КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 23-77-01054
НазваниеИсследование долгопериодных тенденций изменения полей температуры и солёности в толще вод Северной Атлантики по данным реанализов
РуководительСухонос Павел Алексеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем", г Севастополь
| Период выполнения при поддержке РНФ | 07.2023 - 06.2025 |
Конкурс№84 - Конкурс 2023 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-501 - Физика океана
Ключевые словатемпература, соленость, линейный тренд, квантильная регрессия, Северная Атлантика
Код ГРНТИ37.25.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Долгопериодные тенденции изменений термохалинных характеристик, особенно в поверхностных и промежуточных водах, оказывают влияние на изменения и изменчивость климата Земли и определяют изменения во всей структуре вод Северной Атлантики. Опубликованные оценки климатических трендов температуры и солёности вод Северной Атлантики, полученные по данным различной длительности из разных источников и в большинстве своём приуроченные к поверхности океана, имеют рассогласования и их сложно интерпретировать. В связи с этим количественная оценка изменений фоновых величин термохалинных полей за многолетний период в толще вод Северной Атлантики и вклада долгопериодных тенденций изменения в их общую изменчивость крайне необходимы для понимания причин современных изменений климата и достоверного прогнозирования колебаний климатической системы в будущем. В ходе реализации настоящего проекта на основании нескольких независимых массивов данных реанализов за доступный длительный период будет получена реалистичная картина эволюции полей температуры и солёности в толще вод Северной Атлантики за последние семь десятилетий. В проекте будут решены следующие научные задачи: (1) получение фоновых оценок термохалинных характеристик вод Северной Атлантики; (2) оценка климатических трендов температуры и солёности разными методами; (3) оценка вклада долгопериодных тенденций изменения рассматриваемых характеристик в формирование климатических условий в Северной Атлантике в разные сезоны. Масштаб поставленных задач определяется необходимостью получения уточнённых оценок многолетних трендов термохалинных полей в толще вод Северной Атлантики в условиях меняющегося климата. Комплексный характер проекта обусловлен использованием современных, однородных и длительных данных нескольких реанализов и объективных анализов океана, а также методологией – использованием, как метода наименьших квадратов, так и метода квантильной регрессии. Сформулированные задачи направлены на получение достоверных оценок скорости потепления (охлаждения) и осолонения (опреснения) вод Северной Атлантики. Предлагаемый проект позволит провести детальный анализ закономерностей сезонного распределения линейных трендов температуры и солёности в толще вод Северной Атлантики и роли долгопериодной изменчивости указанных характеристик в климатической изменчивости рассматриваемого региона. Подходы и результаты реализации настоящего проекта будут использованы для уточнения климатического районирования Североатлантического океана во все сезоны года, что представляется весьма актуальным при подготовке и реализации планов адаптации к изменениям климата в Атлантико–Европейском регионе, в том числе на Европейской территории России.
Ожидаемые результаты
В ходе практической реализации проекта будут получены следующие основные результаты:
1. Будут сформированы массивы данных по температуре и солёности для акватории Северной Атлантики на основе нескольких независимых реанализов за доступные периоды;
2. Будут получены количественные оценки климатических трендов температуры и солёности вод Северной Атлантики разными методами;
3. Будет определен вклад долгопериодных тенденций изменения рассматриваемых характеристик в формирование климатических условий в Северной Атлантике в разные сезоны.
4. Будет уточнено климатическое районирование акватории Северной Атлантики по величине скорости потепления (охлаждения) и осолонения (опреснения) её толщи вод во все сезоны года.
Получение этих результатов позволит построить реалистичную, то есть не зависимую от конкретного массива данных и методики, картину долговременной изменчивости термохалинных полей в толще вод Северной Атлантики за последние семь десятилетий. Подходы и результаты реализации настоящего проекта будут востребованы при подготовке и реализации планов адаптации к изменениям климата в Атлантико–Европейском регионе, в том числе на Европейской территории России. Все ожидаемые результаты будут получены впервые.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В первый год реализации Проекта на основе нескольких массивов данных реанализов и объективных анализов океана проведено исследование долгопериодных изменений температуры северной части Атлантического океана (0°–70° с.ш. 8°–80° з.д.) во второй половине 20-го столетия. Использование большого количества источников данных позволяет с высокой степенью уверенности идентифицировать долгопериодные изменения температуры Северной Атлантики. Полученные результаты не зависят от конкретного массива данных. Рассмотрены сезонные и региональные особенности тенденций изменения температуры океана в три периода: 1948–2018 гг., 1961–2011 гг. и 1980–2011 гг. Подтверждено, что на разных временных масштабах структура долгопериодного изменения температуры Северной Атлантики разная.
В период 1948–2018 гг. потепление северной части Атлантического океана, в основном, обнаружено в верхнем 400 м слое от экватора до 50° с.ш. За указанный 71–летний период рост медианы среднемесячной температуры океана в окрестности Межпассатного противотечения и Гвианского течения, Канарского апвеллинга и западной части субтропического круговорота составил около 0.7 °С, а в окрестности Гольфстрима – почти 1.5 °С. При этом в центральной части субполярного круговорота отмечается снижение медианы среднемесячной температуры океана почти на 0.7 °С.
В период 1961–2011 гг. потепление северной части Атлантического океана, в основном, осуществляется в верхнем 400 м слое от экватора до 70° с.ш. За этот 51–летний период рост медианы среднемесячной температуры океана в среднем по акватории составил около 0.5 °С. В окрестности Межпассатного противотечения, Гвианского течения и Канарского апвеллинга рост медианы среднемесячной температуры океана составил около 0.5 °С, а в окрестности Гольфстрима – более 1 °С. В реанализах океана коэффициенты линейного тренда температуры океана в среднем выше, чем по объективным анализам. Очаг потепления в центральной части Тропической Атлантики (2°–6° с.ш. 20°–50° з.д.) в слое 75–100 м во все месяцы за период 1961–2011 гг. обусловлен значимым ростом температуры океана в июле–августе, месяце максимума температуры океана в годовом ходе, что приводит к долгопериодному увеличению среднегодового значения и амплитуды годового хода температуры в рассматриваемой области.
В период 1980–2011 гг. интенсивное потепление северной части Атлантического океана, в основном, происходило в верхнем 400 м слое в высоких широтах (50°–65° с.ш.). За этот 32–летний период рост медианы среднемесячной температуры океана в субполярном круговороте составил почти 1 °С. В Тропической Атлантике (0°–25° с.ш.) в слое 100–150 м медиана температуры океана уменьшилась на 0.3 °С за рассматриваемый период. В области Гольфстрима по используемым массивам данных отмечается большой разброс величин коэффициентов линейного тренда температуры океана. Поэтому нельзя однозначно утверждать о характере трендов температуры океана в этой области в рассматриваемый период. По данным большинства рассматриваемых реанализов океана обнаружены области с самым большим потеплением, составляющим почти 3 °С в период 1980–2011 гг. Однако такие области в разных массивах данных расположены в разных местах, что не позволяет выделить общую закономерность.
В период 1980–2011 гг. температура верхнего слоя Субполярной Атлантики (50°–65° с.ш. 8°–60° з.д.) значимо увеличивалась во все месяцы года. Величины коэффициентов линейного тренда температуры океана в слое 10–1000 м уменьшаются с глубиной. Наибольшая скорость роста температуры океана характерна для верхнего 100 м слоя с максимумами в январе и августе (0.6 °С/10 лет). Почти все реанализы океана показывают рост температуры океана в этом слое в конце лета и осенью. В январе коэффициенты медианного тренда температуры верхнего слоя океана по разным реанализам варьируют в диапазоне от 0.15 °С/10 лет до 0.5 °С/10 лет.
Модифицирован метод представления степени согласованности массивов данных по знаку и величине долгопериодной тенденции изменения температуры океана. Анализ согласованности используемых массивов данных по скорости потепления вод Северной Атлантики позволил идентифицировать области северной части Атлантического океана, в которых большинство источников океанографической информации согласованно показывают потепление, а также обнаружить области, в которых значимые долгопериодные тенденции изменения температуры океана достоверно отсутствуют. Выявленные долгопериодные тенденции изменения температуры океана, не зависящие от конкретного массива океанографической информации, могут быть востребованы для усовершенствования численных моделей циркуляции океана и для повышения достоверности прогнозов изменений климата в Североатлантическом регионе.
Публикации
1. Сухонос П.А., Иванов В.В., Дианский Н.А. Long–Period Trends in Water Temperature Changes in the Northern Part of the Atlantic Ocean according to the Ocean Reanalysis Data Doklady Earth Sciences, Vol. 515, Part 2, pp. 669-674. (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1134/S1028334X23603589
2. - Получена реалистичная картина долгопериодной эволюции поля температуры вод Северной Атлантики Группа Института природно-технических систем в социальной сети ВКонтакте, - (год публикации - )