Сотрудники лаборатории гидрометеорологии Арктики Гидрометцентра РФ вместе с зарубежными коллегами изучили процессы сокращения площади морского льда Северного Ледовитого океана и спрогнозировали их климатические последствия. Погодные аномалии, в частности холодное и дождливое лето 2017 года на европейской территории России, скорее всего, являются следствием сокращения площади ледяного покрова Северного Ледовитого океана. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в журнале Environmental Research Letters.
Процессы таяния льдов Арктики в наши дни значительно ускорились. За последнее десятилетие площадь морского льда (оцениваемая в конце летнего периода) сократилась примерно на 40%. Исчезновение арктических льдов чревато серьезными экологическими последствиями, в частности вымиранием редких видов животных. С другой стороны, освобождение вод Северного Ледовитого океана из-подо льда открывает новые возможности в разработке полезных ископаемых на арктических шельфах, расширяет зону промышленного рыболовства, улучшает условия для навигации.
Атомный ледокол "Ямал" во время арктической экспедиции
Сотрудники Гидрометцентра РФ вместе с коллегами изучили процессы таяния льдов в приатлантической части Северного Ледовитого океана и описали последствия этих процессов для всего Арктического региона. В результате работы получена целостная картина гидрометеорологических изменений в Арктике.Теплые океанические течения приносят прогретые воды из Атлантического океана в Арктический бассейн и Баренцево море, обеспечивая ускоренное таяние льдов. Свободные ото льда акватории эффективно поглощают солнечную энергию и быстро прогреваются, отдавая излишек тепла и влаги в атмосферу. Затем воздушные потоки и крупные штормы перераспределяют тепло и влагу почти по всей территории Арктики, что приводит к изменениям энергетического баланса между океаном и атмосферой. В частности, ученые установили, что значительно возрастает нисходящее длинноволновое излучение (НДИ). Это инфракрасное (тепловое) излучение, испускаемое в первую очередь водяным паром и облаками и направленное к земной поверхности. Возрастание НДИ способствует нагреванию и таянию арктического морского льда.
Сине-фиолетовыми контурами показаны изолинии концентрации морского льда в зимний сезон за период с 1979 по 2017 г. (темно-синим цветом обозначена наименьшая концентрация). Красные стрелки изображают направления распространения атлантической воды. Тонкие черные и красные линии показывают положение концентрации 20 процентов запаса льда в марте 1979-2004 и в 2012 г., соответственно.
Российские ученые обратили внимание на существенное влияние крупных штормов и режима атмосферной циркуляции на состояние ледяного покрова. Например, шторм Фрэнк, произошедший в декабре 2015 года, принес в высокие широты Арктики аномально высокую температуру (отклонение от средней климатической температуры составило 16°С), а поток НДИ значительно (по сравнению с климатической нормой). В результате уменьшение толщины льда в некоторых регионах Северного Ледовитого океана достигло 10 сантиметров.
Данные о площади морского льда ученые получали со спутников, а поля распределений температуры, давления, влажности и излучения из так называемого продукта реанализа (ERA-Interim). Реанализ представляет собой компьютерную модель, усваивающую многолетние данные наблюдений (радиозондовых, авиационных и др.) за различными характеристиками атмосферы.
Заведующий лабораторией гидрометеорологии Арктики Гидрометцентра РФ, доктор физико-математических наук Владимир Иванов
"Новые знания, полученные в результате нашей работы, позволяют более точно анализировать причины и последствия процессов, происходящих в Северном Ледовитом океане. Если достаточно большая область Арктики оказывается не покрытой льдом, возможны вторжения холодного и влажного воздуха на европейскую территорию России. В последнее время такая ситуация наблюдается все чаще и чаще и становится причиной погодных аномалий, таких как нетипично холодное лето 2017 года," — рассказал заведующий лабораторией гидрометеорологии Арктики, доктор физико-математических наук Владимир Владимирович Иванов.
Метеорологам необходимо разработать новые алгоритмы, включающие в себя информацию о природных процессах, происходящих в Арктике. Это позволит сделать прогнозы погоды более надежными и учитывающими современные климатические изменения.
Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными Университета Аляски в Фэрбенксе (США), Арктического и антарктического научно-исследовательского института (Россия) и Института географии Российской академии наук.
