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 17-17-01151

НазваниеДинамика глубокой конвекции в субполярных и полярных районах океана в условиях меняющегося климата, ее связь с потоками пресной воды и тепла и влияние на Атлантическую меридиональную термохалинную циркуляцию

РуководительБашмачников Игорь Львович, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г Санкт-Петербург

Период выполнения при поддержке РНФ 2017 г. - 2019 г. 

Конкурс№18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-502 - Крупномасштабные и синоптические процессы в океане

Ключевые словаглубокая конвекция, объемы пресной воды, теплосодержание, Атлантическая термохалинная циркуляция, изменения климата

Код ГРНТИ37.25.00


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Целью данного проекта является оценка межгодовой изменчивости интенсивности глубокой конвекции (ГК) в Гренландско- Норвежском регионе и районе Лабрадорского моря – моря Ирмингера, как элемента глобальной климатической системы. Глубокая конвекция в Гренландском, Лабрадорском морях и море Ирмингера является основным источником вод атлантической термохалинной циркуляции (АТХЦ) и, таким образом, представляет собой важную составляющую глобальной климатической системы (Buckley & Marshall, 2016). Некоторыми авторами предполагается, что изменения климатической системы Земли в прошлом могли быть связаны с изменением интенсивности АТХЦ, и, в частности, с изменением интенсивности глубокой конвекции, как результата увеличения поступления пресной воды в приполярные районы (Lockwood, 2001). АТХЦ считается одним из основных механизмов вывода из атмосферы избытка СО2 (Kostov et al., 2014). Предполагается, что ослабление АТХЦ приведет изменению стратификации океана и уменьшению суммарной биомассы планктона в Атлантике на 50% (Schmittner, 2005). Рядом авторов рассматриваются также связи колебаний интенсивности АТХЦ и межгодовой изменчивости климатических характеристик различных регионов Евразии (Мохов и др., 2008; Li et al., 2008; Yu et al. 2009; Marshall et al., 2014). Тенденции к потеплению современного климата наиболее выражены в полярных регионах. Так, потепление в Арктике в среднем идет в 2 раза быстрее, чем увеличение средней по Земному шару температуры приземного воздуха (Johannessen et al., 2016). С идущим потеплением связывают и усиление потоков пресной воды в приполярные районы Северного полушария (Peterson et al., 2006). Достаточно быстрые климатические изменения, связанные с ослаблением АТХЦ, могут спровоцировать экономическую рецессию со спадом мировой экономики от 1% до 25% (Nordhaus, 1993, 2008; Mastrandrea & Schneider 2001; Kovalevsky et al., 2014, 2015: Anthoff et al., 2016). В связи с этим, в последние годы особенно актуален вопрос об возможной резкой изменчивости интенсивности глубокой конвекции в этих регионах в будущем (Glessmer et al., 2014; Moore et al., 2015; Boning et al., 2016; Luo et al., 2016; Yang et al., 2016). Сочетание мезомасштабных ячеек ГК, где происходит образование вод АТХЦ, и глобальности самого АТХЦ существенно затрудняет изучение связи между этими явлениями, как в натурных исследованиях, так и в гидродинамических моделях. Так, 1-градусное разрешение климатических моделей океана-атмосферы недостаточно для воспроизведения многих элементов динамики АТХЦ: ячеек ГК, вихрей, узких струйных течений (Kawasaki & Hasumi, 2014). Проекции с помощью самых современных климатических моделей CMIP5 показывают весьма значительный разброс интенсивности АТХЦ - от практически неизменной интенсивности до уменьшения на 50% к концу XXIв. (Cunningham et al., 2007, 2010; Buckley & Marshall, 2016). Оценка изменчивости интенсивности ГК в субполярных районах северного полушария, как элемента АТХЦ, остается одной из важнейших научных и прогностических задач океанологии и климатологии (Kostov et al., 2014; Cunningham et al., 2007, 2010; Buckley & Marshall, 2016; Tol et al., 2016), Научная новизна проекта состоит: в выявлении значимых трендов и цикличностей различных областей ГК в приполярных районах северного полушария н основе ряда оригинальных индексов и моделей развития ГК, в исследовании когерентности между главными источниками ГК, в комплексном анализе причин изменчивости ГК, а также в поиске связи межгодовой изменчивости ГК с изменчивостью интенсивности АТХЦ на разных временных масштабах. Успешное выполнение поставленных задач базируется на значительно выросшей за последние десятилетие доступной базы наблюдений в районах ГК, на существенном прогрессе в точности спутниковых данных и новейших методиках их обработки, а также на существенных успехах последних лет в области реанализа с помощью реализации вихреразрешающих моделей океана. Комплексность применения данных, а также современные методики анализа, позволят значительно продвинуться в понимании причин межгодовой изменчивости ГК и модуляции межгодовой изменчивости АТХЦ. На первом этапе предлагаемого проекта предполагается выявить характер межгодовой изменчивости (тренды и цикличности) ГК в Гренландском море, Лабрадорском море и море Ирмингера, а также когерентность этих изменений в разных морях. Акцент будет сделан анализе различных термодинамических (Алексеев и др., 2001; Alekseev et al., 2001), динамических (Ковалевский, 2002) и других индексов ГК (Schlosser et al., 1991; Bonisch et al., 1997 и др.), их верификации на максимально широком наборе литературных источников и материале натурных наблюдений. Глубина конвекции и объем перемешанных вод зависит от фоновой стратификации верхнего слоя океана. В связи с этим, на втором и третьем этапах работы будет выявлен характер межгодовой изменчивости (тренды и цикличности) стратификации верхнего слоя океана в районах ГК, а также содержания пресной воды и теплосодержания в этих регионах (Deshayes et al., 2014; Glessmer et al., 2014). На четвертом этапе будет выявлена связь долгопериодной изменчивости объема пресной воды и теплозапаса в районах ГК с потоками тепла и пресной воды в регионы. Здесь будут исследована межгодовая изменчивость океанических потоков тепла и пресной воды через границы регионов, а также теплообмена на границе океан-атмосфера. В рамках этой задачи будут проанализированы: межгодовая изменчивость жидкого и ледового пресного стока через пролив Фрама и Канадский архипелаг, межгодовая изменчивость характеристик затока атлантических вод, межгодовая изменчивость стока с Гренландии. Отдельное внимание будет уделено межгодовой изменчивости ледового режима и интенсивности циклонической активности в районах ГК. На пятом этапе, будут рассмотрены механизмы «доставки» тепла и пресной воды от границ бассейна в районы ГК, как-то мезомасштабные вихри и Экмановский перенос. Интегральная межгодовая изменчивость этих явлений может оказывать влияние на межгодовую изменчивость ГК (Gascard и др., 2002; Kawasaki & Hasumi, 2014). На шестом этапе работы будут сделаны оценки связи изменчивости ГК и изменчивости АХТЦ на различных временных масштабах, а также проекции развития ГК и АТХЦ при разных сценариях изменчивости климата до 2100г. с помощью выбранных моделей CMIP5.

Ожидаемые результаты
Исследование ГК в Гренландском море и Лабрадорском море был посвящена значительная литература в 1980х-1990х гг. (Killworth, 1983; GSP Group 1990; Chu & Gascard, 1991; Marshall & Schott, 1999). Серии натурных экспериментов (GSP Group 1990; Drange et al., 2005) и теоретических моделей (Chu & Gascard, 1991; Marshall & Schott, 1999) позволили выявить основные особенности и закономерности формирования и исчезновения областей ГК. В последние годы, интерес к ГК в приполярных областях северного полушария опять резко возрос (Glessmer et al., 2014; Moore et al., 2015; Boning et al., 2016; Luo et al., 2016; Yang et al., 2016). Основной акцент исследований сместился на изучение межгодовой изменчивости ГК, ее влиянием на АХТЦ. Частично, новый всплеск интереса к ГК связан с появлением вихреразрещающих моделей, которые лучше воспроизводят ГК. ГК развивается в небольших по размерам ячейках диаметра порядка 50 км и менее, просеивающиеся через сетку большинства климатических моделей CMIP5 (Koenigk et al., 2015). К тому же значительную роль в релаксации областей ГК играют еще более мелкие субмезомасштабные вихри от 100м до нескольких км (Johannessen et al., 1991), связанных с динамической неустойчивостью границ конвективных ячеек. Эти вихри не попадают даже под горизонтальное разрешение современных вихреразрешающих моделей океана, которое, в приполярных регионах, не превышает первого бароклинного радиуса деформации Россби и составляет 7-10 км. К тому же, конвективное перемешивание не удовлетворяет предположению гидростатики, используемую подавляющим большинством моделей. Все это может существенно искажать объемы вертикальных потоков воды в областях ГК. Поэтому предположение, что если результаты моделирования достаточно адекватно воспроизводят крупномасштабное (и, частично, мезомасштабное) распределение термохалинных и динамических характеристик верхнего океана, то они должны адекватно воспроизводить и развитие ГК, не является очевидным. В связи с этим, необходима верификация результатов моделирования натурными данными. Проводимые сравнения с результатами натурных наблюдений ГК очень ограничены. Отчасти это связано с ограниченностью массивов данныx о самой конвекции, когда используемые косвенные индексы не позволяют с достаточной надежностью оценить детали ее межгодовой изменчивости (Alekseev et al., 2001). Предлагаемый проект представляет собой связующее звено между двумя периодами интенсивных исследований ГК. С одной стороны, в проекте будут далее уточнена межгодовая изменчивость интенсивности конвекции через дальнейшую разработку и обширную верификацию системы индексов ГК. С другой, будет протестирована адекватность оценок межгодовой изменчивости ГК в наиболее современных моделях, как вихреразрешающих, так и глобальных климатических моделях океана-атмосферы. Это позволит глубже понять качество воспроизведения изменчивости глубокой конвекции ГК, а также оценить достоверность климатических проекций ГК в будущем. 1. В результате реализации первой задачи: • будут систематизированы данные о межгодовой изменчивости глубины/интенсивности конвекции, полученные различными авторами; • будет расширен набор косвенных индексов и проведена их верификация относительно данных наблюдений, а также с учетом теоретических представлений о развитии конвекции при тех или иных условиях; • будут исследованы характер межгодовой изменчивости интенсивности глубокой конвекции, включая тренды и цикличности; когерентность интенсивности ГК в Гренландском, Лабрадорском морях и море Ирмингера, на межгодовых и более временных масштабах. 2. Во второй и третьей частях проекта: • будет оценена межгодовая изменчивость стратификации приповерхностного слоя в Гренландском, Лабрадорском морях и море Ирмингера, • будет оценена межгодовая изменчивость запаса пресной воды и теплосодержания приповерхностного слоя в Гренландском, Лабрадорском морях и море Ирмингера; • будут выделены долгосрочные тренды и цикличности. • будут получены статистические связи стратификации, запаса пресной воды и теплосодержания и интенсивности ГК. 3. В четвертой и пятой частях: • будут выявлены основные горизонтальные и вертикальные потоки тепла и пресной воды, регулирующие стратификацию верхнего слоя и интенсивность ГК. Будут даны оценки потоков тепла и пресной воды (как льда, так и жидкие) через пролив Фрама, Датский пролив, Канадский архипелаг, а также потоки вод Северо-атлантического течения в море Ирмингера и в Норвежско-Гренландский регион, выделены тренды и ведущие цикличности. • будут выявлены статистические связи этих потоков и теплозапаса/содержания пресной воды, а также интенсивности ГК в исследуемых районах. • будет изучена связь ГК с вихревой активностью в океане, с изменчивостью ледовых и ветровых условий. 4. В шестой части проекта: • будут получены связи интенсивности ГК в исследуемых регионах и интенсивности АТХЦ, • проведена оценка адекватности воспроизведения ГК и АТХЦ вихреразрешающей моделью MICOM-TOPAZ4, а также различными моделями группы CMIP5. • выбранных модели будут использованы для оценки развития ГК и АТХЦ до конца XXIв.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧИ 1: 1. Созданы согласованные массивы натурных данных по регионам глубокой конвекции (ГК) в морях – Гренландском, Лабрадор и Ирмингера, которые включают натурные наблюдения (точечные и интерполированные на регулярную сетку), спутниковые наблюдения, результаты океанического, атмосферного и ледового реанализов. Проведена кросс-верификация океанических данных реанализа с натурными данными, выбраны массивы данных и модели для дальнейшей работы. 2. Проведена систематизация литературных данных о межгодовой изменчивости характеристик ГК в Гренландском море, морях Лабрадор и Ирмингера. Выбраны наиболее достоверные результаты анализа. Был проведен обзор аналитических и численных моделей ГК, классификация имеющихся одномерных и квази-двумерных моделей конвекции. Проведен полный теоретический анализ модели ГК открытого океана, предложенной Whitehead (2000). Модель представляет собой 2х-боксовую 2х-слойную систему с возможностью обмена между боксами на 3х уровнях, и может генерировать режимы с множественными устойчивыми равновесиями. Представлено полное описание устойчивых состояний в виде точных аналитических решений, аналитически исследованы режимы как с единственным равновесием, так и с множественными равновесиями, описана устойчивость всех равновесных состояний в рамках теории устойчивости Ляпунова. 3. Проведена систематизация литературных данных об используемых индексах ГК, а также их межгодовой изменчивости. Оценены достоинства и недостатки различных индексов. Выбраны индексы для дальнейшего анализа с использованием новейших баз данных для всех морей. 4. Разработан и протестирован набор индексов ГК, основанных на новом методе автоматической идентификации глубины перемешанного слоя, изменчивости средней температуры в отдельных слоях, изменчивости устойчивости водных масс за зимний период, изменчивости уровня моря, изменчивости стерического уровня, изменчивости интегральной плотности воды, изменчивости аномалии доступной потенциальной энергии, изменчивости объема водных масс, образовавшихся в результате конвекции. Выбран набор индексов для описания межгодовой изменчивости ГК с 1950 по 2016 гг. 5. Сделаны оценки характера межгодовой изменчивости интенсивности ГК, включая тренды и цикличности; оценена когерентность интенсивности ГК в Гренландском море и морях Лабрадор и Ирмингера. Выделены 5-7-летние циклы, 10-15 летние циклы в море Ирмингера. В морях Ирмингера и Лабрадор также наблюдалась синфазность долгопериодной изменчивости ГК, и противофазность с аналогичной изменчивостью в Гренландском море. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧИ 2: 6. Проведен расчет рядов межгодовой изменчивости стратификации приповерхностных вод морей Гренландского, Лабрадор и Ирмингера. 7. Даны оценки характера межгодовой изменчивости интенсивности стратификации, включая тренды и цикличности. 8. Даны оценки статистических связей стратификации верхнего слоя океана и интенсивности ГК, на межгодовых масштабах. Результаты показали, что стратификация верхнего слоя моря осенью, при прочих равных условиях, может являться значимым фактором последующего развития зимней конвекции, особенно в последние 15-30 лет. Эти результаты будут далее проанализированы совместно с изменчивостью вертикальных потоков плавучести на границе океан-атмосфера и горизонтальной адвекцией. АНАЛИЗ МАССИВОВ ДАННЫХ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧ 3 И 4: Для реализации задачи оценки характера межгодовой изменчивости обмена на границе океан-атмосфера, а также анализа роли теплового и пресного баланса районов ГК, в течении 1-го года проекта был проведен предварительный анализ массивов потоков тепла, речного стока, и динамики льда. В частности, по результатам валидация потоков явного и скрытого тепла на границе океан атмосфера по данным реанализа ERA-Interim и OAFlux выявлено преимущество OAFlux. Проведено сравнение данных по речному стоку, как компоненту пресного баланса, массива R-ArcticNet (1921-1996 гг.) и ERA-Interim (1979-2016 гг.). Статистический анализ показал, что ERA-Interim неплохо воспроизводит межгодовую динамику стока в Северный Ледовитый океан для Североамериканского водосборного бассейна, но недостаточно хорошо воспроизводит изменчивость стока для Евразийского водосборного бассейна. Оценки долгопериодной изменчивости площадей и объемов льда в районах исследования по результатам модели динамики льда PIOMAS (1978-2016 гг.), показали тенденцию к уменьшению интегральных характеристик площадей и объемов льда зимой в Гренландском море, и отсутствие значимых трендов в морях Ирмингера и Лабрадор. НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА были опубликованы в ряде статей и представлены на российских и международных конференциях. Статьи, опубликованные или принятые к печати: • Belonenko T. V. On the vertical velocity component in the mesoscale Lofoten vortex of the Norwegian Sea / T. V. Belonenko, I. L. Bashmachnikov, A. V. Koldunov, P. A. Kuibin // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. – 2017. – Vol. 53. – No. 6. – P. 641-648. (Белоненко Т. В. О вертикальной компоненте скорости в Лофотенском мезомасштабном вихре Норвежского моря /, И. Л. Башмачников, А. В. Колдунов, П. А. Куйбин // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2017. – Т. 53. – №. 6. – С. 728-737. • Selyuzhenok V. Mechanisms of fast ice development in the southeastern Laptev Sea: A сase study for winter of 2007/08 and 2009/10 / V. Selyuzhenok, A. R. Mahoney, T. Krumpen и др. // Polar Research. – 2017. (в печати) • Белоненко Т. В. Стерические колебания уровня и глубокая конвекция в Лабрадорском море и море Ирмингера / Т. В. Белоненко, А. М. Федоров // Исследования Земли из космоса. (в печати) • Белоненко Т. В. Тренды интенсивности течений в Лабрадорском море и море Ирмингера по спутниковым альтиметрическим данным / Т. В. Белоненко, А. М. Федоров, И. Л. Башмачников, В. Р. Фукс // Исследования Земли из космоса. (в печати) Материалы докладов: • Башмачников И. Л. Сезонная и межгодовая изменчивость положения динамических и термических фронтов Баренцева, Норвежского и Гренландского морей // Тезисы докладов науч. конф. «Моря России: наука, безопасность, ресурсы» / Севастополь: ФГБУН МГИ, 2017. – С. 29-30. • Башмачников И. Л. Связь изменчивости океанических и атмосферных потоков тепла в районе Баренцева моря / И. Л. Башмачников, А. Ю. Юрова, А. В. Весман, Л. П. Бобылев // Тезисы докладов науч. конф. «Моря России: наука, безопасность, ресурсы» / Севастополь: ФГБУН МГИ, 2017. – С. 217-218. Доклады на международных и всероссийских конференциях и семинарах: • Башмачников И. Л. Сезонная и межгодовая изменчивость положения динамических и термических фронтов Баренцева, Норвежского и Гренландского морей, "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 3 - 7 октября 2017, Севастополь, Россия • Башмачников И.Л., А.Ю. Юрова, А.В. Весман, Л.П. Бобылев, 2017. Связь изменчивости океанических и атмосферных потоков тепла в районе Баренцева моря. Науч. конф. «Моря России: наука, безопасность, ресурсы», 3 - 7 октября 2017, г. Севастополь, Россия • Vesman A.V., Bashmachnikov I.L., Ivanov B.V. The links between variations of oceanic heat flux through the Fram strait and the sea ice conditions to the north of Svalbard archipelago, 2017, Svalbard, Norway • Bashmachnikov I.L., Sokolovskiy M.A., Belonenko T.V., Carton X. On stability of the Lofoten Vortex in the Norwegian Sea, "Vortices and coherent structures: from ocean to microfluids", 28 - 31 августа 2017, г. Владивосток, Россия • Федоров А.М., Кубряков А.А., Белоненко Т.В., Башмачников И.Л. Изменчивость крупномасштабной циркуляции в Северной Атлантике по спутниковым данным. "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 13 - 17 ноября 2017, г. Москва, Россия • Bashmachnikov I. L., Yurova A.Yu., Bobylev L. P., Vesman A.V. Seasonal and interannual variations of heat fluxes in the Barents Sea region, Nansen Centre’s 25th Anniversary Symposium, 12-13 October 2017, St. Petersburg, Russia • Bashmachnikov I. Oceanographic research in the Arctic and Nordic seas, Second Workshop on St. Petersburg University and Nansen Centre cooperation in Arctic research, 26 April 2017, St. Petersburg • Башмачников И. Л., Соколовский М. А., Белоненко Т. В. Изменчивость динамических характеристик Лофотенского вихря в гидродинамической модели МИТ, 15 февраля 2017 г., итоговая сессия Санкт-Петербургской секции ФГБУ «ГОИН», г. С-Петербург.

 

Публикации

1. Белоненко Т.В., Башмачников И.Л., Колдунов А.В., Куйбин П.А. О вертикальной компоненте скорости в Лофотенском мезомасштабном вихре Норвежского моря. ИЗВЕСТИЯ РАН. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА, том 53, № 6, с. 728–737 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.7868/S0003351517060071

2. Белоненко Т.В., Башмачников И.Л., Колдунов А.В., Куйбин П.А. On the Vertical Velocity Component in the Mesoscale Lofoten Vortex of the Norwegian Sea. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics,, Vol. 53, No. 6, pp. 641–649 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1134/S0001433817060032

3. Белоненко Т.В., Федоров А.М. Steric Level Fluctuations and Deep Convection in the Labrador and Irminger Seas Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, Vol. 54, No. 9, pp. 1039–1049 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1134/S0001433818090086

4. Белоненко Т.В., Федоров А.М., Башмачников И.Л., Фукс В.Р. Current Intensity Trends in the Labrador and Irminger Seas Based on Satellite Altimetry Data Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, Vol. 54, No. 9, pp. 1031–1038 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1134/S0001433818090074

5. Селюженок В., Махони А.Р., Крумпен Т. Кастеллани Г., Джердес Р. Mechanisms of fast ice development in the southeastern Laptev Sea: a case study for winter of 2007/08 and 2009/10. Polar Research, в печати (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1080/17518369.2017.1411140

6. Башмачников И.Л. Сезонная и межгодовая изменчивость положения динамических и термических фронтов Баренцева, Норвежского и Гренландского морей. Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 3 - 7 октября 2017, Севастополь, С. 29-30 (год публикации - 2017)

7. Башмачников И.Л., Юрова А.Ю., Весман А.В., Бобылев Л.П. Связь изменчивости океанических и атмосферных потоков тепла в районе Баренцева моря. Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 3 - 7 октября 2017, Севастополь, С. 217-218, - (год публикации - 2017)

8. Белоненко Т.В., Сандалюк Н.В. Оценка нелинейности в изменчивости уровня океана по данным спутниковой альтиметрии. Тезисы докладов "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 13 - 17 ноября 2017, Москва, Россия, - (год публикации - 2017)

9. Федоров А.М., Кубряков А.А., Белоненко Т.В., Башмачников И.Л. Изменчивость крупномасштабной циркуляции в Северной Атлантике по спутниковым данным. Тезисы докладов "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 13 - 17 ноября 2017, Москва, Россия, - (год публикации - 2017)


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
По результатам второго года проекта были выполнены следующие работы. На полученных в прошлом году базах данных EN4 и ARMOR была проведена кросс-верификация рассчитанных ранее индексов интенсивности глубокой конвекции (ГК), основанных на анализе различных характеристик водной среды. Верификация показала надежность выявленной межгодовой изменчивости ГК по данным базы ARMOR (1993-2016 гг.), которая была выбрана в качестве основной базы индексов ГК для дальнейшего анализа. Было определено минимальное количество случайно разбросанных по акватории станций, необходимое для оценки максимальной глубины ГК с заранее заданной ошибкой. Были уточнены области возможного развития ГК и выделены новые районы частого развития ГК в морях Лабрадор-Ирмингера и в Гренландском море. Определены месяцы наиболее вероятного развития ГК. При дальнейшем анализе год разбивался на два промежутка: «до начала ГК» и «в период ГК». Была проведена валидация массивов ряда океанических и атмосферных реанализов в сравнении с данными независимых наблюдений. Данные по океанической адвекции, по потокам тепла и пресной воды (ППВ) массива океанических данных ARMOR были верифицированы относительно потоков по многолетним данным буйковых станций в проливе Фрама, в Датском проливе и в западной части моря Лабрадор. Результаты показали удовлетворительное соответствие межгодовой изменчивости в верхнем 500-метровом слое. Данные теплообмена океан-атмосфера по результатам атмосферного реанализа Era-Interim верифицировались относительно многолетних (в оригинале – срочных) наблюдений по данным массива ICOADS. Результаты показали хорошее соответствие межгодовой изменчивости обоих баз данных. Отмечено некоторое завышение потоков Era-Interim в холодное время года. Также, относительно данных наблюдений и спутниковых данных, верифицировались данные реанализа PIOMAS (в сочетании с данными дрейфа льда NSIDC Pathfinder v3) толщин льда в Гренландском море и потоков льда через пролив Фрама. Результаты показали хорошее соответствие межгодовой изменчивости при некотором занижении моделью PIOMAS как толщин многолетнего льда, так и потоков через пролив Фрама. Данные о ППВ с о. Гренландия были получены из региональной климатической модели RACMO2.3p2 (см. верификацию модели относительно данных наблюдений у Bamber et al., 2018). Было определено, что плотность воды по данным ARMOR хорошо коррелирует с интенсивностью ГК. Был проведен анализ зависимости интенсивности ГК от изменения плотности, отдельно из-за термического расширения и отдельно из-за соленостного сжатия. Было получено, что долгосрочные тенденции интенсивности ГК в Гренландском море, прежде всего, связаны с изменениями солености воды; в море Ирмингера – с изменениями температуры воды; а в море Лабрадор ни один из исследуемых факторов не был доминирующим. Были рассчитаны потоки тепла и ППВ как результата тепло/влагообмена с атмосферой, адвекции течениями, таяния морского льда и таяния ледников Гренландии. Предварительный анализ средних и дисперсий ППВ и потоков тепла показал, что в динамике суммарных потоков комплекс рассматриваемых ППВ и потоков тепла могут быть существенны в формировании наблюдаемой сезонной/межгодовой изменчивости плотности верхнего слоя океана, и влиять на изменчивость ГК. Влагообмен с атмосферой дает положительный и значимый ППВ во всех рассматриваемых морях. В морях Гренландское и Лабрадор существенный вклад вносит также таяние морского льда. Изменчивость ППВ в результате адвективных потоков арктических/атлантических вод (вариации скорости течения или солености воды) значима в морях Ирмингера и Гренландском. Пресный сток за счет таяния Гренландских ледников значим в морях Ирмингера и Лабрадор, если считать, что значительная часть стока остается в акваториях морей. Потоки тепла в атмосферу существенны во всех морях и зимой ведут к дестабилизации колонки жидкости. В морях Лабрадор и Ирмингера эти потоки максимальны в областях частого развития ГК, а в Гренландском море максимум расположен восточнее этих областей. Изменчивость теплообмена с атмосферой за счет изменчивости площади ледового покрова была существенна только в Гренландском море. Во всех морях важную роль играет адвекция тепла течениями. Анализ данных показал зависимость интенсивности конвекции от групп факторов. Значимость различных факторов меняется от моря к морю, а также в зависимости от того, рассматриваем ли мы межгодовую, декадную или междекадную изменчивость. Несмотря на сложность явления, для каждого моря удалось выделить основные факторы, влияющие на межгодовую изменчивость интенсивности ГК. Для Гренландского моря основным фактором долгосрочных тенденций в изменчивости ГК является изменчивость интенсивности ППВ, и, в частности, адвекции соли на разных горизонтах. Изменчивость на межгодовых масштабах регулирует, прежде всего, изменчивость влаго- и теплообмена с атмосферой. Вторичными факторами являются таяние льда и адвективные потоки тепла. Роль ППВ от стока с ледников о.Гренландии незначима на всех рассматриваемых временных масштабах. В море Ирмингера основными факторами межгодовой изменчивости интенсивности ГК являются теплосодержание поверхностных вод, которое, прежде всего, регулируется теплообменом с атмосферой, а также океанической адвекцией тепла в верхних слоях океана. В отдельные годы может быть значим влагообмен с атмосферой и океаническая адвекция соли. В море Лабрадор значимых зависимостей между отдельными параметрами и интенсивностью ГК выявить не удалось. Предположительно, интенсивность ГК регулируется комплексом примерно равнозначных факторов, включая сток с ледников Гренландии, а также интенсивностью циклонической циркуляции в море. Исследование этих вопросов будет продолжено в следующем году проекта. По результатам работы в этом году вышли или были приняты в печать 7 статей (WOS, SCOPUS): 1. Yurova A., Bobylev L.P., Zhu Y., Davy R., Korzhikov A.Y. Atmospheric heat advection in the Kara Sea region under main synoptic processes // International Journal of Climatology. – 2018. P. 1-14. – doi: 10.1002/joc.5811 (Q1). 2. Башмачников И. Л., Юрова А. Ю., Бобылев Л. П., Весман А. В. Сезонная и межгодовая изменчивость потоков тепла в районе Баренцева моря // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2018. – 54 (2). – C. 213–222. – doi: 10.7868/S0003351518020149. 3. Федоров А. М., Башмачников И. Л., Белоненко Т. В. Локализация областей глубокой конвекции в Северной Атлантике // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. – 2018. – № 63 (3). – С. 345-362. –https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.306 4. Башмачников И. Л., Федоров А. М., Весман А. В., Белоненко Т. В., Колдунов А. В., Духовской Д. C. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 1: локализация областей конвекции // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2018. – № 15 (в печати) 5. Башмачников И. Л., Федоров А. М., Весман А. В., Белоненко Т. В., Духовской Д. C. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 2: индексы интенсивности конвекции // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2018. – № 15 (в печати) 6. Bashmachnikov I. L., Kovalevsky D. V. Exact Solutions and Stability Analysis of a Nonlinear Model of Open-Ocean Deep Convection that Allows Multiple Steady States // Discontinuity, Nonlinearity, and Complexity. – 2019 (в печати) 7. Kovalevsky D. V., Bashmachnikov I. L. Nonlinear Dynamics of Deep Open-Ocean Convection: An Analytical Approach. В книге: Nonlinear Dynamics, Chaos, and Complexity II: In Memory of Valentin Afraimovich (1945-2018), Springer, Switzerland. – 2019 (в печати) Поданы 2 статьи: 1. Яковлева Д. А., Башмачников И. Л. Межгодовая изменчивость теплосодержания и пресной воды в куполе холодных вод моря Лабрадор // Вестник СПбГУ, Науки о Земле (Scopus). – 2019. 2. Dukhovskoy D. S., Yashayaev I., Proshutinsky A., Bamber J. L., Bashmachnikov I. L., Chassignet E. P., Lee C. M., Tedstone A. J. Greenland Freshwater Flux Anomaly as a Possible Driver of the Recent Freshening in the Subpolar North Atlantic // Journal of Geophysical Research (Q1). – 2019. Вышедшие/принятые материалы докладов (РИНЦ): 1. Федоров А. М. Положение областей глубокой конвекции в северном Атлантическом океане по данным натурных измерений за 1993-2015 // Сборник статей XIV Большого географического фестиваля, г. Санкт-Петербург (РИНЦ). – 2018. – С. 251-254. 2. Федоров А. М., Башмачников И. Л., Весман А. В., Белоненко Т. В., Колдунов А. В. Оценки межгодовой изменчивости интенсивности конвекции в морях Лабрадор, Ирмингера и Гренландском // Процессы в геосредах. – 2018. – № 3(17). – С. 321-322. – КИМО-2018, 21-25.05.2018, Санкт-Петербург, Россия (РИНЦ) 3. Весман А. В., Башмачников И. Л. Сезонная и межгодовая изменчивость адвекции потоков тепла в Северо-Европейском бассейне // Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы". – 2018. – 24-28 сентября 2018, Севастополь. – С.122-123 (РИНЦ) 4. Башмачников И. Л., Федоров А. М., Весман А. В. Индексы межгодовой изменчивости глубокой конвекции в субполярных морях северной Атлантики и Северного Ледовитого океана // Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы". – 2018. – 24-28 сентября 2018, Севастополь. – С.211-212 (РИНЦ) 5. Федоров А. М., Башмачников И. Л. Точность оценки интенсивности конвекции в зависимости от количества данных наблюдений // Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы". – 2018. – 24-28 сентября 2018, Севастополь. – С. 299-300 (РИНЦ) 6. Яковлева Д. А., Башмачников И. Л. Тренды и цикличности теплосодержания и содержания пресной воды в куполе холодных вод моря Лабрадор // Материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития". – 2018. – 19-20 декабря, СПб. – С.4 7. Калавиччи К. А., Башмачников И. Л. Межгодовая изменчивость океанических и атмосферных потоков тепла в Баренцевом море // Материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития". – 2019. – 19-20 декабря, СПб. – С.4 8. Кузнецова Д. А., Башмачников И. Л. Межгодовая изменчивость атлантической ветви Меридиональной термохалинной циркуляции // Материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития". – 2019. – 19-20 декабря, СПб. – С.4 Было сделано 19 докладов на международных и всероссийских конференциях и семинарах.

 

Публикации

1. Башмачников И.Л., Ковалевский Д.В. Exact Solutions and Stability Analysis of a Nonlinear Model of Open-Ocean Deep Convection that Allows Multiple Steady States Discontinuity, Nonlinearity, and Complexity, vol. 8 (2) (год публикации - 2019)

2. Башмачников И.Л., Федоров А.М., Весман А.В., Белоненко Т.В., Духовской Д.C. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 2: индексы интенсивности конвекции Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, - (год публикации - 2018)

3. Башмачников И.Л., Федоров А.М., Весман А.В., Белоненко Т.В., Колдунов А.В., Духовской Д.C. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 1: локализация областей конвекции Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, - (год публикации - 2018)

4. Башмачников И.Л., Юрова А.Ю., Бобылев Л.П., Весман А.В. Seasonal and Interannual Variations of Heat Fluxes in the Barents Sea Region Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, Vol. 54, No. 2, pp. 213–222 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.7868/S0003351518020149

5. Федоров А.М., Башмачников И.Л., Белоненко Т.В. Локализация областей глубокой конвекции в Северной Атлантике Вестник СПбГУ. Науки о Земле, 63 (3), 345-362 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.306

6. Юрова А., Бобылев Л.П., Зу Ю., Дави Р., Коржиков А.Ю. Atmospheric heat advection in the Kara Sea region under main synoptic processes International Journal of Climatology, - (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1002/joc.5811

7. Ковалевский Д.В., Башмачников И.Л. Nonlinear Dynamics of Deep Open-Ocean Convection: An Analytical Approach Springer, Switzerland, глава в книге “Nonlinear Dynamics, Chaos, and Complexity II: In Memory of Valentin Afraimovich (1945-2018)" (год публикации - 2019)

8. Башмачников И.Л., Федоров А.М., Весман А.В. Индексы межгодовой изменчивости глубокой конвекции в субполярных морях северной Атлантики и Северного Ледовитого океана Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 24 -28 сентября 2018, Севастополь, с.211-212 (год публикации - 2018)

9. Весман А.В., Башмачников И.Л. Сезонная и межгодовая изменчивость адвекции потоков тепла в Северо-Европейском бассейне Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 24 -28 сентября 2018, Севастополь, с.122-123 (год публикации - 2018)

10. Калавиччи К.А., Башмачников И.Л. Межгодовая изменчивость океанических и атмосферных потоков тепла в Баренцевом море материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития", 19-20 декабря, СПб , с.4 (год публикации - 2018)

11. Кузнецова Д.А. , Башмачников И.Л Межгодовая изменчивость атлантической ветви Меридиональной термохалинной циркуляции материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития", 19-20 декабря, СПб , с.4 (год публикации - 2018)

12. Федоров А.М. Положение областей глубокой конвекции в северном Атлантическом океане по данным натурных измерений за 1993-2015 Сборник статей XIV Большого географического фестиваля, с. 251-254. г. Санкт-Петербург (год публикации - 2018)

13. Федоров А.М., Башмачников И.Л. Точность оценки интенсивности конвекции в зависимости от количества данных наблюдений Материалы докладов "Моря России: наука, безопасность, ресурсы", 24 -28 сентября 2018, Севастополь, с.299-300 (год публикации - 2018)

14. Федоров А.М., Башмачников И.Л., Весман А.В., Белоненко Т.В., Колдунов А.В. Оценки межгодовой изменчивости интенсивности конвекции в морях Лабрадор, Ирмингера и Гренландском Процессы в геосредах, № 3(17). С. 321-322, КИМО-2018, 21-25.05.2018, Ст.Петербург, Россия (год публикации - 2018)

15. Яковлева Д.А., Башмачников И.Л. Тренды и цикличности теплосодержания и содержания пресной воды в куполе холодных вод моря Лабрадор материалы докладов "Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития", 19-20 декабря, СПб, с.4 (год публикации - 2018)


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
По результатам третьего года проекта были выполнены следующие исследования. 1. Проведен анализ связи интенсивности глубокой конвекции с потоками тепла и пресной воды в морях Гренландское, Лабрадор и Ирмингера. 2. Получены аналитические решения эволюции изолированного очага конвекции, как на стадии заглубления, так и на последующей стадии ее исчезновения (рестратификации). Полученные аналитические оценки верифицированы на данных океанического реанализа. 3. Был разработан более надежный параметр определения интенсивности конвекции по глубине верхнего квазиоднородного слоя (ВКС) - площадь области с глубинами ВКС, превышающими 800 метров (S800). Выявлена логарифмическая зависимость между этим параметром и максимальной глубиной ВКС за зиму (по массивам ARMOR, GLORYS, SODA). 4. Наиболее полные результаты, на настоящий момент, получены по изменчивости интенсивности конвекции в Гренландском море. Здесь наше исследование впервые позволяет сделать обоснованный прогноз тенденций развития интенсивности конвекции по косвенным данным. В отличие от ряда предыдущих работ, пытавшихся связать межгодовую изменчивость конвекции с потоками тепла в атмосферу, наше исследование показало, что этот фактор является вторичным и объясняет порядка 1/3 наблюдаемой изменчивости. Нами было показано, что именно изменчивость солености верхнего слоя, которая определяется интенсивностью океанической адвекции соли с рециркулирующими Атлантическими водами и поступлением пресной воды от таяния льда, является основным фактором изменчивости глубины конвекции, объясняя более 2/3 наблюдаемых изменений. 5. Впервые было показано, что таяние морского льда в Гренландском море (также значимый фактор межгодовой изменчивости интенсивности конвекции), прежде всего, определяется интенсивностью поступающих в море адвективных океанических потоков тепла. В частности, увеличение, за последние 24 года, высвобождаемого в результате зимней конвекции дополнительного количества тепла на западе моря в 2 раза превосходит необходимое для наблюдаемого интенсивного уменьшения объема льда в море (что происходит несмотря на увеличения притока льда из Арктического бассейна). Т.о., объемы растаявшего льда в Гренландском море - не независимый параметр при объяснении изменчивости интенсивности глубокой конвекции. Общее усиление притока тепла в море связывалось с усилением циклонической циркуляции в Северо-Европейском бассейне, как реакции океана на увеличение индекса Североатлантического колебания (NAO) в течение последних десятилетий. 6. Был исследован характер распространения температурных и соленосных аномалий вдоль потока Атлантических вод вдоль восточной границы Северо-Европейского бассейна. Выявлено падение межгодовых корреляций зимних потоков тепла вдоль основных течений к северу от о-ва Медвежий. Потеря корреляций во многом связана с дифференцированным демпфированием цикличностей (2-3 года, 5-6 лет и др.) в потоках тепла по мере их продвижения на север. Исследованы детали механизма положительной обратной связи между потоками тепла в Баренцевом море и характером атмосферной циркуляции. В процессе исследования находится вопрос влиянии этого механизма на падение корреляций при распространении потоков тепла Атлантических вод на север Гренландского моря. 7. Выявлена ведущая роль потоков тепла с океанической адвекцией в формировании межгодовой изменчивости глубокой конвекции в море Ирмингера. В море Лабрадор ведущими факторами оказались поток тепла из океана в атмосферу и интенсивность циклонической циркуляции в области конвекции. 8. Найдена связь изменчивости интенсивности АМОЦ (по ансамблевым индексам) с разработанными нами ранее индексами конвекции. Установлено, что наибольшее влияние на развитие АМОЦ имеет море Ирмингера, меньше - море Лабрадор. С Гренландским морем, наоборот, обнаружено влияние АМОЦ на интенсивность конвекции. 9. Продолжено совершенствование нелинейной динамической модели связи интенсивности глубокой конвекции и водообмена с соседними акваториями для полу-замкнутого бассейна. В частности, аналитически исследованы характеристики процессов перехода между выделенными ранее тремя стационарными режимами. 10. Проанализированы данные 30 климатических моделей общей циркуляции атмосферы и океана из архивов CMIP5 и качество воспроизведения ими межгодовой изменчивости факторов, влияющих на динамику глубоководной конвекции, в сравнении с данными реанализов для каждого из трех исследуемых морей. Выделены модели, которые наиболее адекватно воспроизводят изменчивость этих характеристик, и получены композитные значения проекций этих характеристик по выделенным моделям. По этим данным получены проекции возможной изменчивости интенсивности глубокой конвекции в будущем. Показано, что к 2100г. в Гренландском море ожидается существенное уменьшение глубины конвекции, в то время как для морей Лабрадор и Ирмингера глубина конвекции остается постоянной или слегка растет до 2025-2035гг., после чего тоже постепенно начинает уменьшаться. В 3м году проекта вышло 3 статьи (WOS, SCOPUS): 1. Калавиччи, К.А., Башмачников, И.Л., 2019. К механизму положительной обратной связи долгосрочной изменчивости конвергенции океанических и атмосферных потоков тепла и площади ледяного покрова в Баренцевом море. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55 (6), 640-649. 2. Dukhovskoy D.S., Yashayaev I. , Proshutinsky A., Bamber J.L., Bashmachnikov I.L., Chassignet E.P., Lee C.M., Tedstone A.J., 2019. Greenland Freshwater Flux Anomaly as a Possible Driver of the Recent Freshening in the Subpolar North Atlantic, Journal of Geophysical Research: Oceans, 124 (5), 3333-3360, doi: 10.1029/2018JC014686 - Q1. 3. Яковлева Д.А., Башмачников И.Л. 2019. Межгодовая изменчивость теплосодержания и пресной воды в куполе холодных вод моря Лабрадор, Вестник СПбГУ. Науки о Земле, 64(1), 136-158 Подано 4 статьи (Q1), 2 из которых находятся на финальной стадии рецензирования (WOS, SCOPUS): 1. Selyuzhenok, V., Bashmachnikov, I, Ricker, R., Vesman, A., Bobylev, L. Sea ice variability and ocean water temperature in the Greenland Sea. The Cryosphere (подано в печать в 2019г., – небольшие изменения, Q1) 2. Kovalevskiy D.V., Bashmachnikov, I.L., Alekseev, G.V. 2019. Formation and decay of a deep convective chimney, Ocean Modelling (подано в печать в 2019г., – небольшие изменения, Q1) 3. Bashmachnikov, I.L. , A.M. Fedorov, P.A. Golubkin, A.V. Vesman, V.V. Selyuzhenok, N.V. Gnatuk, L.P. Bobylev, K.I. Hodges, D.S. Dukhovskoy, Mechanisms of interannual variability of deep convection in the Greenland Sea, Progress in Oceanography (подано в печать в 2019г., Q1) 4. Kovalevskiy D.V., Bashmachnikov, I.L. An analytical model of open-ocean deep convection with multiple steady states, Ocean Modelling (подано в печать в 2019, Q1) Вышедшие/принятые материалы докладов (РИНЦ): 1. Башмачников И. Л., Белоненко Т. В., Куйбин П. А.. 2019. Связь горизонтальной и вертикальной циркуляции в подповерхностном Лофотенском вихре, Материалы докладов "Моря России: фундаментальные и прикладные исследования", 23 -28 сентября 2019, Севастополь, С.40-41 2. Гнатюк Н.В., Радченко Ю.В., Башмачников И.Л., Бобылев Л.П., 2019. Методика выбора климатических моделей CMIP5 для оценки будущих изменений факторов определяющих динамику глубоководной конвекции в Арктических морях, Материалы докладов "Моря России: фундаментальные и прикладные исследования", 23 -28 сентября 2019, Севастополь, С. 181-182 3. Кузнецова Д.А., Башмачников И.Л.. 2019. Cвязь межгодовой изменчивости глубокой конвекции и меридиональной океанической циркуляции в северной Атлантике. КИМО 22-26 апреля 2019, Севастополь. 4. Яковлева Д.А., Башмачников И.Л. 2019. Связь межгодовой изменчивости теплосодержания верхнего слоя моря Лабрадор и индекса Северо-Атлантической Осцилляции (NAOI). КИМО 22-26 апреля 2019, Севастополь. 5. Калавиччи К.А., Башмачников И.Л.. 2019. Влияние океанических и атмосферных потоков тепла на межгодовую изменчивость ледового покрова в Баренцевом море. КИМО 22-26 апреля 2019, Севастополь За год было сделано 13 докладов на международных и всероссийских научных конференциях. Студенты, участники проекта, по результатам докладов материалов проекта получили грамоты на 2х научных конкурсах работ молодых ученых (2 грамоты за первые места) и на всероссийской студенческой олимпиаде Петрополитан (2 грамоты за третье и четвертое места). В рамках проекта защищено 2 бакалаврские работы; готовится к защите: 1 кандидатская диссертация, 3 магистерские работы и 2 бакалаврские работы. В рамках работы по проекту проекта 2 студента участвовали в 2х летних научных школах.

 

Публикации

1. Духовской Д. С., Яшаяев И., Прошутинский А., Бамбер Дж. Л., Башмачников И. Л., Шассинет Е. П., Ли К. М., Тедстоун А. Дж. Role of Greenland Freshwater Flux Anomaly as a Possible Driver of the Recent Freshening in the Subpolar North Atlantic Journal of Geophysical Research: Oceans, 124 (5), 3333-3360 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1029/2018JC014686

2. Калавиччи К.А., Башмачников И.Л. Mechanism of a Positive Feedback in Long-Term Variations of the Convergence of Oceanic and Atmospheric Heat Fluxes and the Ice Cover in the Barents Sea Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 55 (6), 640–649 (год публикации - 2019)

3. Ковалевский Д.В., Башмачников И.Л., Алексеев Г.В. Formation and decay of a deep convective chimney Ocean Modelling, 148, 101583 (год публикации - 2020)

4. Селюженок В., Башмачников И., Риккер Р., Весман А., Бобылев Л. Sea ice volume variability and water temperature in the Greenland Sea The Cryosphere, 14 (2), 477-495 (год публикации - 2020)

5. Яковлева Д.А., Башмачников И.Л. Межгодовая изменчивость теплосодержания и содержания пресной воды в куполе холодных вод моря Лабрадор Вестник СПбГУ. Науки о Земле, 64(1), 136-158 (год публикации - 2019)

6. Башмачников И. Л., Белоненко Т. В., Куйбин П. А. Связь горизонтальной и вертикальной циркуляции в подповерхностном Лофотенском вихре Материалы докладов "Моря России: фундаментальные и прикладные исследования", Севастополь: ФГБУН МГИ, 2019. – С. 40-42 (год публикации - 2019)

7. Гнатюк Н.В., Радченко Ю.В., Башмачников И.Л., Бобылев Л.П. Методика выбора климатических моделей CMIP5 для оценки будущих изменений факторов определяющих динамику глубоководной конвекции в Арктических морях Материалы докладов "Моря России: фундаментальные и прикладные исследования", 23 -28 сентября 2019, Севастополь, С. 181-182 (год публикации - 2019)

8. Калавиччи К.А., Башмачников И.Л. Влияние океанических и атмосферных потоков тепла на межгодовую изменчивость ледового покрова в Баренцевом море Комплексные исследования Мирового океана., Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, г. Севастополь, 22-26 апреля 2019 г., с.68-69 (год публикации - 2019)

9. Кузнецова Д.А., Башмачников И.Л Cвязь межгодовой изменчивости глубокой конвекции и меридиональной океанической циркуляции в северной Атлантике Комплексные исследования Мирового океана., Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, г. Севастополь, 22-26 апреля 2019 г., с.94-95 (год публикации - 2019)

10. Яковлева Д.А., Башмачников И.Л. Связь межгодовой изменчивости теплосодержания верхнего слоя моря Лабрадор и индекса Северо-Атлантической Осцилляции (NAOI). Комплексные исследования Мирового океана., Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, г. Севастополь, 22-26 апреля 2019 г., с.197-198 (год публикации - 2019)

11. - Ученые СПбГУ заглянули в прошлое Атлантики, чтобы узнать о будущем Арктики новостной портал Санкт-Петербургского государственного университета, также начатано на новостном порталле РНФ: http://рнф.рф/ru/node/v-proshloe-atlantiki (год публикации - )

12. - Ученые СПбГУ, изучая прошлое Атлантики, планируют узнать будущее Арктики AbsolutTV, - (год публикации - )

13. - Названо море, "ответственное" за перекачку тепла в Арктику Российская газета, - (год публикации - )

14. - Ученые СПбГУ, изучая прошлое Атлантики, планируют узнать будущее Арктики Новости Санкт-Петербурга, - (год публикации - )

15. - Заглянуть в прошлое Атлантики, чтобы узнать о будущем Арктики Техника молодежи, - (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Проект направлен на решение фундаментальной задачи - исследование временной изменчивости интенсивности глубокой конвекции, как одного из факторов, определяющих интенсивность океанических потоков тепла в Арктический регион и, т.о., влияющий на климат высоких широт. Степень влияния океанических потоков на протяженность ледяного покрова и климат высоких широт пока остаются предметом дискуссий. Однако ряд прямых и косвенных факторов указывает на то, что океанические потоки тепла играют очень важную роль в динамике ледяного покрова Арктики и в потеплении климата этого региона. Одной из важных причин, обусловливающей непрерывно возрастающий интерес России к Арктике, является наличие в регионе огромных запасов нефти, природного газа и минеральных ресурсов, освоение которых, по оценкам большинства экспертов, станет более доступным в контексте происходящих в настоящее время климатических изменений. Кроме того, возрастает стратегическое значение Северного морского пути, которое подчеркивается ускоренной модернизацией ряда портов в Арктике. Разработка стратегических сценариев экономической политики в регионе Российской Арктики должна проводиться с учетом результатов научных исследований изменений климата и окружающей среды в регионе. Прогнозируемое Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) дальнейшее потепление климата Арктики (ACIA, 2005) будет иметь и уже имеет исключительное значение для различных сфер хозяйственной деятельности в Арктике. Вместе с тем, неопределенность, присущая существующим модельным климатическим и ледовым проекциям для Арктического региона, а также сильная естественная изменчивость региональных климатических и ледовых условий, обусловливают особую актуальность задач, связанных с оценкой климатических изменений в Арктическом регионе. Результаты проекта являются важным шагом на пути понимания физических механизмов функционирования климатической системы Арктики. Использование полученных результатов приведет к увеличению ненадежности прогноза ее будущих изменений.