Итоги исследования: РЕАКЦИЯ МЕРЗЛОТЫ НА КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

© Crown copyright Met Office
Вступление
Российско-британский проект, при поддержке фонда FCO Strategic Programme
Партнеры проекта:
Государственный Гидрологический Интситут, Россия, Санкт-Петербург
Мет Офис Хэдли Центр, Великобритания
Рассмотрение мерзлоты как ключевой неопределенности

© Crown copyright Met Office
Неопределенность в климатическом моделировании
Hawkins & Sutton, 2009

© Crown copyright Met Office
Совокупные климатические имитации
17-компонентный ансамбль модели HadCM3 (Murphy et al., 2004; Collins et al., 2006)
3 различных сценария выбросов
Оценка неопределенности в климатических проекциях

© Crown copyright Met Office
Неопределенность в динамическом моделировании
Анисимов (2009): стохастическое моделирование мерзлоты на предмет неопределенности и неустойчивости
Как неопределенность моделирования мерзлоты влияет на неопределенность климатического сигнала?
Карта возможных активных слоев (ALT)

© Crown copyright Met Office
JULES
Независимая версия схемы земной поверхности Met Office
Термодинамика почвы тесно взаимосвязана с гидравликой почвы
Модель отражает передающие и адвективные потоки тепла, а также латентные теплопотоки вследствие замерзания/оттаивания почвенной влаги
Идеально для оценки внутреннего влияния
Динамическая модель роста (TRIFFID)
Модель угольной почвы (ECOSSE)

© Crown copyright Met Office
Имитирование с JULES
Валидация полусферы N
Основано на метеорологических наблюдениях по проекту GSWP2 (1983-1995)
Стандартная установка для модели с 4 слоями почвы и стандартными параметрами
Разрешение 1x1º

© Crown copyright Met Office
JULES – разрастание мерзлоты
Соответствие «наблюдаемому» разрастанию мерзлоты (> 50% покрытия)
Примечание: наблюдение только за поверхностным слоем мерзлоты (до 3м)

© Crown copyright Met Office
JULES – ALT
Недооценка «наблюдаемых» активных слоев ALT в областях CALM
Примечание: периоды средних колебаний не совпадают

© Crown copyright Met Office
Имитация с JULES
Валидация полусферы N
Основано на метеорологических наблюдениях по проекту GSWP2 (1983-1995)
Стандартная установка для модели с 4 слоями почвы и стандартными параметрами
Разрешение 1x1º
Вероятный климатический прогноз в полусфере N
17 компонентов, 1860-2099
Разрешение 2.5º lat x 3.75º lon
Стандартная установка для модели с 4 слоями почвы / 3м
Структура почвы углублена до 60м для представления дополнительного теплового стока (‘ГЛУБОКИЙ’)

Ключевые результаты (1):
Возможные климатические сценарии для России

© Crown copyright Met Office
Probabilistic Climate Scenarios for Russia

© Crown copyright Met Office

© Crown copyright Met Office

© Crown copyright Met Office

Ключевые результаты (2):
Возможные сценарии реакции поверхностной мерзлоты

© Crown copyright Met Office
JULES совокупные имитации
Примечание: только поверхностная мерзлота

© Crown copyright Met Office
JULES ensemble simulations
Note this is surface permafrost only

© Crown copyright Met Office
Изменения в разрастании поверхностной мерзлоты
Изменения за 2070-2100 в сравнении с 1950-1980

© Crown copyright Met Office
Итоговые выводы (1)
Неопределенность климатических сценариев, а также климатического влияния может быть просчитана при использовании совокупности компонентов (ансамбля)
Для вероятностного подхода
Данный ансамбль позволяет произвести оценку неопределенности, но не неопределенности в целом (!)

© Crown copyright Met Office
Итоговые выводы (2)
В нашем ансамбле имитаций с JULES все компоненты отражают сокращение поверхностной мерзлоты в этом веке
Предполагаемое исчезновение поверхностной мерзлоты
A1B: ~ 45% (20-60%) данной области
A1FI: ~ 60% (35-85%)
Усовершенствование модели, путем добавления эффекта «теплового стока» глубокой мерзлоты замедляет реакцию в некоторой степени, но не меняет характер в целом

© Crown copyright Met Office
Итоговые выводы (3)
Наш ансамбль имитаций с JULES показывает:
Большая степень риска исчезновения поверхностной мерзлоты в значительных областях (не менее 20%)
Малая степень риска почти полного исчезновения к 2100
Сценарий повышенных выбросов ведет к более скорому таянию мерзлоты