Проблемы Арктики и Антарктики
Not a member yet
266 research outputs found
Sort by
Мониторинг изменений рельефа полигональных торфяников, примыкающих к автодороге Заполярное — Тазовский
Get PDFThe thawing of polygonal ice wedges determines the dynamics of polygonal peatland relief. The polygonal peat plateaus in the Pur-Taz interfluve account for an average of 6,5 % of the total area. The purpose of the proposed study is to establish the short-term rates and direction of change in the plateaus’ relief under the combined action of technogenic and natural factors, using monitoring data for the period 2005–2022. Based on satellite images and orthophotoplans, elements of the peat plateaus have been outlined and their areas have been determined for different time slices. The studies were carried out on a peat plateau immediately adjacent to the highway (T1) and on a background peat plateau at a distance of about 1.5 km from the highway (T2). To identify the natural causes of changes in the relief of the peat plateaus, the influence of climatic parameters is considered. The rates of relief change in natural conditions and under the impact of the highway are also compared. It has been established that in the area to the north-west of the highway the relief of the T1 polygonal peat plateau has stabilized. In the south-east section of T1, degradation has sharply increased after the construction of the highway. Due to the degradation of the polygons, the polygonal troughs expanded. In the background peat plateau T2, the rate of relief degradation is somewhat higher than in the northwestern portion of T1. Comparison of the main climatic parameters and degradation rates of the polygonal relief did not show any clear correlations. Probably, of greater importance are the regime of atmospheric precipitation, the redistribution of surface runoff and recurrence of flooding and drainage of the polygonal troughs, determined by the rhythmic course of the relief degradation.Вытаивание полигонально-жильных льдов (ПЖЛ) определяет динамику рельефа полигональных торфяников. Массивы полигональных торфяников Пур-Тазовского междуречья составляют в среднем 6,5 % от общей площади. Целью исследования является установление краткосрочных темпов и направленности изменения рельефа торфяников под совместным действием техногенных и естественных факторов, основанное на мониторинге за период 2005–2022 гг. По спутниковым снимкам и ортофотопланам оконтурены морфологические элементы торфяника и определены их площади за разные годы. Исследования проведены на торфянике, непосредственно прилегающем к автодороге, покрытой бетонными плитами (Т1), и на фоновом торфянике на удалении примерно в 1,5 км от дороги (Т2). Для выявления естественных причин изменения рельефа торфяников рассмотрено влияние базовых климатических характеристик. Установлено, что на участке к северо-западу от дороги наблюдается стабилизация полигонального торфяника Т1. На юго-восточном участке Т1 деградация после строительства дороги резко усилилась. Полигональные канавы расширялись за счет деградации полигонов. На фоновом торфянике Т2 скорость разрушения поверхности несколько выше, чем на северо-западном участке Т1. Сопоставление основных показателей климата и скоростей деградации полигонального рельефа не дало явных зависимостей. Вероятно, большее значение имеет режим атмосферных осадков, перераспределение поверхностного стока и смена режимов затопления полигональных канав и их дренирования, определяемого ритмичным ходом деградации рельефа
Ледовые водоросли в условиях современного состояния водно-ледовой среды Арктического бассейна
Get PDF In the Arctic Ocean (AO) of today, there are noticeable changes in the composition and structure of biological communities inhabiting the water-ice environment. Over the past two decades, a decrease in the number of species of the sea ice flora and fauna has been noted in the central regions of the AO due to the changing physical environment of their habitat. In view of the current climatic instability in the AO, it is important to monitor and evaluate their composition, structure and dynamics of development. It is also important to preserve the methods of processing the materials collected in order to compare the state of the water-ice biota on similar spatial and temporal scales of the basin. In the present study, centric and pennate diatoms dominating in ice floristic communities were selected as indicators of changes. The aim of the work is to analyze the physical state of the water-ice environment and the species composition of ice diatoms based on the materials of the expeditions within the NABOS program at the Research Vessel (R/V) “Akademik Treshnikov” in the Arctic Basin in 2018 and 2021. The field work included observations of the state of the sea-ice cover in the area of the expeditions, the selection of ice cores to assess the salt composition and species composition of the algae, as well as CTD-sounding of the under ice — water layer. The analysis of the materials collected showed significant differences in the species composition and abundance of algae between the seasons, which indicates the formation of independent floristic communities in the current conditions of unstable physical environment in the central regions of the AO, which confirms the previously obtained results in the period 2007–2015. The materials under discussion were obtained in a short period of time and in limited spaces in the zones of production of annual ice in the waters of the shelf seas and zones of removal to the central regions of the AO. At the same time, short-term observations provide “instant” information about the qualitative and quantitative state of sea-ice biological communities. In order to obtain reliable estimates, long-term observations are needed, which may be organized in the near future based on new logistical approaches to the study of the marine Arctic. В современном Северном Ледовитом океане (СЛО) наблюдаются заметные изменения в составе и структуре биологических сообществ, населяющих водно-ледовую среду. За последние два десятилетия в центральных районах СЛО отмечено снижение численности видового состава ледовой флоры и фауны на фоне изменяющейся физической среды их обитания. В условиях современной климатической нестабильности в СЛО важно отслеживать и оценивать их состав, структуру и динамику развития. Важно также сохранять методы обработки собранных материалов для сравнения состояния водно-ледовой биоты в сходных пространственно-временных масштабах бассейна. В настоящем исследовании в качестве индикаторов изменений выбраны центрические и пеннатные диатомовые водоросли, доминирующие в ледовых флористических сообществах. Целью настоящей работы является анализ физического состояния водно-ледовой среды и видового состава ледовых диатомовых водорослей по материалам экспедиций в рамках программы NABOS на НЭС «Академик Трёшников» в Арктическом бассейне в 2018 и 2021 гг. В задачу полевых работ входили наблюдения за состоянием ледяного покрова в районе проведения экспедиций, отбор ледяных кернов на предмет оценки солевого состава и видового состава водорослей, а также СТD-зондирование подледного водного слоя. Анализ собранных материалов показал значительные различия в видовом составе и обилии водорослей между сезонами, что свидетельствует о формировании независимых друг от друга флористических сообществ в современных условиях нестабильной физической среды в центральных районах СЛО, что подтверждает ранее полученные результаты в период 2007–2015 гг. Обсуждаемые материалы получены в короткий период времени и на ограниченных пространствах в зонах продуцирования однолетних льдов на акваториях шельфовых морей и зонах выноса в центральные районы СЛО. Вместе с тем краткосрочные наблюдения дают «мгновенную» информацию о качественном и количественном состоянии ледовых биологических сообществ. Для получения достоверной оценки необходимы длительные наблюдения, которые, возможно, будут организованы в ближайшее время на новых логистических подходах в изучении морской Арктики
Изменения объема и геометрии ледника Восточный Дальфонна (Шпицберген) в 2008–2019 гг.
Get PDFPreviously published geodetic mass balance data indicate glacier shrinkage in the Barentsburg area of Svalbard since the beginning of the 20th century on the decadal time scale. However, observations for shorter time spans allowing one to compute the inter-annual variability of the mass balance are scarce. The study presents results of ground-based GNSS and the GPR surveys of the Austre Dahlfonna glacier (2 sq km) located on Spitsbergen island, south of the town of Barentsburg. According to the GPR survey of spring 2019 at 50 MHz frequency, the area-averaged ice thickness was equal to 82 m, while the maximum was 170 m. The results confirm the polythermal structure of the glacier, with a layer of underlying temperate ice. Since the end of the Little Ice Age, the area of Austre Dahlfonna has halved. By comparing the GNSS survey results (the end of the melt season of 2019) with the co-registered archived remote sensing data (ArcticDEM strip of 2013 and S0 Terrengmodell of 2008), it was computed that, within the last 12 years (2008–2019), Austre Dahlfonna lost 16 % of its volume, which corresponds to a geodetic mass balance of –12.05 ± 0.85 m w. e. The mass loss in 2008–2013 (5.22 ± 0.37 m w. e.) was lower than in 2013–2019 (6.83 ± 0.48 m w. e.), which is in agreement with the ongoing direct measurements on the neighboring Austre Grønfjordbreen glacier and with the archipelago-wide mass-balance patterns. We demonstrate that the less intensive glacier mass loss, which occurred in 2005–2012 and was detected previously for the whole archipelago, definitely took place in the Barentsburg area as well. This time interval is characterized by the prevalence of a negative NAO phase (65 % of recurrence), which may indicate more frequent intrusions of colder Arctic air masses. This fact proves that the mass-balance variability of the Barentsburg area glaciers is governed in time spans of 5–10 years by regional-scale factors, presumably by shifts in the atmospheric circulation regimes.В работе представлены результаты топографической и геофизической съемок на леднике Восточный Дальфонна площадью около 2 км2, расположенном на архипелаге Шпицберген к югу от поселка Баренцбург. Средняя толщина льда по состоянию на 2019 г. составляет 82 м, максимальная — 170 м. На основе сравнения с архивными данными дистанционного зондирования показано, что за 12 балансовых лет ледник потерял 16 % своего объема, что эквивалентно потере массы в 12,05 ± 0,85 м в. э. Сравнением двух шестилетних периодов установлено, что в 2008–2013 гг. потеря массы замедлялась по отношению к последующему интервалу 2013–2019 гг., что согласуется как с наблюдениями на соседнем леднике Восточный Грёнфьорд, так и с общей масс-балансовой изменчивостью на архипелаге. Это приводит к выводу, что на временных интервалах порядка 5–10 лет изменчивость баланса массы ледников в районе Баренцбурга определяется факторами регионального масштаба, а именно сменами режимов атмосферной циркуляции на Шпицбергене, которые могут быть охарактеризованы преобладанием положительной либо отрицательной фазы индекса Северо-Атлантического колебания (NAO) летом
Волновые процессы в дрейфующем льду Cеверного Ледовитого океана в экспедиции MOSAiC. Зимний период
Get PDFOne of the main directions of theoretical and applied research in the Arctic is the study of physical and mechanical processes in the atmosphere — ice — ocean system. For this purpose, theoretical and experimental problems are solved. The paper employs the method of monitoring the state of drifting ice by means of autonomous seismic stations in the MOSAiC international expedition in 2019–2020. The method of remote registration of ice information with a discreteness of 100 Hz made it possible to obtain data on the processes of compression and crushing of ice of various temporal and spatial scales. The paper presents early findings on the development of physico-mechanical processes in the ice cover under the influence of wind, oceanic gravitational waves, compression and crushing phenomena during large-scale deformations in drifting ice. The amplitude-frequency spectra of surface gravitational waves obtained in this work provide sufficient reason for attributing the phenomena described to swell waves and infra-gravity waves that occur in the stormy areas of the oceans. New data have been obtained on low-frequency horizontally polarized waves caused by the compression of ice and movements along breaks in the cohesive ice cover. The article considers the possibilities of using instrumental monitoring of the occurrence and development of tidal compression and crushing in the drifting ice of the Arctic Ocean. The results obtained can be used to develop methods for predicting the state of ice in real time both in engineering tasks and for improving weather and climate forecasting models.Одной из основных научных и прикладных проблем в Арктике являются исследования физико-механических процессов в системе атмосфера — лед — океан. С этой целью решаются теоретические и экспериментальные задачи. В настоящей работе использовался метод мониторинга состояния дрейфующего льда с помощью автономных сейсмических станций в международной экспедиции MOSAiC в 2019–2020 гг. Метод дистанционной регистрации ледовой информации с дискретностью100 Гц позволил получить данные о процессах сжатия и торошения льдов различного временного и пространственного масштаба. В работе представлены первые результаты о развитии физико-механических процессов в ледяном покрове при воздействии ветра, океанических гравитационных волн, явлениях сжатия и торошения при крупномасштабных деформациях в дрейфующем льду. Полученные в работе амплитудно-частотные спектры поверхностных гравитационных волн являются основанием относить описанные явления к волнам зыби и инфрагравитационным волнам, возникающим в штормовых районах океанов. Получены новые данные о низкочастотных горизонтально-поляризованных волнах, обусловленных сжатием льдов и подвижками по разрывам в сплоченном ледяном покрове. Рассмотрены возможности использования инструментального мониторинга возникновения и развития приливного сжатия и торошения в дрейфующих льдах Северного Ледовитого океана. Полученные результаты могут быть использованы для разработки методов прогнозирования состояния льдов в режиме реального времени как в инженерных задачах, так и для совершенствования моделей прогноза погоды и климата
Изменение климата и теплообмен между атмосферой и океаном в Арктике на примере Баренцева и Карского морей
Get PDFThe paper investigates the current regime of turbulent heat exchange with the atmosphere over the Barents and Kara Seas, as well as its spatial, seasonal and temporal variability (1979–2018). It is shown that over the past decades, the areas of the location of the centers of maximum energy exchange between the sea surface and the atmosphere have not changed significantly in comparison with the middle and second half of the XX century. It was revealed that the greatest seasonal and synoptic variability of heat fluxes is typical of the central and western parts of the Barents Sea. It was found that both indicators of variability in the cold season are 2–5 and more times higher than in the warm season, and the spatial heterogeneity of the indicators of variability in winter is about twice as large as in summer. Quantitative estimates have shown that, within the Barents Sea, the spatial variability of fluxes in winter may be 5–10 times or more higher than the summer values. Above the Kara Sea, the greatest heterogeneity in the fluxes field is typical of the autumn and early winter seasons. It has been found that the annual sums of heat fluxes from the surface of the Barents Sea exceed the values for the Kara Sea, on average, 3–4 and 5–6 times, for sensible and latent heat fluxes, respectively, and in some years may differ tens of times. For the period under study, a single trend of the integral fluxes over the water area and their annual magnitude is not expressed, although there are multi-year decadal fluctuations. It is shown that, despite the significant difference in the thermal regime of the Barents and Kara seas and the lower atmosphere above them, the interannual changes in the total turbulent flows are quite well synchronized, which indicates the commonality of large-scale hydrometeorological processes in these seas, which affect the energy exchange between the seas and the atmosphere.Исследована современная пространственная структура очагов турбулентного теплообмена над Баренцевым и Карским морями, в последние десятилетия она не претерпела существенных изменений по сравнению с серединой и второй половиной XX в. Показано, что в пределах акватории Баренцева моря пространственная изменчивость зимой в 5–10 и более раз может превышать летние значения. Определено, что годовые суммы потоков тепла с поверхности Баренцева моря в среднем в 3–4 и в 5–6 раз, для потоков Н и LE соответственно, превышают значения для Карского моря, а в отдельные годы могут различаться в десятки раз.Показано, что за период 1979–2018 гг. однонаправленные изменения незначительны, но значимы декадные колебания. Выявлено, что многолетние изменения суммарных турбулентных потоков над акваториями Баренцева и Карского морей довольно хорошо синхронизированы, что свидетельствует об общности крупномасштабных гидрометеорологических процессов. Наибольшая реакция полей потоков тепла на изменения атмосферы характерна для изменений индексов NAO и SCAND, и их максимум локализован в районе Мурманского и Нордкапского течений. В летнее время аномалии полей всех величин выражены крайне слабо
Распределение пористости неконсолидированной части киля торосов
Get PDFAn ice ridge is a special case of granular medium with a wide range of fractions. It represents a chaotic piling-up of blocks occurring under the action of gravity in the sail and due to the Archimedes force in the keel. An important characteristic of the internal structure of ice ridges is their porosity. Scientists from different countries have been dealing with this problem. First-year ice ridges are taken into consideration in Arctic and subarctic marine structural design, and the calculation of ice loads includes ridge porosity and strength, as well as other parameters. The aim of the present work is to discern the regularities of porosity distribution in the unconsolidated part of the keel with depth. Ice ridge porosity is identified by means of processing thermodrilling records. In this paper, porosity is interpreted as a step function equal to zero if there is ice at the point (x, y, z), and to one if there is no ice at the point (x, y, z). The author applies the model of compaction of the bulk medium under the influence of gravity, and, particularly for the keel, due to the Archimedes force. A zero depth corresponds to the lower surface of the keel, so each individual porosity distribution of the unconsolidated part of the keel at the drilling point must be shifted down until the maximum keel draft depth is reached in the region under consideration. After alignment, the step curves are averaged. The distance is measured up, starting from the depth of the maximum keel draft. The curve of the averaged porosity can be divided into segments reflecting the characteristic features of the distribution. According to the graphs, average porosity decreases exponentially. Ice ridges of several geographical regions are considered, and in each region is divided into groups by years of research. On the whole, 17 depth-wise distributions of the average porosity are obtained for seven regions. Each distribution was approximated according to the model, taking into account the average density of water and ice in the region. For each distribution, the values of compactibility and porosity at the zero depth, i. e. at the lower edge of the keel, were obtained; the second value only has mathematical sense. It is more convenient to consider the maximum value of the average porosity, which is taken as the initial porosity. With a probability of 90 %, the initial porosity is within the range of 0.450 ± 0.125. As the distance from the keel edge increases, the porosity curves converge to a fairly narrow range of values. At a distance of 12–14 m, this range is 0.07…0.12. The second parameter characterizing the porosity distribution in the unconsolidated part of the keel is compactibility. The steepness of the exponent approximating the average porosity curve depends on it, too. Compactibility is most affected by the strength of the ridged ice as well as the ice thickness. From the literature on the physical properties of ice it is known that as the temperature of ice increases, its strength decreases, and its plasticity increases. Thus, it can be concluded that compactibility is determined by the ice crystal structure as well the ice average temperature at the time of ridging — the warmer the ice, the higher the compactibility of the ice blocks in the keel.Целью настоящей работы было исследование распределения пористости в торосах, т. к. эта информация может быть востребована при проведении расчетов ледовых нагрузок от воздействия торосов на гидротехнические сооружения. Пористость торосов определяется в результате обработки записей скорости термобурения. Рассмотрена неконсолидированная часть киля тороса как сыпучая среда и ее уплотнение под действием силы Архимеда. Распределения пористости неконсолидированной части киля в точках бурения выравнены и осреднены. Отсчет расстояния производится вверх, начиная от глубины максимальной осадки киля. Выявлено, что пористость экспоненциально убывает с расстоянием от края киля, а скорость убывания определяется начальной пористостью (на нижнем краю киля) и уплотняемостью битого льда киля. С вероятностью 90 % начальная пористость лежит в интервале 0,450 ± 0,125. С ростом расстояния от края киля кривые пористости, построенные для разных исследований, сходятся к довольно узкому диапазону значений. На расстоянии 12–14 м этот диапазон составляет 0,07…0,12. Обосновывается вывод, что уплотняемость киля в процессе торошения определяется прочностью торосящегося льда, которая, в свою очередь, определяется кристаллическим строением и средней температурой льда в момент торошения — чем теплее лед, тем уплотняемость выше
Полициклические ароматические углеводороды в снежном покрове Ямало-Ненецкого автономного округа как индикаторы влияния источников техногенных эмиссий
Get PDFA study of the content and composition of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the solid fraction of the snowpack is carried out on the territory of the Yamal-Nenetz Autonomous region, the north of Western Siberia. The total content of ten three-six nucleus PAHs was determined in the 51 samples collected at various distances from oil and gas producers and roads, near settlements, and in remote Arctic areas. The total PAH content varies from the lowest 0.3 ng/mg on the Bely Island, increasing to ~ 5 ng/mg in areas of new gas fields, and up to high 15 ng/mg in cities. Characteristic features of PAHs composition under the influence of gas flares emissions in central areas of high technogenic load are identified; they are a total content of up to 144 ng/mg and enrichment with low- molecular weight PAHs. In remote Arctic regions, high-molecular weight 5–6 nucleus PAHs dominate. Profiles of individual PAHs near gas flares, roads and residential sector facilities have been determined. The percentage contribution of the sum of 3, 4 and 5, 6-nucleus PAHs to the total PAH content indicates the gas flaring impact. Ratios of fluorantene to pyrene and benzene(b)fluorantene to benzene(ghi)perylene indicate changes in the snow PAHs composition with a decrease in the gas flaring contribution. The data obtained for the assessment of gas flaring emission impact on the PAHs composition in the snowpack are relevant to polar areas where new fields are being developed.Проведен анализ содержания и состава полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в твердой фракции снежного покрова Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Определено суммарное содержание десяти 3–6-ядерных ПАУ в 51 пробе, отобранной на различных расстояниях от объектов топливно-энергетического комплекса, у автодорог, вблизи населенных пунктов и в удаленных арктических районах. Суммарное содержание ПАУ варьирует от 0,3 нг/мг на о. Белый, повышенного ~5 нг/мг в районах разработки новых газовых месторождений до высоких 15 нг/мг в городах ЯНАО. Выделены характерные черты состава ПАУ под влиянием эмиссий газовых факелов в центральных районах высокой техногенной нагрузки при содержании до 144 нг/мг и обогащение низкомолекулярными ПАУ. В удаленных арктических регионах доминируют высокомолекулярные 5-, 6-ядерные ПАУ. Определены профили индивидуальных ПАУ вблизи факельных установок сжигания природного газа, транспортных магистралей и объектов жилого сектора. Процентный вклад суммы 3-, 4- и 5–6-ядерных ПАУ в суммарное содержание ПАУ указывает на степень влияния эмиссий факельных установок. Индикаторные показатели: отношения флуорантена к пирену и бенз(b)флуорантена к бенз(ghi)перилену — описывают изменение состава ПАУ в твердой фракции снега при снижении вклада факельных эмиссий. Полученные данные о влиянии эмиссий на состав ПАУ снежного покрова в зонах действия техногенных источников актуальны для полярных районов освоения новых месторождений
Связь изотопного состава разных типов осадков в Центральной Антарктиде с температурой воздуха
Get PDFWater isotopes are key proxies to reconstruct past climatic conditions on our planet based on Antarctic ice core data. The accuracy of climate reconstructions depends on understanding the whole range of the processes involved in the formation of precipitation isotopic composition. The isotopic composition of precipitation in Central Antarctica has been studied in a number of works, but the difference between the isotopic composition of different types of precipitation has not yet been fully described.There are three main type of precipitation in Central Antarctica: snow, ice needles and hoar. The aim of this work is to establish the dependence of isotopic composition of different precipitation types on temperature. Precipitation samples were collected at Vostok station in Central Antarctica from 1998 to 2020 and further analyzed for δ18O and δD. For each precipitation event we have meteorological data, averaged over the time of precipitation fallout. Mean values of δD for each precipitation type were defined as follows: –444±6.5 ‰ for diamond dust, –480± 6 ‰ for hoar and –95±11 ‰ for snow. The seasonal variability of the temperature dependence of the isotopic composition was studied using the example of ice needles. According to our data, the dependence is insignificant in winter, but this needs to be confirmed by an extended dataset. The largest slope of the isotope-temperature dependence regression line is observed for the summer period and is equal to 5.34±3.11 ‰·°С–1, the autumn season has a slope of 2.1±1.3 ‰·°С–1, while for the spring period we do not have enough data for analysis. There is an insignificant difference in the slopes of the isotope-temperature dependence for different types of precipitation: 2.93±0.51 ‰·°С–1 for ice needles, 2.32±1.34 ‰·°С–1 for snow and 2.52±0.35 ‰·°С–1 for hoar. We studied the effect of blizzards on the isotopic composition of samples and concluded that one should avoid using data collected during a blizzard to study the differences in the formation of the isotopic signal for different types of precipitation.This work brings us closer to understanding how isotopic composition is formed in each type of precipitation and what information it provides. This will contribute to a more accurate interpretation of the isotope signal from ice cores.Изучение изотопного состава ледяных кернов дает нам ценную информацию о климате прошлого. Для правильной интерпретации данных, полученных из ледяных кернов, необходимо понимать процесс формирования изотопного сигнала в атмосферных осадках. В этой работе исследована зависимость изотопного состава трех основных для Центральной Антарктиды типов осадков — ледяных игл, изморози и снега — от приземной температуры воздуха. Использованы образцы, отобранные в районе российской внутриконтинентальной станции Восток в период с 1998 по 2020 г. Коэффициенты линейной регрессии между концентрацией дейтерия (dD) и температурой различаются статистически незначимо для всех типов осадков в пределах годового цикла: 2,93±0,51 ‰·°С–1 для ледяных игл, 2,32±1,34 ‰·°С–1 для снега и 2,52±0,35 ‰ °С–1 для изморози. Сделан анализ сезонной изменчивости изотопно-температурной зависимости для ледяных игл. Для зимнего периода связь между изотопным составом и температурой воздуха не обнаружена. Летом наблюдается наибольший наклон изотопно-температурной зависимости, равный 5,34±3,11 ‰·°С–1, наклон для осеннего периода равен 2,1±1,3 ‰·°С–1, тогда как для весеннего периода мы не располагаем достаточным количеством данных для анализа. В исследовании не использовались осадки, отобранные во время метелей, поскольку было установлено, что метель привносит снег с другим изотопным составом в образец
Оценка осадков в прибрежных районах Антарктики в глобальной модели атмосферы LMDZ6 с использованием наземных радиолокационных наблюдений
Get PDFIn the current context of climate change in the poles, one of the objectives of the APRES3 (Antarctic Precipitation Remote Sensing from Surface and Space) project was to characterize the vertical structure of precipitation in order to better simulate it. Precipitation simulated by models in Antarctica is currently very widespread and it overestimates the data. Sensitivity studies have been conducted using a global climate model and compared to the observations obtained at the Dumont d’Urville coast station, obtained by a Micro Rain Radar (MRR). The LMDz/IPSL general circulation model, with zoomed configuration over Dumont d’Urville, has been considered for this study. A sensitivity study was conducted on the physical and numerical parameters of the LMDz model with the aim of estimating their contribution to the precipitation simulation. Sensitivity experiments revealed that changes in the sedimentation and sublimation parameters do not significantly impact precipitation rate. However, dissipation of the LMDz model, which is a numerical process that dissipates spatially excessive energy and keeps the model stable, impacts precipitation indirectly but very strongly. A suitable adjustment of the dissipation reduces significantly precipitation over Antarctic peripheral area, thus providing a simulated profile in better agreement with the MRR observations.В текущем тренде изменения климата на полюсах одна из задач проекта APRES3 (Дистанционное зондирование осадков в Антарктике с поверхности и из космоса) заключается в том, чтобы уточнить вертикальную структуру осадков и повысить качество их прогноза. Известные результаты моделирования осадков в Антарктиде базируются на данных с высокой степенью неопределенности и сильно разнятся. Исследование избирательной чувствительности расчета осадков проводилось на основе глобальной климатической модели и сопоставлялось с наблюдениями, полученными с помощью метеорадара (MRR) на береговой станции Дюмон-д’Юрвиль. Использовалась LMDz/IPSL-модель общей циркуляции с повышенной детализацией в районе станции Дюмон-д’Юрвиль. Была выполнена оценка вклада физических и численных параметров данной модели в расчет осадков. Вычислительные эксперименты показали, что изменения параметров седиментации и сублимации не влияют существенно на прогнозируемую скорость выпадения осадков. Однако диссипация, возникающая в модели LMDz в процессе вычислений, рассеивая пространственно избыточную энергию и обеспечивая устойчивость модели, хотя и косвенно, но очень сильно влияет на рассчитываемую величину осадков. Адекватная подгонка уровня рассеивания при моделировании значительно снижает количество осадков в периферийных районах Антарктики, обеспечивая таким образом лучшее согласование моделируемого профиля с данными метеорадарных наблюдений