|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Лавинно-индикационные показатели климата как основа прогноза повторяемости экстремальных ситуаций на ближайшие десятилетия по данным климатических моделей (на примере Большого Кавказа) (РФФИ)НИР
Avalanche-denotative climate indicators as the grounds for predicting the recurrence of extreme situations in the coming decades based on climate model data (based on the example of the Greater Caucasus)
- Руководитель НИР: Олейников А.Д.
- Участники НИР: Володичева Н.А., Государев В.Н., Иванов М.Н., Корнева И.А., Куксова Н.Е., Суркова Г.В.
- Подразделение: Кафедра криолитологии и гляциологии
- Срок исполнения: 1 января 2020 г. - 31 декабря 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 20-05-00280
- Номер ЦИТИС: АААА-А20-120012390037-2
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Рациональное природопользование
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера
-
Рубрики ГРНТИ:
- 37.29.25 Лавины
-
Ключевые слова:
интенсивные снегопады, экстремальные ситуации, долгосрочный прогноз лавин, снежность и типы зим, лавинно-индикационные показатели климата, катастрофические лавины, зимы лавинных катастроф, климатические экстремумы
types of winters, avalanche-denotative climate indicators, climate extremes, winters’ snowiness, intense snowfalls, winters with catastrophic avalanches, catastrophic avalanches, extreme situations, long-term avalanche forecast -
Описание:
Целью исследований является прогноз повторяемости экстремальных ситуаций лавинообразования на Большом Кавказе в ближайшие 10-летия по данным климатических моделей.
-
Abstract:
The problem considered in this project is interdisciplinary, and is at the junction of two scientific disciplines - avalanche science and climatology, both of which have always had a particular interest in studying extreme events. In avalanche science, such events include winters with catastrophic avalanches when snow avalanches turn into a natural disaster event and may block an access to a vast mountainous region for a long time. A reconstruction of the pattern of extreme avalanche events in the Greater Caucasus, which is the example study area, will use data from a 50-year-long series of observations of snow avalanches at the base station of the Geography Faculty of the Moscow State University in the Elbrus Region (Central Caucasus), results of generalised expedition’ studies carried out in the region through a number of years with participation of the project team members, as well as literary sources and survey data. As for the characterisation of the conditions of avalanche formation and the calculation of avalanche-denotative indicators, data from the last decades of observations from the 41 geo-meteorological stations at the northern and southern macro slopes of the Greater Caucasus (1936-1988) and from 7 geo-meteorological stations from the North Caucasus will be used. It is common in avalanche science to match the years of an increased snowfall with the years of a high avalanche danger. However, in the mountains, the traditional approach to estimating winters’ snowiness does not reflect the real scenario of snow accumulation in the zones of avalanche formation, and such an approach is the reason for a discrepancy in the frequency of high snowiness winters and extreme avalanche event winters. For more accurate diagnostics of the winters’ snowiness and avalanche danger, the method developed by the project members based on the ratio of air temperature and precipitation for the cold period, the primary parameters in the forecast climate models, will be used. To achieve the project goal, the following objectives will be resolved: the most informative indicators of extreme avalanche formation developed in avalanche science will be identified; a catalogue of catastrophic avalanche winters in the studied region will be compiled; an assessment of the potential capabilities of global atmospheric models reproducing the real-situational climate in the Greater Caucasus will be carried out; the adaptation of the mesoscale atmospheric model WRF-ARW with the purpose to reproduce individual extreme situations and an analysis of meteorological mechanisms of their occurrence will be conducted. The main results of the project will be: a systemic compilation of the data chronology of avalanche disasters in the Greater Caucasus in the XX-XXI centuries essential for verification of the improving climate models and for an increase in the reliability of results, and an assessment of the trends in the frequency of occurrence of extreme avalanche events in the region, performed on the basis of numerical experiments with the mesoscale model WRF-ARW, previously adapted to the territory of the Central Caucasus.
-
Планируемые результаты:
1. В ходе работ по проекту будут продолжены исследования на высокогорном стационаре географического факультета МГУ на Центральном Кавказе по дальнейшему пополнению 50-летнего ряда наблюдений с целью слежения и оценки повторяемости экстремальных снеголавинных событий в исследуемом регионе. 2. Будет составлен каталог зим лавинных катастроф на Большом Кавказе в XX-XXI вв., составной частью которого станет база данных о катастрофических лавинах Приэльбрусья (верховья долины р.Баксан) по результатам обобщения 50-летнего ряда стационарных наблюдений (1968-2018). Сведения, содержащиеся в каталоге, будут пополняться и составят актуальную базу данных для верификации результатов моделирования климатогенных явлений. 3. В результате проведенного анализа будут выявлены наиболее информативные лавинно-индикационные показатели экстремальных событий, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях по прогнозу опасных природных явлений на более совершенных климатических моделях. 4. Для условий Большого Кавказа будет проведена адаптация мезомасштабной модели WRF-ARW, широко используемой у нас стране и за рубежом и выполнены численные эксперименты по воспроизведению реально наблюдавшихся зим с массовым сходом катастрофических лавин. 5. Будет выполнена оценка возможности использования результатов глобальных моделей (реанализов и прогнозов IPCC) для анализа и прогноза условий высокой повторяемости лавиноопасных ситуаций. 6. На основе мезомасштабной модели WRF-ARW будет дана оценка физических механизмов формирования экстремальных лавинных событий (мезомасштабных атмосферных явлений, приводящих к экстремальным осадкам, плювиометрических градиентов, температурных аномалий) в условиях современного климата и их оценочный прогноз с учетом изменений базовых климатических показателей, согласно сценариям IPCC.
-
Научный задел:
Авторы проекта в течение длительного времени занимаются изучением снежного покрова и лавин в различных горных системах. Особое внимание в проводимых исследованиях было уделено катастрофическим снежным лавинам, как одному из экстремальных природных явлений горных территорий. За годы исследований был собран обширный материал о катастрофических лавинах Большого Кавказа, который будет положен в основу выполнения проекта.
-
Основные результаты:
1. Пополнение ряда многолетних наблюдений за сезонной динамикой снежного покрова, интенсивными снегопадами, сходом снежных лавин на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ) и определение места зимы 2020/21 г. в многолетнем ряду наблюдений. 2. Будут выявлены наиболее информативные лавинно-индикационные показатели климата, разработанные в лавиноведении, которые прогнозируются современными климатическими моделями. 3. На основе обобщения 50-летнего ряда наблюдений (1968-2018) на стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ) будет составлен каталог схода катастрофических лавин и дана оценка повторяемости экстремальных лавинных событий в исследуемом регионе. 4. По материалам среднегорных и высокогорных метеорологических станций Большого Кавказа будет дана оценка изменений в повторяемости интенсивных лавинообразующих снегопадов в XX-XXI вв. и сопутствующих им лавинных катастроф. 5. Будет обоснован выбор репрезентативного периода (продолжительностью в несколько десятилетий) для тестирования климатических моделей с целью воспроизведения реального климата на Большом Кавказе.
- Добавил в систему: Олейников Александр Дмитриевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Лавинно-индикационные показатели климата как основа прогноза повторяемости экстремальных ситуаций на ближайшие десятилетия по данным климатических моделей (на примере Большого Кавказа) |
| Результаты этапа: Проведен цикл зимних снеголавинных работ (01.XI.2019 – 30.IV.2020) на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ). Выполненные исследования явились продолжением многолетнего ряда наблюдений по регистрации и описанию снежных лавин, изучению интенсивных снегопадов, динамики снежного покрова, хода метеорологических элементов в объеме ГМС 2-го разряда. Последнее 10-летие оказалось самым теплым за все время наблюдений, как на опытном стационаре пол. Азау (абс.в. 2230 м), так и на станции Росгидромета Терскол (абс.в. 2141 м). На м/с пол. Азау в 2011-2020 гг. было отмечено 8 аномально теплых зим, 1 аномально холодная, 1 − в пределах климатической нормы. Прошедший зимний сезон 2019/20 г. продолжил серию аномально теплых зим (-2,2 гр.С), в ходе которой климатическая норма (-3,7 гр.С) была превышена более чем на 1σ (1,1 гр.С). По количеству выпавших осадков 2019/20 г. также оказался аномальным (рис.1В). По данным метеостанций пол. Азау и Терскол количество осадков было ниже нормы на 44% и 48%, соответственно. Сочетание теплой зимы и дефицита осадков стало причиной формирования крайне малоснежной зимы при отрицательной аномалии толщины снежного покрова (-49%) по отношению к многолетней норме. 2019/20 г. проявил себя как один из самых спокойных в лавинном отношении. На ключевом участке наблюдений за шестимесячный период было зарегистрировано всего 58 лавин, 80% из которых пришлись на небольшие по объему и дальности выброса инсоляционные лавины, которые останавливаются в верхней части склонов. В многолетнем ряду прошедший сезон можно охарактеризовать, как аномально теплый и малоснежный с низкой степенью лавинной опасности. Проведен обзор лавиноиндикационных показателей климата (ЛИП), и дана оценка возможностей их использования для долгосрочного прогноза лавинных экстремумов. К лавинным экстремумам мы относим ситуации, когда сход особо крупных лавин (ОКЛ) принимает характер стихийного бедствия и становится неконтролируемым. В этот период в процесс лавинообразования оказываются вовлечены редкодействующие лавиносборы из древнеледниковых каров и крупных денудационных воронок, когда максимальные объемы сходящих лавин могут достигать нескольких млн куб. м. Поскольку все многообразие снежных лавин делят на разные генетические типы, то возникает закономерный вопрос – для лавин каких генетических типов рассматриваются экстремальные ситуации лавинообразования? По генезису все лавины условно можно разделить на три группы: 1) лавины из свежевыпавшего снега; 2) лавины, связанные с перекристаллизацией внутри снежной толщи; 3) лавины, связанные с тепловым фактором (инсоляционные, адвекционные, весеннего снеготаяния). К самым разрушительным и массовым относятся лавины из свежевыпавшего снега. Именно для этой группы лавин и рассмотрены ЛИП. | ||
| 2 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Лавинно-индикационные показатели климата как основа прогноза повторяемости экстремальных ситуаций на ближайшие десятилетия по данным климатических моделей (на примере Большого Кавказа) |
| Результаты этапа: Выполнения работ по 2-му этапу проекта: 1. Проведение наблюдений за снежным покровом и лавинами на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ) с целью пополнения геоинформационной базы данных востребованной для решения широкого круга физико-географических задач, в том числе - определения места зимы 2020/21 г. в многолетнем ряду наблюдений, верификации экстремальных снеголавинных событий по данным реанализов. 2. Оценка параметров «поля условий лавинообразования» и его влияния на масштаб снеголавинных событий. 3. Определение критериев по выявлению лавинных экстремумов по данным стандартных метеорологических наблюдений. 4. Определение зим лавинных катастроф на Большом Кавказе за период инструментальных наблюдений в XX-XXI вв. 5. Оценка качества полей температуры и осадков на Северном Кавказе (ноябрь-март) по данным реанализов NCEP/NCAR, ERA-Interim, CFSR и оценка воспроизведения современного климата ведущими моделями IPCC. 6. Оценка применимости мезомасштабной атмосферной модели WRF-ARW к задачам диагноза и прогноза лавинной опасности и проведение тестового численного эксперимента на примере экстремальных событий зимы 1986/87 г. Назначение разрабатываемого в проекте методического подхода заключается в оценке повторяемости экстремальных ситуаций лавинообразования на Большом Кавказе на ближайшие десятилетия по данным климатических моделей. Результаты, получаемые в этой области знания, необходимы для выработки экономической стратегии о перспективах промышленно-рекреационного развития такого значимого горного региона, как Кавказ. | ||
| 3 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Лавинно-индикационные показатели климата как основа прогноза повторяемости экстремальных ситуаций на ближайшие десятилетия по данным климатических моделей (на примере Большого Кавказа) |
| Результаты этапа: Основными результатами проекта станут: систематизированный свод данных по хронологии лавинных катастроф Большого Кавказа в XX-XXI вв., необходимый для верификации совершенствующихся климатических моделей и повышения достоверности получаемых результатов; оценка тенденций в изменении повторяемости экстремальных лавинных ситуаций в регионе, выполненная на основе численных экспериментов с мезомасштабной моделью WRF-ARW, предварительно адаптированной к территории Центрального Кавказа. | ||
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".