Український антарктичний журнал

№ 1(18) (2019): Український антарктичний журнал
Articles

Кліматичні проекції в районі Антарктичного півострова до кінця XXI століття. Частина 1: індекси холоду

PDF (English)
  • А. Ю. Чигарева,
  • С. В. Краковська,
  • Д. В. Пішняк
А. Ю. Чигарева
Український гідрометеорологічний інститут, Державна служба надзвичайних ситуацій України та Національна академія наук України, пр. Науки, 37, м. Київ, 0302, Україна, Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, бульв. Тараса Шевченка, 16, м. Київ, 01016, Україна
С. В. Краковська
Український гідрометеорологічний інститут, Державна служба надзвичайних ситуацій України та Національна академія наук України, пр. Науки, 37, м. Київ, 0302, Україна, Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, бульв. Тараса Шевченка, 16, м. Київ, 01016, Україна
Д. В. Пішняк
Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, бульв. Тараса Шевченка, 16, м. Київ, 01016, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1(18).2019.131
Опубліковано December 13, 2019
Ключові слова
  • Антарктичний півострів,
  • Українська антарктична станція «Академік Вернадський»,
  • зміна клімату,
  • регіональна кліматична модель,
  • Polar-CORDEX,
  • сценарій RCP
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Чигарева, А. Ю., Краковська, С. В., & Пішняк, Д. В. (2019). Кліматичні проекції в районі Антарктичного півострова до кінця XXI століття. Частина 1: індекси холоду. Український антарктичний журнал, (1(18), 62-74. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1(18).2019.131
Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Актуальність. Стаття присвячена оцінці змін, що відбуваються в районі Антарктичного півострова. Впродовж останніх десятиліть найсуттєвіше потепління в кліматичній системі спостерігається в полярних регіонах, зокрема в районі Антарктичного півострова, де розташована Українська антарктична станція «Академік Вернадський». У зв’язку з цим необхідно забезпечити кращу комплексну оцінку тенденцій кліматичних змін, які вже зафіксовані та прогнозуються в майбутньому. Відповідно, мета дослідження — оцінити зміни кліматичних характеристик в регіоні Антарктичного півострова в ХХІ столітті, на основі обчислення відповідних кліматичних показників. Об’єкт дослідження: проекції характеристик температури повітря та режиму зволоження в районі Антарктичного півострову та Української антарктичної станції «Академік Вернадський» за сценаріями RCP4.5 та RCP8.5 (Representative Concentration Pathway, RCP, Траєкторії репрезентативних концентрацій). Методами дослідження є чисельне моделювання та статистичний аналіз даних регіональних кліматичних моделей для регіону Антарктичного півострова від міжнародного проекту Polar-CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Experiment for the Polar Regions, Скоординований експеримент з масштабування регіонального клімату для полярних регіонів). Просторовий розподіл цих даних становить 0,44° за історичний період (1986—2005) та два періоди майбутнього 2041—2060 та 2081—2100. У дослідженні було застосовано програмування мовою R для обробки кліматичних рядів даних та модифіковано розроблений проектом Climate4R Hub («Клімат для R») код в JupiterNotebook (Юпітер ноутбук). Для оцінки кліматичних змін, що відбуваються в районі Антарктичного півострова, були обрані наступні параметри: кількість днів з мінімальною температурою повітря (Т) менше 0 °С, кількість днів з максимальною Т менше 0 °С, загальна річна кількість опадів, середня інтенсивність опадів, максимальна річна тривалість періоду без опадів, максимальна річна тривалість періоду з опадами більше 1 мм на добу. В першій частині статті представлені результати аналізу температурних індексів. Результати аналізу режиму зволоження будуть представлені в другій частині статті. Висновки. Для регіону Антарктичного півострова обидва сценарії в середньому передбачають зменшення холодного періоду. Цей процес буде більш вираженим для сценарію RCP 8.5, для якого навіть до середини століття період з температурою менше 0 °С швидко зменшуватиметься в межах Льодовика Ларсена, що може спричинити його повне або часткове руйнування. В районі антарктичної станції «Академік Вернадський» зміни кліматичних індексів майже втричі вищі, ніж середні значення для Антарктичного півострова за обома сценаріями, що свідчить про більшу вразливість цього району до зміни клімату.

PDF (English)

Посилання

  1. Bedia, J., San-Martín, D., Iturbide, M., Herrera, S., Manzanas, R., Gutiérrez, J.M. 2019.The METACLIP semantic provenance framework for climate products. Environmental Modelling & Software. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2019.07.005
  2. Bøssing Christensen, O., Drews, M., Hesselbjerg Christensen, J., Dethloff, K., Ketelsen, K., Hebestadt, I., Rinke, A. 2007. The HIRHAM Regional Climate Model. Version 5 (beta). Danish Climate Centre, Danish Meteorological Institute. Denmark. Danish Meteorological Institute. Technical Report, 06-17.
  3. Collins, W.J., Bellouin, N., Doutriaux-Boucher, M., Gedney, N., Hinton, T., Jones, C. D., Liddicoat, S., Martin, G., O'Connor, F., Rae, J. , Senior, C., Totterdell, I., Woodward, S., Reichler, T., Kim, J. 2008. Evaluation of the HadGEM2 model. Met Office Hadley Centre Technical Note, HCTN 74.
  4. Convey, P., Smith, R.I.L. 2005. Responses of terrestrial Antarctic ecosystems to climate change. In: Rozema J., Aerts R., Cornelissen H. (eds). Plants and Climate Change. Tasks for vegetation science. 41. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4443-4_1
  5. Covey, C., Achuta Rao, K. M., Cubasch, U., Jones, P., Lambert, S.J., Mann, M. E., Phillips, T. J., Taylor, K. E. 2003. An overview of results from the Coupled Model Intercomparison Project. Global and Climate change, 37, 103-133. https://doi.org/10.1016/S0921-8181(02)00193-5
  6. Giorgi, F., Gutowski, W.J. 2015. "Regional dynamical downscaling and the CORDEX initiative". Annual Review of Environment and Resources, 40, 1. 467-490. https://doi.org/10.1146/annurev-environ-102014-021217
  7. Granier, C., Bessagnet, B., Bond, T., D'Angiola, A., van der Gon, H.D., Frost, G., Heil, A., Kainuma, M., Kaiser, J., Kinne, S., Klimont, Z., Kloster, S., Lamarque, J-F., Liousse, C., Matsui, T., Meleux, F., Mieville, A., Ohara, T., Raihi, K., Schultz, M., Smith, S.J., Thomson, A.M., van Aardenne, J., van der Werf, G. 2011. Evolution of anthropogenic and biomass burning emissions of air pollutants at global and regional scales during the 1980-2010 period. Climatic Change, 109: 163-190. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0154-1
  8. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535.
  9. Iturbide, M., Bedia, J., Herrera, S., Baño-Medina, J., Fernández, J., Frías, M.D., Manzanas, R., San-Martín, D., Cimadevilla, E., Cofiño, A.S., Gutiérrez, J.M. 2019. The R-based climate4R open framework for reproducible climate data access and post-processing. Environmental Modelling and Software, 111. 42-54. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2018.09.009
  10. Karl T.R., N. Nicholls, and A. Ghazi. 1999. CLIVAR/GCOS/WMO workshop on indices and indicators for climate extremes: Workshop summary. Climatic Change, 42.3-7. https://doi.org/10.1007/978-94-015-9265-9_2
  11. Koenigk, T., Berg, P., Doescher, R. 2015. Arctic climate change in an ensemble of regional CORDEX simulations. Polar Res., 34, 24603. https://doi.org/10.3402/polar.v34.24603
  12. Krakovska S.V., Djukel G.A. 2010. The observed Antarctic Peninsula warming during the 20th century in the AOGCMs and the 21st century projections for the region - Oslo: International Polar Year Conference, 8-12 June, 2010.
  13. Krakovska S.V., Pysarenko, L.A. 2017. Changes of the surface air temperature in the 20th-21st centuries in the Antarctic peninsula region based on climate models' data. Ukrainian Antarctic Journal, 16, 52-65. https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.62
  14. Peterson T.C., and Coauthors. 2001. Report on the Activities of the Working Group on Climate Change Detection and Related Rapporteurs. Geneve, Switzerland : WMO, Rep. WCDMP-47, WMO-TD 1071, 1998-2001. 143.
  15. Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N., Rafa, P. 2011. RCP 8.5-A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Climatic Change, 109, 33-57. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0149-y
  16. Taylor, K. E., Stouffer, R. J., Meehl, G. A., 2011. "An overview of CMIP5 and the experiment design". Bull. Amer. Meteor. Soc., 93. 485-498. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00094.1
  17. Thomson, A., Calvin, K., Smith, S., Kyle, P., Volke, A., Patel, P., Delgado-Arias, S., Bond-Lamberty, B.,Wise, M., Clarke, L., Edmonds, J. 2011. RCP4.5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100. Climatic Change, 109: 77-94. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0151-4
  18. Tymofeyev, V.E. 2013. Multi-years' changes in the air temperature at the Antarctic Peninsula and the possible reasons. Proceedings of the Ukrainian Research Hydrometeorological Institute. 264, 9-17.
  19. van Meijgaard, E., van Ulft, L.H., van de Berg, W.J., Bosveld, F.C., van den Hurk, B.J.J.M., Lenderink, G., Siebesma, A.P. 2008. The KNMI regional atmospheric climate model RACMO version 2.1. Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI). Technical report 302.