авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Георгиевич пространственные и сезонные особенности изменений климата в период интенсивного глобального потепления

-- [ Страница 3 ] --

Полученные результаты подтверждают наличие парниковой составляющей в потеплении глобального климата со всеми возможными последствиями, однако, это потепление не в полной мере является результатом такого же ускоренного антропогенного воздействия на климат. В последние годы произошло наложение антропогенного фактора потепления на временное ослабление демпфирующего влияния океана, что акцентировало эффект парникового потепления.

Ранее в главе 2 были показаны согласованные изменения сезонных аномалий температуры поверхности океана и температуры воздуха над континентами с конца XIX века до середины 1970-х годов. Их рассогласование в последующие годы совпало с началом второго глобального потепления и с периодом ослабления взаимодействия океана и атмосферы.

В четвертой главе описаны исследования по оценке точности трех наиболее известных динамических полных моделей климата HadCM3, ECHAM4 и CGCM2. Кратко показаны основные принципы построения этих моделей и выделены неопределенности, заложенные в эти модели, которые создают базу для неуверенности полученных на их основе результатов. Такие неопределенности заложены во все существующие модели климата и отражают общий уровень наших знаний о сложных процессах в климатической системе.

Получены оценки точности моделей при обобщении по Северному полушарию, по России и по отдельной станции на примере Москвы. Испытаны варианты совместного использования трех моделей. Описано географическое распределение ошибок каждой из моделей. Показано, что использование этих моделей на региональном уровне приводит к большим неточностям.

В пятой главе предлагается авторская статистическая модель климата, основанная на выявлении и экстраполяции многолетних ритмов в климатической системе, которые могут модулировать в атмосфере серии непериодических возмущений. Авторская модель сформулирована на основе известных представлений об общей циркуляции атмосферы, выявленных автором закономерностях изменения температуры воздуха и сводится к следующему:

- Характер проявления долгопериодных, внешних по отношению к атмосфере возмущений, зависит от циркуляционных условий сезонов года. Однотипные вынужденные возмущения в атмосфере носят дискретный характер и проявляются преимущественно в одноименных сезонах. В этой связи выделение ритмов осуществляется на основе временных рядов месячных значений температуры с годичной дискретностью.

- Долгопериодное, внешнее по отношению к атмосфере возмущение, проявляется в температуре воздуха в виде последовательности непериодических короткопериодных флюктуаций, сохраняющих свою структуру и фазировку с вышеназванным долгопериодным возмущением.

- Серии непериодических вынужденных короткопериодных флюктуаций формируют прогностический ряд температуры с заблаговременностью несколько лет. Статистическая обработка рядов температуры, выделение идентичных серий температурных колебаний и модулирующего долгопериодного возмущения позволило дать прогноз изменения температуры воздуха на ближайшие 20 лет.

Авторские оценки применимости методики показали ее успешность на территории России и оказались лучше, чем результаты, полученные по динамическим моделям. Показано, что наилучшие результаты в прогнозе погодичного климата достигаются при комплексировании авторской статистической модели и трендов полученных по динамическим полным моделям климата.

На основе совместного использования авторской статистической и указанных динамических моделей климата составлен и описан прогноз климата Северного полушария до 2025 года (рис.7).

 Температура воздуха T над континентами Северного полушария по фактическим-7

Рис.7. Температура воздуха T над континентами Северного полушария по фактическим данным за 1990-2005гг. и по прогнозу на 2006-2025гг.

Показано, что потепление климата Северного полушария будет продолжаться с некоторым замедлением. В 2009 и 2015 годах ожидаются наиболее заметные положительные отклонения температуры от тренда.

В заключении перечислены основные результаты диссертации, приведен перечень публикаций соискателя по теме диссертационной работы.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

  1. Современное глобальное потепление сопровождается сезонными различиями в изменениях регионального климата. На континентах Земли за последнее столетие и, особенно за последние десятилетия, преобладают положительные тренды температуры воздуха во все сезоны (зима-весна до 1.0оС/10лет; лето-осень до 0.6оС/10лет), но выделяются также районы заметных отрицательных трендов (около -0.1оС/10лет). Многолетние изменения климата и сезонные различия этих изменений взаимозависимы.
  2. Изменения регионального климата зависят от высоты места над уровнем моря и пространственной ориентации горных цепей и хребтов на пути движения воздушных масс. В разных сезонах года влияние рельефа на изменения климата может проявляться с разным знаком. Характер сезонных и региональных различий влияния рельефа на изменения климата согласуется с известными представлениями об атмосферной циркуляции как одного из факторов формирования регионального климата.
  3. На метеорологических станциях земного шара изменение величины температурного тренда в разные месяцы года характеризуется полной волной с одним максимумом в некотором сезоне и одним минимумом в противоположном сезоне года. В разных регионах различные типы годового хода трендов отличаются между собой величиной сдвига фазы наступления максимального потепления и похолодания климата в сезонах года. В середине зимы потепления наиболее часто наблюдаются на станциях в широтной зоне 45-50ос.ш., в начале весны потепления происходят преимущественно на широтах 50-65ос.ш., в конце весны потепления наблюдаются еще севернее - за полярным кругом (65-70ос.ш.). Осенью потепление также как и весной наблюдается преимущественно в высоких широтах (60-65 ос.ш.).
  4. Перемещение по сезонам наступления максимума положительных трендов на разных географических широтах следует за сезонными и широтными перемещениями условий, при которых естественный радиационный баланс нижней атмосферы близок к нулю или отрицательный (холодное полугодие, высокие широты). Положительный тренд температуры лучше выражен при отсутствии основного источника тепла (приходящей солнечной радиации).
  5. Увеличение количества облачности в последние десятилетия способствовало дополнительному потеплению климата в холодное полугодие (парниковый эффект облачности) и ослаблению потепления в теплое полугодие (экранирующий эффект облачности). За последние 15 лет в холодное полугодие флюктуации аномалий количества облачности в интервале ±0.4 балла сопровождались флюктуациями аномалий температуры того же знака примерно ±2оС, а в теплое полугодие флюктуации аномалий количества облачности в интервале ±0.2 балла сопровождались флюктуациями аномалий температуры противоположного знака примерно ±1оС. Вклад межгодовых изменений облачности в общую дисперсию температуры воздуха холодного полугодия составил около 50%, а в дисперсию теплого полугодия – около 25%.
  6. Выявлены тренды температуры воздуха в условиях безоблачной сухой атмосферы за последние три десятилетия. В широтной зоне 50-70ос.ш. на территории России в теплое полугодие тренд составляет 0.3оС/10 лет, а в холодное полугодие 0.8оС/10 лет.
  7. В течение года и на разных географических широтах установлены соотношения значений трендов температуры и радиационного баланса, которые свидетельствуют о наличии парниковой составляющей в трендах температуры воздуха. В среднем в широтной зоне 50-70ос.ш. на территории России при условиях безоблачной сухой погоды самые большие тренды температуры, около 1оС/10 лет, наблюдаются при малом радиационном балансе в январе-марте и октябре. Летом при больших значениях радиационного баланса тренды слабее и составляют от 0.06 до 0.5оС/10 лет. В среднем за год на широтах 43-50ос.ш. при условиях безоблачной сухой погоды тренды температуры составляют около 0.55оС/10лет. В более высоких широтах 55-58ос.ш. с уменьшением радиационного баланса тренды температуры повышаются до 0.8оС/10лет.
  8. В течение последних более ста лет происходило ослабление крупномасштабного теплового взаимодействия атмосферы с океаном (ослабление тепловой инерционности атмосферы), что ослабляло сдерживание влияния океана на скорость антропогенного потепления климата. В последние десятилетия произошло наложение усиления парникового эффекта и ослабления инерционности атмосферы, что акцентировало интенсивность потепления. Интенсивное потепление климата последних десятилетий не является следствием только парниковых газов антропогенного происхождения, накапливающихся в эти годы. Не менее важную роль играют естественные процессы, ответственные за перераспределение тепла между атмосферой и океаном.
  9. Ослабление взаимодействия океана и континентальной атмосферы и, следовательно, уменьшение инерционности атмосферы происходят неравномерно по Земле. В тех районах Северного полушария, где за последние 30 лет инерционность атмосферы уменьшилась, на 70-90% общего количества метеорологических станций возросла межгодовая изменчивость и экстремальность климата, а в тех районах, где индекс инерционности увеличился за эти годы, на 70-90% общего количества станций изменчивость климата уменьшилась. Рост межгодовой изменчивости и экстремальности климата последних десятилетий происходит по причине ослабления демпфирующего влияния океана на атмосферу.
  10. Проведенный комплексный анализ показал, что основными составляющими физического механизма формирования пространственных и сезонных особенностей современных изменений климата являются следующие:
        • зависимость парникового эффекта от естественных сезонно-широтных условий формирования радиационного баланса;
        • пространственные и сезонные неоднородности изменения количества облачности за последние десятилетия;
        • ослабление демпфирующего влияния океанов на состояние континентальной атмосферы;
        • естественные колебательные процессы в климатической системе, сопровождающиеся изменением общей циркуляции атмосферы и изменением региональной адвекции.
  11. Статистическая модель климата, построенная на основе ритмов в атмосфере, совместно с обобщенной динамической моделью климата позволила точнее динамических моделей рассчитывать состояние климата на предстоящие 20 лет.
  12. В изменениях климата Северного полушария до 2025 года ожидается некоторое замедление скорости увеличения температуры. На этот положительный тренд будут накладываться 4-6 летние возмущения.
  13. В 2009 и 2015 годах ожидаются средние значения температуры воздуха Северного полушария Земли выше трендовых значений и выше значений самых теплых 1998 и 2005 годов. В другие годы значимых отклонений от тренда не ожидается.

Автор благодарит всех коллег, сотрудничество с которыми позволило подготовить ряд совместных публикаций и докладов по теме диссертации. В последнее десятилетие наиболее значимым было творческое сотрудничество с профессором МГУ А.А.Исаевым. На более раннем этапе неоценимое влияние на автора оказал академик НАН Беларуси В.Ф.Логинов, которое в значительной мере определило всю последующую научную деятельность соискателя.

Представленная работа была бы невозможна без поддержки директора ГУ ВНИИГМИ-МЦД д.г.н. М.З.Шаймарданова и заведующего отделом климатологии ГУ ВНИИГМИ-МЦД к.ф.-м.н. В.Н.Разуваева.

Публикации соискателя по теме диссертации,

отражающие основные научные результаты диссертационной работы



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.