федерации.