ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Настоящий проект посвящен оценке влияния крупных озер Сибири (Байкал) и Монголии (Убс и Хубсугул) на локальную (в т.ч. экстремальную) погоду и региональный климат. Эту оценку планируется осуществить для условий как современного климата, так и будущего климата. В частности, будут исследованы вопросы: как крупные озера будут влиять на изменение климата близлежащих территорий в ближайшее столетие? как будет меняться термический и ледовый режим самих озер? Для ответа на эти вопросы будет использоваться климатическая модель Института вычислительной математики РАН, интерактивно включающая модель термогидродинамики озер LAKE. Данное исследование будет дополнено работой монгольской стороны по моделированию мезомасштабных циркуляций (включая бризы, сильные снегопады в осенне-зимнее время) над упомянутыми озерами с помощью мезомасштабной модели высокого разрешения WRF. Между российскими и монгольскими коллегами предполагается также обмен имеющимися в их распоряжении данными наблюдений на озерах - для проверки численных моделей.
Российские участники ожидают следующие результаты своей работы: 1) Модель термогидродинамики водоема LAKE, проверенная на данных наблюдений на оз. Байкал, Убс и Хубсугул, доработанная для применения к подобным крупным, в т.ч. соленым, озерам на климатических масштабах времени; 2) Оценка влияния крупных озер Сибири и Монголии на климатические характеристики в пограничном слое атмосферы над озерами и прилегающими территориями, для условий современного климата, а также в ближайшее столетие; 3) Оценка будуших изменений термического и ледового режима крупных озер Сибири и Монголии в ближайшее столетие, выводы относительно функционирования их экосистем в новых условиях; 4) Результаты работы будут представлены на международных конференциях и в совместных с монгольскими коллегами статьях в рецензируемых журналах.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 5 апреля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Моделирование взаимодействия термического режима крупных озер Сибири и Монголии с региональными климатическими процессами |
Результаты этапа: Следует отметить, что, к сожалению, наладить продуктивное сотрудничество с монгольскими коллегами в 2016 г. не удалось. Монгольские коллеги сообщили о получении финансирования их коллектива только в начале сентября 2016 г. Кроме того, по их словам, полученная финансовая поддержка оказалась очень незначительной. На наш запрос о данных измерений температуры, солености монгольских озер и данных метеорологических измерений (необходимых для выполнения п.1 плана на 2016 г.), был получен ответ, что данные имеются. Однако сами данные российская сторона в 2016 г. не получила. С другой стороны, нам не удалось найти в открытом доступе спутниковые данные по температуре поверхности монгольских озер (например, на веб-портале MODIS). В связи с этим, заметная часть п.1 плана на 2016 г. оказалась невыполненной и была перенесена на 2017 г. Ниже приводится отчёт по пунктам заявленного плана. 1) Были выполнены расчёты термогидродинамического режима оз.Байкал моделью LAKE. В связи с этим, следует подчеркнуть, что модель не воспроизводит ряд эффектов, связанных с большим горизонтальным и вертикальным размерами озера, в частности, зависимость плотности воды от давления. Поскольку модель используется как параметризация водоемов в модели Земной системы ИВМ РАН и, таким образом, будет использоваться на больших временных масштабах, в ходе численных экспериментов была поставлена задача определить равновесный (при типичном годовом ходе атмосферного форсинга) термодинамический режим озера, наличие/отсутствие в нем долговременных трендов, а также реалистичность вертикального распределения температуры и, в частности, температуры проверхности. В качестве атмосферного форсинга использовался 30 раз повторяющийся годовой цикл метеорологических величин одного из современных годов по данным реанализа ERA-Interim. В течение первых 2-3 лет модель выходила на квазистацонарный годовой цикл распределения температуры. Характерная температура поверхности Байкала для летних месяцев оказалась в модели на 3-5 С выше, чем в среднем для современного климата по эмпирическим данным. При этом, глубина верхнего перемешанного слоя оказалась, наоборот, занижена моделью. Таким образом, естественно предположить, что летний приток энергии в озеро из атмосферы в модели распределяется до меньших глубин, чем в действительности, что приводит к завышению температуры перемешанного слоя. Причины недостатка вертикального перемешивания в модели для оз.Байкал предполагается рассмотреть в будущем. 2) Проведено сравнение результатов расчета температуры поверхности и потоков тепла с оз.Байкал в рамках модели Земной системы ИВМ РАН при использовании предыдущей параметризации озер и новой параметризации, основанной на модели LAKE. В предыдущей параметризации водоемы были представлены пленкой воды на поверхности почвы без собственной теплоемкости, так что вертикальной теплообмен описывался моделью почвы. Численные эксперименты проведены на глобальной сетке с горизонтальным разрешением 2° x 1.5° и вертикальным разрешением в атмосфере 21 уровень на период второй половины XX века (с 1979 по 2000 гг.). Примечательно, что в первую половину лета температура поверхности Байкала в обоих вариантах модели практически совпадает, однако в период падения температуры (осенью), при использовании модели LAKE, температура оказывается выше на несколько градусов (водоем остывает в новой параметризации с запаздыванием относительно старой параметризации). Такое отличие, очевидно, связано с большей эффективной теплоемкостью перемешанного слоя водоема по сравнению с деятельным слоем почвы. Согласованное с температурой поверхности поведение прослеживается и во временных рядах потоков тепла: максимумы потоков явного и скрытого тепла смещены при использовании новой параметризации на осень, когда имеет место максимальная разность температуры “поверхность-воздух”. При этом, годовой максимум потока явного тепла выше для новой параметризации, а максимум потока скрытого тепла – ниже, чем для старой. В целом, такие результаты хорошо согласуются с аналогичными исследованиями (например, Long et al., 2007). Кратко изложенная в данном пункте работа положена в основу статьи в международном рецензируемом журнале (Bogomolov et al., 2016). 3) Результаты исследований, проведенных в рамках данного проекта, представлены устными докладами на международных конференциях (см. соответствующий пункт отчёта). | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Моделирование взаимодействия термического режима крупных озер Сибири и Монголии с региональными климатическими процессами |
Результаты этапа: 1) Модель термогидродинамики водоема LAKE, проверенная на данных наблюдений на оз. Байкал, Убс и Хубсугул, доработанная для применения к подобным крупным, в т.ч. соленым, озерам на климатических масштабах времени; 2) Оценка влияния крупных озер Сибири и Монголии на климатические характеристики в пограничном слое атмосферы над озерами и прилегающими территориями, для условий современного климата, а также в ближайшее столетие; 3) Оценка будуших изменений термического и ледового режима крупных озер Сибири и Монголии в ближайшее столетие, выводы относительно функционирования их экосистем в новых условиях; 4) Результаты работы представлены на международных конференциях и в совместных с монгольскими коллегами статьях в рецензируемых журналах. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".