Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Получены результаты анализа роли разных естественных и антропогенных факторов в формировании глобальных и региональных климатических изменений и их последствий с использованием данных наблюдений и реанализа. В том числе, получены оценки вкладов форсинга парниковых газов (ПГ) и вариаций инсоляции в тренды глобальной приповерхностной температуры (ГПТ) на различных временных интервалах по расчетам с климатическими моделями CMIP6 и по данным инструментальных наблюдений. При сравнении результатов для различных климатических моделей получено, что эмпирическим оценкам определяющего вклада форсинга ПГ в тренд ГПТ на полувековом и вековом временных интервалах наиболее соответствуют оценки по расчетам с климатической моделью INM-CM4-8 с наименьшей чувствительностью ГПТ к удвоению содержания СО2 в атмосфере. Получены оценки взаимосвязи внутридесятилетней изменчивости Атлантической мульдекадной осцилляции (АМО) и Эль-Ниньо по временным рядам данных для периода 1870-2022 гг., в том числе оценки долгосрочной роли этой взаимосвязи в отношении спектров мощности обоих процессов. Получено, что ее влияние на спектральный состав обоих процессов велико: согласно полученным эмпирическим авторегрессионным моделям спектральные пики обоих анализируемых процессов в области периодов 2-5 лет увеличиваются в два раза и более за счет введения двунаправленной связи. Пик в сигнале АМО пропадает при обнулении связей, а в сигнале Эль-Ниньо – сильно размывается или тоже пропадает. Таким образом, двунаправленная связь между Эль-Ниньо и АМО необходима для существования спектральных пиков для этих процессов в области периодов 2-5 лет. При анализе особенностей проявления ключевых мод естественной климатической изменчивости (Эль-Ниньо, Атлантической мультидесятилетней осцилляции, Тихоокеанской десятилетней осцилляции) с оценкой их взаимосвязи и долгопериодных тенденций с использованием данных наблюдений и реанализа, получены оценки вероятности региональных аномалий. Полученные оценки свидетельствуют о потенциале предсказуемости межгодовых и междесятилетних особенностей региональных климатических режимов при учете ключевых мод естественной климатической изменчивости. Используя статистические свойства решения уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова (ФПК) для скоростей и координат получены количественные оценки распределений различных характеристик циклонов и антициклонов (в т.ч. времени жизни, скорости ветра, размера и кинетической энергии) в зависимости от их интенсивности. Расчеты выполнены с использованием данных реанализа ERA5 для периода 2010-2021 гг. Проведен анализ характеристик вихрей в течение их жизненного цикла. В целом, все анализируемые характеристики циклонов растут при их интенсификации, хотя для интенсивных антициклонов отмеченное увеличение не так выражено, как для циклонов. С использованием результатов расчетов с глобальными климатическими моделями международного проекта CMIP6 проведен анализ современных климатических условий для регионов континентальной криолитозоны Северного полушария. Получены количественные оценки площади распространения приповерхностных многолетнемерзлых пород, а также определены границы различных зон, в том числе сплошной, прерывистой и островной мерзлоты на основе индексов, характеризующих локальные климатические условия существования мерзлых пород. Показано, что современные границы криолитозоны на севере Евразии и Северной Америки в целом реалистично воспроизводятся с использованием различных индексов. Выявлена переоценка области распространения приповерхностных многолетнемерзлых пород в Тибете для ряда климатических моделей. Учет утепляющего влияния снежного покрова приводит к смещению южной границы континентальной криолитозоны Северного полушария к северу, для отдельных моделей наиболее существенному на юге Восточной Сибири и на Аляске. Полученные оценки площади приповерхностных многолетнемерзлых пород для периода 2001-2020 гг. на основе выбранных индексов находятся в пределах 11.5-13.1 млн км2, при этом выявлены различия, существенные для отдельных моделей. Проведен анализ естественных и антропогенных потоков CO2 и CH4 в атмосферу с территории России в 21 веке и их вклада в изменения климата с использованием результатов расчетов с ансамблем глобальных климатических моделей международного проекта CMIP6. Поглощение CO2 наземными экосистемами России при всех сценариях имеет тенденцию достигать максимума в течение 21 века и сокращаться к его концу, при этом потоки метана из наземных экосистем России растут на протяжении всего 21 века. Получены оценки вклада естественных и антропогенных потоков CO2 и CH4 в атмосферу в глобальные изменения климата с помощью кумулятивного температурного потенциала. Замедляющий потепление эффект поглощения CO2 наземными экосистемами России в значительной мере компенсируется ускоряющими потепление естественными эмиссиями метана. Общий вклад в потепление с учетом эффектов естественных и антропогенных потоков парниковых газов имеет тенденцию к стабилизации в 21 веке при всех сценариях, кроме SSP 5-8.5.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Получены оценки взаимосвязи внутридесятилетней изменчивости АМО и Эль-Ниньо, в том числе оценки долгосрочных эффектов этой взаимосвязи в отношении спектров мощности обоих процессов, с использованием временных рядов для различных индексов Эль-Ниньо, как для всего доступного периода наблюдений 1870-2022 гг., так и для его последовательных подынтервалов 1870 – 1945 гг. и 1946 – 2022 гг. Результаты оценки связей качественно аналогичны для разных индексов Эль-Ниньо и для разных временных интервалов, свидетельствуя об устойчивости вывода о том, что в рамках линейной двухкомпонентной авторегрессионной модели двунаправленная связь между внутридесятилетней изменчивостью АМО и Эль-Ниньо необходима для существования спектральных пиков для этих процессов в области периодов 2-5 лет. При количественном сопоставлении результатов для разных индексов Эль-Ниньо показано, что при оценке по данным для всего интервала 1870-2022 гг. наибольший спектральный эффект связей имеет место для наиболее близкой к Атлантике области Ниньо-3, а наименьший – для наиболее удаленной от Атлантики области Ниньо-4. Отмеченное различие в большей степени проявляется для второй половины ряда (1946 – 2022 гг.), для первой половины ряда (1870 – 1945 гг.) оценки для различных индексов Эль-Ниньо в целом ближе друг к другу. Изменения оценок эффектов связей со временем (при переходе от интервала 1870-1945 гг. к интервалу 1946-2022 гг.) показывают, что эти эффекты в целом растут для индекса Ниньо-3 и уменьшаются для индекса Ниньо-4. Проведён анализ особенностей проявления ключевых мод естественной климатической изменчивости (Эль-Ниньо, Атлантической мультидесятилетней осцилляции (АМО), Тихоокеанской десятилетней осцилляции (ТДО)) с оценкой их взаимосвязи и долгопериодных тенденций на основе модельных расчетов ансамбля CMIP6 в сопоставлении с полученными с использованием данных наблюдений и реанализа ERA-5. Модели CMIP6 адекватно воспроизводят пространственные паттерны мод АМО, ТДО и атмосферных блокирований. При сопоставлении данных моделирования и реанализа подтверждён совместный эффект фаз АМО и Эль-Ниньо, усиливающий блокирования над Европейской территории России. Полученные результаты имеют значение для совершенствования региональных климатических прогнозов и оценки экстремальных погодных явлений. Получены оценки предсказуемости региональных климатических аномалий в связи с ключевыми модами естественной климатической изменчивости на основе модельных расчетов в сопоставлении с полученными с использованием данных наблюдений и реанализа. Особое влияние было уделено экстремальным (резким и продолжительным) региональным аномалиям: волнам жары и холода, засухам). Модели CMIP6 демонстрируют ограниченную предсказуемость региональных климатических аномалий, связанных с декадными модами (АМО, ТДО) по сравнению с межгодовой модой Эль-Ниньо, влияние которой воспроизводится более уверенно. Установлено, что наибольшие расхождения между модельными расчетами и реанализом наблюдаются для связей между ТДО и зимними аномалиями температуры в Европе. Получены ансамблевые оценки региональных режимов вечной мерзлоты, включая количественные оценки трендов площади многолетнемерзлых пород и чувствительности к изменениям глобальной температуры воздуха в XXI в, на основе результатов расчетов с глобальными климатическими моделями проекта CMIP6 при различных сценариях антропогенных воздействий с использованием почвенно-мерзлотного индекса (SFI), учитывающего теплоизолирующее влияние снежного покрова, а также на основе отрицательных значений среднегодовой температуры грунта на протяжении двух и более лет подряд на глубинах 2 м (MST2) и 3.5 м (MST3). Значения тренда площади многолетнемерзлых пород, оцененной на основе одного и того же индекса существенно различаются для отдельных моделей (до двух раз и более). Различия отмечаются и для значений тренда многолетнемерзлых пород, полученных для одной модели с использованием разных индексов - на основе приповерхностной температуры и температуры грунта. Минимальное значение тренда (-20 тыс. км2/год) получено при сценарии ssp1-2.6 для второй половины XXI в. для BCC-CSM2-MR с использованием индекса SFI. Максимальное значение тренда площади для этого периода ( 224 тыс. км2/год) получено при сценарии ssp5-8.5 по модели CNRM-ESM2-1 с использованием индекса MST3. Средние для ансамбля моделей значения чувствительности площади многолетнемерзлых пород к изменениям глобальной температуры воздуха оценены равными 3.3±0.8 млн км2/⁠оС при сценарии ssp1-2.6, 2.9±0.7 млн км2/⁠оС при сценарии ssp2-4.5 и 2.1±0.7 млн км2/⁠оС при сценарии ssp5-8.5. Максимальный разброс полученных оценок чувствительности площади приповерхностных многолетнемерзлых пород достигает 30%, при этом различия оценок чувствительности при использовании разных индексов статистически незначимы. Получены модельные оценки влияния природных потоков углекислого газа и метана с территории России, Китая, Канады и США на возможные изменения глобальной приповерхностной температуры атмосферы в 21 веке при различных сценариях антропогенного воздействия с использованием кумулятивного температурного потенциала. Показано, что изменение климатических условий при различных сценариях антропогенных воздействий может сильно влиять на показатели климатического вклада потоков парниковых газов, особенно на больших временных горизонтах. Природные эмиссии метана в среднем по модельным оценкам возрастают в 21 веке для всех стран при всех сценариях антропогенных воздействий и могут увеличиться более чем вдвое. Поглощение CO2 наземными экосистемами для всех стран кроме США при всех сценариях имеет тенденцию достигать максимума в течение 21 века и сокращаться к его концу. Общий вклад естественных потоков парниковых газов, замедляющий потепление, растет в 21 веке для всех стран при всех сценариях кроме SSP 5-8.5. При наиболее агрессивном антропогенном сценарии SSP 5-8.5 в последней трети 21 века суммарное влияние наземных экосистем на понижение глобальной приповерхностной температуры атмосферы по расчетам начинает снижаться для всех стран.