26834-1 (750684), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

На модели общей циркуляции атмосферы и океана и модели климата промежуточной сложности, созданной в Институте физики атмосферы, мы проследили за наиболее простой характеристикой мерзлотных условий - площадью континентальных территорий Северного полушария (S_i), со значением индекса суровости меньще –2, характерным для сплошной мерзлоты, - меняющейся в зависимости от среднеглобальной температуры. Другими словами, была оценена глобальная температурная чувствительность мерзлотно-климатических условий. Результаты моделирования показали тесную линейную связь исследуемых характеристик. При этом чувствительность мерзлотно-климатических условий (на графике наклон прямых площадь-температура) практически одинакова для сценариев с учетом воздействия сульфатных аэрозолей и без них и лежит в интервале от 0.4 до 0.25 К^–1.

В среднем увеличению среднеглобальной температуры на один градус соответствует уменьшение площади сплошной вечной мерзлоты на одну треть. По данным палеореконструкций для Северной Евразии, при увеличении средней глобальной температуры на 1°С (оптимум голоцена) площадь S_i(–2) уменьшается на 25% по сравнению с современной, что соответствует чувствительности 0.25 К^–1; при увеличении на 2°С (Микулинское межледниковье) уменьшение этой площади достигает 80%, а чувствительность - 0.4 К^–1. Другими словами, модельные и палеогеографические значения этих характеристик совпадают. Следует, правда, иметь в виду, что модельные эксперименты проводились только с учетом изменения содержания парниковых газов и сульфатного аэрозоля и не учитывали возможное влияние других воздействий на климат.

Насколько мы близки к прошлому?

Как уже отмечалось выше, глобальные потепления прошлого протекали на гораздо более длительных отрезках геологического времени в сравнении с современными быстрыми темпами изменений климатообразующих процессов. Поэтому их следует рассматривать как возможные палеоаналоги предельных квазиравновесных состояний климатической системы, соответствующих текущему расчетному уровню глобального потепления в будущем. С другой стороны, собственная инерционность многолетних мерзлых грунтов, которая может достигать нескольких десятков лет на уровне нулевых годовых колебаний, не позволяет проводить прямые аналогии между текущим уровнем потепления на поверхности и состоянием вечной мерзлоты. Однако при моделировании нестационарного отклика климата на современных моделях общей циркуляции атмосферы и океана связь мерзлотно-климатических условий с уровнем глобального потепления оказывается тесной.

Были проведены расчеты S_i(–2) (скользящих десятилетних средних значений) по таким моделям для периода 1900-2100 гг. при сценарии выбросов парниковых газов business as usual и с дополнительным учетом охлаждающего действия аэрозоля (до 2050 г.). Условная площадь сплошной вечной мерзлоты для конца XX в. совпадала с результатами наблюдений. Оказались близкими к реальным современным границам соответствующих подзон вечной мерзлоты и основные черты географического распределения изолиний индексов I(–1) и I(–2) на территории Северной Евразии для этого периода. С начала XXI в. обе модели показывают начало резкого сокращения S_i(–2), так что к середине столетия эта площадь уменьшится примерно на 65% (около 5-7 млн км²) без учета аэрозольной эмиссии и несколько менее, приблизительно на 35-40%, с учетом сульфатного аэрозоля [2].

Зависимость площади вечной мерзлоты, ограниченной индексом суровости –2 и нормированной на современное значение, в Северном полушарии для различных десятилетий от изменения среднегодовой глобальной приповерхностной температуры для модели общей циркуляции (вверху) и климатической модели промежуточной сложности ИФА РАН (внизу). Сплошные кружки - эксперимент с учетом аэрозолей, пустые - без них. Сплошной и пунктирной линиями обозначены соответствующие линейные регрессии. Для сравнения на рисунках нанесены крестики, соответствующие данным палеореконструкций для оптимума голоцена (серые) и Микулинского межледниковья для Северной Евразии (черные).

Изменение площади вечной мерзлоты, ограниченной индексом суровости –2, в Северном полушарии при десятилетнем скользящем усреднении в численных экспериментах: 1 - по модели общей циркуляции без учета аэрозоля, 2 - с учетом аэрозоля, 3 - по модели промежуточной сложности ИФА РАН без учета аэрозоля; 4 - современное значение площади, покрытой сплошной вечной мерзлотой.

Отметим в заключение, что мы не рассматривали ни мелкомасштабные характеристики ландшафта и растительности, ни свойства грунта, важные для эволюции многолетней мерзлоты, ни вертикальные особенности геокриологических процессов, в том числе в снежном покрове и в слое сезонного протаивания. А именно они определяют инерционное запаздывание реакции мерзлоты на изменение поверхностных условий. Многие мерзлотоведы связывают современное повышение температур мерзлых грунтов с увеличением толщины снежного покрова. Некоторые черты этих процессов позволяют воспроизвести современные одномерные геокриологические модели, которые непрерывно совершенствуются, и уже в обозримом будущем их можно будет включать в модели будущих изменений климата в качестве отдельных блоков, приспособленных для описания процессов в холодных грунтах.

Для нас принципиально важно то, что оценки мерзлотно-климатических условий XXI в., полученные по моделям климата нового поколения, согласуются с аналогичными оценками для теплых эпох прошлого, несмотря на то, что палеоаналоги глобального потепления к середине века относятся к квазистационарным условиям. Уровни глобального потепления для этих эпох - оптимума голоцена и Микулинского межледниковья, по данным моделирования, достижимы уже к середине начавшегося столетия. Хотя эти расчеты не учитывают временное запаздывание процессов во всей толще мерзлых грунтов, которое может достигать десятка-сотен лет, модельные оценки изменения мерзлотно-климатических условий в сторону теплых эпох означают, что уже в ближайшие десятилетия можно ожидать интенсификации процессов деградации вечной мерзлоты.

Литература

1. Величко А.А., Нечаев В.П. // ДАН. 1992. ?3. C.667-671.

2. Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds J.T.Houghton, L.G.Meira Filho, B.A.Callander et al. Cambridge, 1996.

3. Будыко М.И. Эволюция биосферы. Л., 1984.

4. Roeckner E., Bengtsson L, Feichter J. et al. // J. Climate. 1999. V.12. P.3004-3032.

5. Handorf D., Petoukhov V.K., Dethloff K. et al. // J. Geophys. Res. 1999. V.104. ?.22. P.27253-27275.

6. Нечаев В.П. О некоторых соотношениях между мерзлотными и климатическими параметрами и их
палеогеографическое значение // Вопр. палеогеогр. плейстоцена ледник. и перигляц. областей
/ Под ред. А.А.Величко, В.П.Гричука. М., 1981. С.211-220.

Характеристики

Список файлов доклада