Моделирование взаимодействия термического режима крупных озер Сибири и Монголии с региональными климатическими процессамиНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# 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.

Прикрепленные к НИР результаты

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".