Колебания климата Русской равнины в последнем тысячелетии по данным дендроклиматологии и климатического моделирования: реконструкции, сравнение, прогноз

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 21-17-00264

НазваниеКолебания климата Русской равнины в последнем тысячелетии по данным дендроклиматологии и климатического моделирования: реконструкции, сравнение, прогноз

Руководитель Долгова Екатерина Антоновна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской Академии наук , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-701 - Палеогеография

Ключевые слова годичные кольца, индекс сухости, изменения климата, засуха, климатические модели, историческая климатология

Код ГРНТИ39.19.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение проблемы детального понимания изменений климата на Русской равнине за последнее тысячелетие и вклада естественной и антропогенной составляющих в эти изменения. Ее решение важно для понимания функционирования климатической системы Земли и прогноза глобального и регионального климата. Основа проекта - реконструкции гидрометеорологических характеристик на Русской равнине по данным дендроклиматологии и климатического моделирования. В результате выполнения проекта будет создана сеть продолжительных (500-1000 лет) непрерывных региональных хронологий по ширине, оптической и анатомической плотности и изотопному составу δ13С древесины с абсолютной временной привязкой через образцы живых деревьев и с опорой на коллекции древесины из археологических раскопок и архитектурных памятников. Эти хронологии будут использованы для реконструкции температуры воздуха в нескольких ключевых районах (север Русской равнины, Костромская и Ярославская области, Московская и Калужская области, Поволжье и других) и созданы пространственные реконструкции для всего региона. Разработанный руководителем проекта метод прямой (без стандартизации) реконструкции климатических параметров по дендрохронологическим данным DIRECT (Matskovsky, Helama, 2016) будет использован для точечных реконструкций климатических параметров. Мы также планируем усовершенствовать Атлас засух Европейской России (Cook et al., 2020), созданный при нашем активном участии: в частности, построить новые и подлить и дополнить имеющиеся хронологии ширины годичных колец деревьев, чувствительных к засухам, провести их анализ в контексте исторических данных, а также использовать два альтернативных метода пространственных реконструкций для этого массива данных. Первый эксперимент заключается в замене метода регрессии на главные компоненты методом регрессии частных наименьших квадратов при построении реконструкций на основе метода поточечной регрессии (Point-by-point regression, Cook et al., 1999). Второй заключается в применении нейросетевых методов, а именно методов глубокого обучения (Deep learning) для пространственной реконструкции климатических параметров по распределенной сети древесно-кольцевых хронологий. Наш подход будет основан на совмещении методик поточечной регрессии и глубокого обучения. Мы сопоставим гидроклиматические реконструкции Атласа засух с результатами моделирования климата последнего тысячелетия, выполненных в рамках проекта PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project) и выберем модель, наиболее точно воспроизводящую гидроклиматические условия Русской равнины в прошлом. На ее основе мы оценим изменения гидрометеорологических характеристик региона в 21 веке для различных сценариев эмиссии парниковых газов. Мы проведем сопоставление данных Атласа засух и реконструированных температур для теплых периодов прошлого с характеристиками современного климата на Русской равнине для оценки естественной и антропогенной составляющей в изменениях климата. В задачи проекта входит определение возраста архитектурных и археологических памятников на основе созданных региональных и локальных абсолютно датированных древесно-кольцевых хронологий. В процессе создания хронологий мы получим датировки уникальных объектов, имеющих историческую и культурную ценность. Важной составляющей проекта будет сохранение уникальных образцов, несущих информацию об изменениях окружающей среды в прошлом, которые смогут быть использованы в будущем для проведения новых видов анализа. Имея в виду масштабные реконструкции памятников деревянного зодчества, а также разрушение многих из них, эта задача имеет не только важное научное, но и социально-культурное значение. Все цели, поставленные в данном проекте, достижимы усилиями нашей группы, имеющей необходимую квалификацию, оборудование (включая ЦКП ИГРАН) и большой массив дендрохронологических данных, созданный в последние десятилетия.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Соломина О.Н., Мацковский В.В. Dendrochronology in European Russia in the Early 21st Century: State of the Art Frontiers in Ecology and Evolution, Vol. 9: 738199 (год публикации - 2021)
10.3389/fevo.2021.738199

2. Мацковский В.В., Зазовская Э.П., Турчинская С.М., Жданова Е.Ю., Михаленко В.Н., Семеняк Н.С., Соломина О.Н. Cтабильные изотопы углерода в годичных кольцах сосны центра Русской равнины – первые результаты Пути эволюционной географии - 2021: Материалы II Всероссийской научной конференции, посвященной памяти профессора А.А.Величко (Москва, 22-25 ноября 2021 г.). – М.: Институт географии РАН, c. 231-233 (год публикации - 2021)

3. Мацковский В.В., Долгова Е.А., Семеняк Н.С., Кузнецова В.В., Соломина О.Н. Дендрохронологические исследования последних лет в костроме и костромской области Костромской край и сопредельные территории в древности, Средневековье и в Новое время. К 160-летию со дня рождения Н.М. Бекаревича, c. 63-65 (год публикации - 2021)

4. Семеняк Н.С., Мацковский В.В. Использование оптической плотности годичных колец для дендрохронологического датирования архитектурных объектов Костромской области Костромской край и сопредельные территории в древности, Средневековье и в Новое время. К 160-летию со дня рождения Н.М. Бекаревича, c. 66-71 (год публикации - 2021)

5. Семеняк, Н., Долгова, Е. Dendroclimatic signals in the pine and spruce chronologies in the Solovetsky Archipelago Dendrochronologia, Semenyak, N., & Dolgova, E. (2023). Dendroclimatic signals in the pine and spruce chronologies in the Solovetsky Archipelago. Dendrochronologia, 126029. (год публикации - 2023)
10.1016/j.dendro.2022.126029

6. Мацковский В.В., Ройг Ф.А, Фуэнтес М., Корнева И.А., Аранэо Д., Линдерхольм Х.В., Аравэна Х.К. Summer temperature changes in Tierra del Fuego since AD 1765: atmospheric drivers and tree-ring reconstruction from the southernmost forests of the world Climate Dynamics, Matskovsky, V. et al. (2022). Summer temperature changes in Tierra del Fuego since AD 1765: atmospheric drivers and tree-ring reconstruction from the southernmost forests of the world. Climate Dynamics, 1-15. (год публикации - 2022)
10.1007/s00382-022-06384-0

7. Мацковский В.В., Кузнецова В.В., Семеняк Н.С., Турчинская С.М., Зазовская Э.П., Энговатова А.В., Лазарев А.С., Жданова Е.Ю., Долгова Е.А., Соломина О.Н. Dendroclimatic Potential of Stable Carbon Isotopes in Tree-Ring Cellulose of Pinus sylvestris L. in Yaroslavl and Kostroma Regions, European Russia Геоморфология, Мацковский, В. В. и др. (2022). Дендроклиматический потенциал стабильных изотопов углерода в целлюлозе годичных колец Pinus sylvestris L. в Ярославской и Костромской областях. Геоморфология, (3), 74-82. (год публикации - 2022)
10.31857/S0435428122030099

8. Кузнецова В.В., Соломина О.Н. Contrasting climate signals across a Scots pine (Pinus sylvestris L.) tree-ring network in the Middle Volga (European Russia) Dendrochronologia, Kuznetsova, V. V., & Solomina, O. N. (2022). Contrasting climate signals across a Scots pine (Pinus sylvestris L.) tree-ring network in the Middle Volga (European Russia). Dendrochronologia, 73, 125957. (год публикации - 2022)
10.1016/j.dendro.2022.125957

9. Карпухин А.А., Гриценко Л.Н., Беличенко А.Е., Хмелисский Ю.А. Результаты дендрохронологических исследований деревянной ограды Михайло-Архангельского монастыря г. Архангельска Краткие сообщения института археологии, Краткие сообщения института археологии, Выпуск 270, С. 401-471 (год публикации - 2023)
10.25681/IARAS.0130-2620.270.401-417

10. Семеняк Н.С., Соломина О.Н., Долгова Е.А., Мацковский В.В. Климатический сигнал в различных параметрах годичных колец сосны обыкновенной на Соловецком архипелаге Геосферные исследования, Семеняк Н.С., Соломина О.Н., Долгова Е.А., Мацковский В.В. Климатический сигнал в различных параметрах годичных колец сосны обыкновенной на Соловецком Архипелаге // Геосферные исследования. 2022. № 4. С. 149–164 (год публикации - 2023)
10.17223/25421379/25/10

11. Долгова Е.А., Соломина О.Н., Мацковский В.В., Черенкова Е.А., Семеняк Н.С. Climate signal strength in tree-ring width of spruce growing in the Solovetsky Islands (Russia) Dendrochronologia, Dolgova, E. A., Solomina, O. N., Matskovsky, V. V., Cherenkova, E. A., & Semenyak, N. S. (2022). Climate signal strength in tree-ring width of spruce growing in the Solovetsky Islands (Russia). Dendrochronologia, 76, 126012. (год публикации - 2022)
10.1016/j.dendro.2022.126012

12. Энговатова А.В., Лазарев А.С., Мацковский В.В. Новые археологические находки для дендрохронологической шкалы по хвойным породам для Ярославской и Костромской областей Археология Подмосковья, Энговатова А.В., Лазарев А.С., Мацковский В.В. (2022) Новые археологические находки для дендрохронологической шкалы по хвойным породам для Ярославской и Костромской областей // Археология Подмосковья - № 18 - С. 91-106. (год публикации - 2022)
10.25681/IARAS.2022.978-5-94375-367-1.91-106

Публикации