Український антарктичний журнал

№ 16 (2017): Український антарктичний журнал
Articles

Зміна приземної температури повітря у ХХ – ХХІ сторіччях в районі Антарктичного півострова за даними кліматичних моделей

PDF
  • С. В. Краковська,
  • Л. А. Писаренко
С. В. Краковська
Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України, просп. Науки, 37, м. Київ, 03028
Л. А. Писаренко
Український гідрометеорологічний інститут ДСНС та НАН України, просп. Науки, 37, м. Київ, 03028
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.62
Опубліковано December 29, 2017
Ключові слова
  • Антарктичний півострів,
  • зміна клімату,
  • температура повітря,
  • кліматичні проекції,
  • модель загальної циркуляції атмосфери та океану
Як цитувати
Краковська, С. В., & Писаренко, Л. А. (2017). Зміна приземної температури повітря у ХХ – ХХІ сторіччях в районі Антарктичного півострова за даними кліматичних моделей. Український антарктичний журнал, (16), 52-65. https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.62
Creative Commons License

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

Анотація

Стаття присвячена дослідженню динаміки зміни приземної температури повітря, як одного із основних показників кліматичних змін, за даними спостережень і моделей загальної циркуляції атмосфери та океану (МЗЦАО) у районі Антарктичного півострова, де ріст середньої річної температури є одним із найстрімкіших на планеті з другої половини ХХ ст. Для аналізу температурного режиму у ХХ ст. та побудови кліматичних проекцій до кінця ХХІ ст. залучено дані 93 розрахунків 10 МЗЦАО, оскільки метод моделювання є єдиним засобом у прогнозуванні майбутніх кліматичних змін. Тому метою даної роботи стала перевірка кожної з 10 МЗЦАО у порівнянні з даними спостережень на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський» (колишня Фарадей) за 1947–2016 рр., а також побудова та аналіз кліматичних проекцій на майбутнє за сценаріями 4-ої та 5-ої доповідей Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК). У результаті за даними обох останніх доповідей МГЕЗК наведено порівняльний аналіз SRES та RCP сценаріїв зміни приземної температури повітря глобально та в Антарктиці, який показав відсутність значних розходжень у відповідних сценаріях. Проведено верифікацію результатів розрахунків 10 МЗЦАО даними вимірів за 70-річний період інструментальних спостережень на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський», де лінійний тренд температури склав 0,51°С/10 років. Отримання близьких до реальних коефіцієнтів лінійних трендів та достатньо високих коефіцієнтів кореляції за даними рядів значень температури повітря на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський» та в МЗЦАО у ХХ ст. підтвердило можливість використання глобальних моделей для отримання проекцій температури повітря у майбутньому. Висновок: розраховані кліматичні проекції на ХХІ ст. 10 МЗЦАО та їх ансамблів показали, що очікується продовження зростання температури за всіма сценаріями збільшення антропогенних викидів парникових газів. Найшвидше цей процес в районі Антарктичного півострова буде відбуватися за «песимістичним» сценарієм А2 із середнім трендом підвищення температури 0,29°С/10 років, за «збалансованим» сценарієм А1В отримано значення 0,26°С/10 років, а найповільніший ріст прогнозується за «оптимістичним» сценарієм В1 – 0,15°С/10 років.

PDF

Посилання

  1. Krakovskaia S.V. 1998. Meteorolohicheskie rekordy i analiz temperaturnoho rezhima stantsii Faradei- Akademik Vernadsky [Meteorological records and analysis of the temperature regime of the Faraday-Akademik Vernadsky station]. Buleten Ukrainskogo antarktychnogo tsentru [Bulletin of the Ukrainian antarctic center], 2, 64-69.
  2. Krakovska, S.V., Gnatiuk, N.V., Shpytal, T.M., Palamarchuk, L.V. 2016. Projections of surface air temperature changes based on data of regional climate models' ensemble in the regions of Ukraine in the 21st century. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovo-doslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu, 268, 33-44.
  3. Krakovska, S.V., Palamarchuk, L.V., Shedemenko, I.P., Diukel, H.O., Gnatiuk, N.V. 2011. Proekcii zmin pryzemnoi temperatury povitria za danymy ansamblu regionalnyh klimatychnykh modelei u regionakh Ukrainy v XXI stolitti [Projections of surface air temperature changes based on data of regional climate models' ensemble in the regions of Ukraine in the 21st century]. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovo-doslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu [Scientific proceedings of the Ukrainian research hydrometeorological institute], 268, 33-44.
  4. Martazinova, V.F., Klock., S.V. 2012. Suchasnyi ta maibutnii stan serednovichnoi temperatury povitria pivnichnoi chastyny Antarktychnogo pivostrova zahidnogo sektora Antarktydy [The current and future state of the mean annual temperature of the northern Antarctic Peninsula in West sector Antarctica]. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovodoslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu [Scientific proceedings of the Ukrainian research hydrometeorological institute], 263, 5-15.
  5. Tymofeyev, V.E. 2007. Dinamica sovremennoho poteplieniia v raione Antarcticheskoho poluostrova [Dynamics of modern warming in the Antarctic Peninsula region]. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovo-doslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu [Scientific proceedings of the Ukrainian research hydrometeorological institute], 256, 112-120.
  6. Tymofeyev, V.E. 2013. Mnogoletnee izmenenie temperatury vozdukha v raione Antarkticheskogo poluostrova I ego prichiny [Multi-years' changes in the air temperature at the Antarctic Peninsula and the possible reasons]. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovo-doslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu [Scientific proceedings of the Ukrainian research hydrometeorological institute], 264, 9-17.
  7. Automatic weather stations-2017. Space Science and Engineering Center, UW-Madison; Antarctic Meteorological Research Center and Automatic Weather Station program. URL: http://amrc.ssec.wisc.edu/aws/index.html.
  8. Bokhorst, S., Huiskes, A., Convey, P., Sinclair, B. J., Lebouvier, M., Van de Vijver, B., Wall, D. H. 2011. Microclimate impacts of passive warming methods in Antarctica: implications for climate change studies. Polar Biology, 34, 1421-1435. https://doi.org/10.1007/s00300-011-0997-y.
  9. Bromwich, D. H., Fogt, R. L. 2004. Strong Trends in the Skill of the ERA-40 and NCEP-NCAR Reanalyses in the High and Midlatitudes of the Southern Hemisphere, 1958-2001. Journal of Climate, 17 (23), 4603-4619. https://doi.org/10.1175/3241.1.
  10. Christensen, J. H. 2013. Regional climate science: Findings of IPCC AR5 WG1. International Conference on Regional Climate - CORDEX 2013. Brussels, 4-7 November, 2013. URL:http://wcrp.ipsl.jussieu.fr/cordex2013_documents/ICRC2013_draft_agenda.pdf .
  11. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the IPCC. URL: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4_wg1_full_report.pdf
  12. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the IPCC. URL:http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf.
  13. Convey, P., Bindschadler, R., Di Prisco, G., Fahrbach, E., Gutt, J., Hodgson, D.A. Mayewski, P.A., Summerhayes, C.P.,Turner, G. and The Acce consortium. 2009. Review Antarctic climate change and the environment. Antarctic Science, 21(6), 541-563. https://doi.org/10.1017/S0954102009990642.
  14. Convey, P., Smith R. I. L.2005. Responses of terrestrial Antarctic ecosystems to climate change. Plant Ecology. https://doi.org/10.1007/s11258-005-9022-2.
  15. Coupled Model Intercomparison Project phase 3. URL: https://esgf-node.llnl.gov/search/cmip3/.
  16. Covey, C., AchutaRao, 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.
  17. Ding, Q., Steig, E. J. 2013. Temperature Change on the Antarctic Peninsula Linked to the Tropical Pacific. Journal of Climate, 26, 7570-7585. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00729.1. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00729.1.
  18. HadCRUT4. Met Office Hadley Centre observations datasets. URL:https://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut4.
  19. History of Signy. British Antarctic Survey. URL: https://www.bas.ac.uk/about/about-bas/our-history/britishresearch-stations-and-refuges/signy-h.
  20. Hogg, I.D.,Cary, S.C., Convey, P., Newsham, K. K., O'Donnell, A. G., Adams, B. J., Aislabie, J., Frati, F., Stevens, M. I., Wall, D. H. 2006. Biotic interactions in Antarctic terrestrial ecosystems: Are they a factor? Soil Biology &Biochemistry, 38, 3035-3040. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.04.026.
  21. IPCC Special Report. 2000. Emissions Scenarios. Summary for Policymakers. URL: https://ipcc.ch/pdf/specialreports/spm/sres-en.pdf.
  22. Krakovska, S.V., Djukel, G.A. The observed Antarctic Peninsula warming during the 20th century in the AOGCMs and the 21st century projections for the region. International Polar Year Conference. Oslo, 8-12 June, 2010. URL: https://www.researchgate.net/publication/306038235_The_observed_Antarctic_Peninsula_warming_during_the_20th_century_in_the_AOGCMs_and_the_21st_century_projections_for_the_region.
  23. Legnani, W.E., Canziani, P. O., Barletta, Gil, J., Ibañez, F. 100 years of surface weather observations at Orcadas Antarctic Station: a look at variability and change in the Antarctic Peninsula. 8th International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography. Foz do Iguaçu, 24-28 April, 2006. URL:https://www.researchgate.net/publication/258821220_100_YEARS_OF_SURFACE_WEATHER_OBSERVATIONS_AT_ORCADAS_ANTARCTIC_STATION_A_LOOK_AT_VARIABILITY_AND_CHANGE_IN_THE_ANTARCTIC_PENINSULA.
  24. Model output described in the 2007 IPCC Fourth Assessment Report (SRES scenarios), multi-year means. Data Distribution Centre. URL:http://www.ipcc-data.org/sim/gcm_clim/SRES_AR4/index.html.
  25. Parnikoza, I., Convey, P., Dykyy, I., Trokhymets, V., Milinevsky, G., Tyschenko, O., Inozemtseva, D., Kozeretska, I. 2009. Current status of the Antarctic herb tundra formation in the Central Argentine Islands. Global Change Biology,15, 1685-1693. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.01906.x.
  26. Station Surface Data. Reader Data set. URL:https://legacy.bas.ac.uk/met/READER/surface/stationpt.html
  27. Turner, J., Barrand, N. E., Bracegirdle, T. J., Convey, P., Hodgson, D. A., Jarvis, M., Jenkins, A., Marshall, G., Meredith, M. P., Roscoe, H., Shanklin J. 2013. Antarctic climate change and the environment: an update. Cambridge University Press, 1-23. https://doi.org/10.1017/S0032247413000296.
  28. Turner, J., Bindschadler, R. Convey, P., di Prisco, G., Fahrbach, E., Gutt, J., Hodgson, D., Mayewski, P., Summerhayes, C. 2009. Antarctic Climate Change and the Environment. Cambridge: Victoire Press.
  29. Van de Berg, W.J., Van den Broeke, M.R., Reijmer, C.H., Van Meijgaard, E. 2005. Characteristics of the Antarctic surface mass balance, 1958-2002, using a regional atmospheric climate model. Annals of Glaciology, 41, 97-104. URL:http://www.staff.science.uu.nl/~broek112/home.php_files/Publications_MvdB/2005_VanDeBerg_AnnGlac.pdf. https://doi.org/10.3189/172756405781813302.
  30. Van Lipzig, N. P. M., Van Meijgaard, E., Oerlemans, J. 2002. The spatial and temporal variability of the surface mass balance in Antarctica: results from a regional atmospheric climate model. International Journal of Climatology, 22, 1197-1217. https://doi.org/10.1002/joc.798.
  31. Weatherly, J. W. 2003. Sensitivity of Antarctic Precipitation to Sea Ice Concentrations in a General Circulation Model. Journal of Climate, 17, 3214-3223. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2004)017<3214:SOAPTS>2.0.CO;2.
  32. Yudakova, O. I., Tyrnov, V. S., Kunakh, V. A., Kozeretskaya, I. A., Parnikoza, I. Yu. 2016. Adaptation of the Seed Reproduction System to Conditions of Maritime Antarctic in Deschampsia antarctica E. Desv. Russian Journal of Developmental Biology, 47(3), 138-146. https://doi.org/10.1134/S1062360416030073.