ИСТИНА

Изменения приповерхностной температуры в арктических широтах значительно (более чем двукратно) превышают среднеглобальные изменения. В последние десятилетия потепление сопровождается очень быстрым сокращением площади морских льдов в Арктике. При продолжении современного потепления возможен переход уже в XXI веке к режиму полностью свободного от морских льдов арктического бассейна в теплый сезон. Цель данного проекта – исследование влияния климатических изменений на 1) режим морских льдов в Северном Ледовитом океане, 2) изменения морского волнения в арктическом бассейне в связи с изменениями площади морских льдов, 3) состояние криолитозоны шельфа Северного Ледовитого океана, в том числе на стабильность метангидратов, 4) состояние континентальных мёрзлых грунтов и метангидратов неглубокого залегания в Евразии.

Changes of near-surface temperature in the high latitudes significantly (more than twice) exceed the global mean changes. During last decades warming has been accompanied by the rapid reduction of the sea ice area in the Arctic region. If the current warming continues, the Arctic is possible to become ice-free in summer in the second half of the 21st century. The aim of this project is to study the impact of climate changes on: 1) the characteristics of sea ice in the Arctic Ocean, 2) the changes in wind waves in the Arctic basin due to the changes in the sea ice area, 3) the state of the permafrost zone of the Arctic Ocean shelf, including methane hydrates stability zone, 4) the continental permafrost and shallow methane hydrates in Eurasia.

Планируется выполнить: - анализ влияния климатических изменений на сплочённость морского льда; - анализ влияния изменений климата на длительность и даты начала и окончания навигационного периода на Северном морском пути с учётом неопределённости, связанной с естественной изменчивостью климата и неопределённостью отклика климатических моделей на внешнее воздействие; - проведение численных расчетов с моделью WAVEWATCH-III для оценки изменений морского волнения в арктическом бассейне при климатических изменениях, связанных с антропогенными воздействиями и с естественной изменчивостью; - оценка влияния на условия существования современных мёрзлых пород шельфа и метангидратов процессов, развивающихся при переходе от ледникового периода к межледниковью (формирование карстовых озёр на обнажённом шельфе, засоление шельфа при затоплении его океаном); - оценка влияния климатических изменений на режим мёрзлых пород арктического шельфа Евразии и метангидратов; - оценка влияния климатических изменений на режим мёрзлых пород суши, в частности арктических регионов Евразии; - оценка условий формирования газовых гидратов неглубокого залегания в пределах криолитозоны Евразии, в том числе под ледовым щитом во время последних ледниковых максимумов; - анализ влияния климатических изменений на состояние реликтовых газовых гидратов континентальной криолитозоны; - построение статистического прогноза изменения состояния ледяного покрова Северного ледовитого океана на основе комбинированного прогностического сценария, построенного на данных современных реанализов.

- Членами коллектива - сотрудниками ИФА им. А.М. Обухова РАН и ИВМиМГ СО РАН совместно разработана вычислительно эффективная модель термофизических процессов в донных отложениях шельфа с расчётом характеристик зоны термодинамической стабильности субаквальных гидратов метана. Эта модель будет использована при анализе динамики термического состояния донных отложений при климатических изменениях. - Членами коллектива накоплен значительный опыт анализа характеристик морского льда. В частности, членами коллектива разработана технология оценки длительности навигационного периода на Северном морском пути при различных состояниях климата. - Коллективом участников проекта накоплен значительный опыт постановки ансамблевых численных экспериментов с климатическими моделями и отдельными их блоками. В частности, членами коллектива проекта накоплен опыт с использования данных, полученных в рамках проектов CMIP разных поколений. - Членами коллектива проекта накоплен опыт использования байесовых статистических методов для задач анализа климата. Так, ранее ими были использованы методы байесовой калибровки моделей земной системы. Байесовы методы также использовались для оценки будущих изменений климата суши внетропических широт Северного полушария и построения улучшенных сценариев изменения характеристик климата Арктики. - Для описания процессов, происходящих в полярных областях и прилегающих к ним районах, предложено использование феноменологической модели с так называемой циклической составляющей (на основе композиции “парникового” (внешнее воздействие) и “циклических” (естественная изменчивость климатической системы)) для оценки возможных перспектив Северного морского пути. Предложенный комбинированный сценарий климатических изменений и проведенные на его основе расчеты с помощью INMOM указывают на возможное замедление потепления в Арктике в ближайшие 10-20 лет.

Будут выполнено: - Анализ и прогностические оценки возможных изменений характеристик ледового покрова Северного Ледовитого океана при ожидаемых в XXI веке климатических изменениях. - Анализ возможных изменений длительности и дат начала и окончания навигационного периода на Северном морском пути, а также межгодовой изменчивости указанных характеристик при ожидаемых в XXI веке климатических изменениях. - Адаптированная к условиям Северного Ледовитого океана версия модели WAVEWATCH-III. - Оценка изменений волновой активности в арктическом бассейне при климатических изменениях в XXI веке, связанных с антропогенным воздействием на систему и с естественной изменчивостью климата. - Будут определены регионы суши Северного полушария, где граница зоны стабильности континентальных гидратов метана неглубокого залегания могла достигать поверхности грунта под ледниковыми щитами в периоды ледниковых максимумов, в частности около 90 и 60 тыс. лет назад на севере Европы и около 20 тыс. лет назад в Северной Америке. Это позволит выделить регионы, где возможно формирование воронок, подобных обнаруженной на Ямале. - Будет оценена вероятность формирования подобных воронок при климатических изменениях, ожидаемых в XXI веке. Фундаментальная значимость этого результата связана с улучшением понимания о возможной беспрецедентности современных климатических изменений и изменений климата, ожидаемых в XXI веке, относительно периода плейстоцена. Прикладная значимость этого результата связана с возможным влиянием формирования таких воронок на строительство и эксплуатацию объектов инфраструктуры. - Оценка влияния процессов на современном шельфе (развитие термокарстовых озёр в конце ледникового периода, засоление шельфа при затоплении океаном при окончании ледникового периода) на современное состояние многолетнемёрзлых грунтов с анализом характеристик зоны устойчивости гидратов метана характеристик зоны устойчивости гидратов метана. - Анализ возможных изменений состояния многолетнемёрзлых пород шельфа и характеристик зоны устойчивости гидратов метана при ожидаемых в XXI веке климатических изменениях.