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 проекта 20-17-00190
НазваниеИсследование чувствительности климатической системы к антропогенным воздействиям с помощью модели климата ИВМ РАН
Руководитель Володин Евгений Михайлович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука Российской академии наук , г Москва
Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-602 - Диагноз и моделирование климата
Ключевые слова Модель, климат, чувствительность, коэффициент обратной связи, радиация, параметризация, облачность, аэрозоли, водяной пар, океан, пограничный слой
Код ГРНТИ37.23.31
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В проекте предполагается исследование проблемы чувствительности к различным антропогенным внешним воздействиям. Наиболее существенным воздействием в настоящее время является увеличение концентрации парниковых газов, и в первую очередь углекислого газа. Климатические модели имеют различную равновесную чувствительность к удвоению концентрации СО2, и в последние годы диапазон неопределенности не только не уменьшается, но даже увеличивается. В частности, увеличивается количество моделей, имеющих равновесную чувствительность более 5К. Все версии модели климата ИВМ РАН имеют чувствительность у нижней границы диапазона, около 2К, и причины этого до конца не ясны. В проекте предполагается исследование причин низкой чувствительности модели климата ИВМ, включая вычисление коэффициентов обратных связей для различных процессов, исследование изменения равновесной чувствитиельности к изменению радиационных свойств облачности и другим процессам, потенциально влияющим на чувствительность. В рамках проекта буден модернизирована параметризация атмосферного пограничного слоя (АПС) методом построения отдельной модели погранслоя на своей сетке, ведь именно в АПС формируются облака, наиболее сильно влияющие на чувствительность.
Кроме парниковых газов, существенное воздействие на климат оказывают антропогенные аэрозоли, и в первую очередь сульфатный аэрозоль и черный углерод. Однако, радиационное прямое воздействие антропогенного черного углерода в климатической модели ИВМ значительно меньше, чем по оценкам, приведенным в 5-м Оценочном Докладе МГЭИК. В результате работы модель эволюции черного углерода и его радиационные свойства будут модернизированы так, чтобы они соответствовали общепринятым оценкам. Кроме прямого радиационного эффекта сажи, будет учтен также эффект влияния черного углерода на альбедо снега и льда, для чего предполагается усовершенствование параметризации снежного покрова.
Непрямой эффект сульфатного аэрозоля будет учтен таким образом, чтобы он соответствовал общепринятым оценкам.
Будет проведено исследование того, как чувствительность к основным антропогенным воздействиям влияет на воспроизведение изменений климата, наблюдавшихся в 20 веке и - начале 21 века. Учет каждого эффекта будет модернизирован так, чтобы наиболее точно воспроизводить наблюдавшиеся в последнее столетие климатические изменения.
Программа предлагаемых исследований является весьма актуальной, так как несмотря на очевидный прогресс в численном моделированиии климата и его изменений, вопрос о чувствительности климатических моделей к основным антропогенным форсингам остается открытым. Более того, предварительные результаты CMIP6 показывают, что диапазон неопределенности равновесной чувствительности к удвоению СО2 стал даже больше, чем для моделей предыдущей фазы проекта. При этом, не происходит улучшения воспроизведения наблюдаемых в последнее столетие изменений климата, включая глобально осредненную температуру.
Новизна предполагаемых исследований состоит в том, что с данной моделью климата, которая воспроизводит наблюдаемые в последнее столетия изменения успешнее многих моделей CMIP6 и в стандартной конфигурации имеет низкую равновесную чувствительность, таких исследований не проводилось. Кроме того, при усовершенствовании параметризаций модели предполагается использовать новые подходы, такие как расчет эволюции атмосферного пограничного слоя на отдельной сетке, что до сих пор в климатических моделях не применялось.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Володин Е.М. Равновесная чувствительность модели климата к увеличению концентрации СО2 в атмосфере при различных методах учета облачности Известия РАН. Физика атмосферы и океана. (год публикации - 2021)
2. Черненков А.Ю., Кострыкин С.В. Оценка радиационного форсинга от загрязнения снега черным углеродом по данным климатической модели Известия РАН. Физика атмосферы и океана (год публикации - 2021)
Публикации
1.
Володин Е.М.
Связь естественной изменчивости климата и чувствительности модели климата ИВМ РАН к увеличению концентрации СО2
Известия РАН. Физика атмосферы и океана, Т.57, N5, с. 509-513 (год публикации - 2021)
10.31857/S000235152105014X
2.
Володин Е.М.
The mechanisms of cloudiness evolution responsible for equilibrium climate sensitivity in climate model INM-CM4-8
Geophysical Research Letters (год публикации - 2022)
10.1029/2021GL096204
3.
Чубарова Н.Е., Полюхов А.А., Володин Е.М.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСЧЕТА ЭВОЛЮЦИИ СУЛЬФАТНОГО АЭРОЗОЛЯ В КЛИМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИВМ РАН И ЕГО РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ
Известия РАН. Физика атмосферы и океана, Т.57, N4, с.421-431 (год публикации - 2021)
10.1134/S0001433821040150
4.
Кострыкин С., Ревокатова А., Черненков А., Гинзбург В., Полумиева П., Зеленова М.
Black Carbon Emissions from the Siberian Fires 2019: Modelling of the Atmospheric Transport and Possible Impact on the Radiation Balance in the Arctic Region
Atmosphere, V12, N7, 814 (год публикации - 2021)
10.3390/atmos12070814
5. Тарасевич М., Володин Е. The influence of autumn Eurasian snow cover on the atmospheric dynamics anomalies during the next winter in INMCM5 model data SUPERCOMPUTING FRONTIERS AND INNOVATIONS (год публикации - 2022)
Публикации
1.
Полюхов А.А., Чубарова Н.Е., Володин Е.М.
ВЛИЯНИЕ УЧЕТА НЕПРЯМОГО ЭФФЕКТА СУЛЬФАТНОГО АЭРОЗОЛЯ НА РАДИАЦИЮ И ОБЛАЧНОСТЬ ПО ДАННЫМ КЛИМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИВМ РАН
Известия РАН. Физика атмосферы и океана., том 58, № 5, с. 566–575 (год публикации - 2022)
10.31857/S0002351522050091
2.
Володин Е.М.
Вероятные изменения климата в XXI веке на территории России по данным модели климата INM-CM5-0
Метеорология и гидрология, N5, C.5-13 (год публикации - 2022)
10.52002/0130-2906-2022-5-5-13
3. Дебольский А.В., Мортиков Е.В., Глазунов А.В., Лупкес К. Evaluation of surface layer stability functions and their extension to first order turbulent closures for weakly and strongly stratified stable boundary layer Boundary Layer Meteorology (год публикации - 2023)
4. Володин Е.М. Воспроизведение современного климата моделью климатической системы INMCM60 Известия РАН. Физика атмосферы и океана (год публикации - 2023)