Изменение снежного покрова Северной Евразии во взаимодействии с климатической системой

I. Изучение изменений сроков разрушения устойчивого снежного покрова (УСП) на севере Евразии при современных изменениях климата

Средний сдвиг сроков разрушения УСП (в днях) в 1988-2007 гг. по сравнению с 1951-1970 гг.
(Более раннее разрушение УСП на ЮЗ ЕТР и в Вост. Сибири; более позднее – на СВ ЕТР, в Зап. и Центр. Сибири, на юге ДВ, юге Магаданской обл.)

Циркуляционные механизмы разрушения УСП
Проведен статистический анализ влияния основных циркуляционных механизмов на изменения сроков разрушения УСП на севере Евразии: NAO, SCAND, EAWR и EA. Использовался метод множественной пошаговой регрессии.
Наиболее тесная корреляционная связь отмечается с индексами NAO в феврале (на юго-западе и западе Русской равнины), SCAND в среднем за март-апрель (в Западной Сибири) и EAWR в апреле (на северо-востоке ЕТР).

Коэффициенты линейной корреляции между сроками разрушения УСП и средним индексом NAO за февраль - март (1950-2008 гг.). Красной штриховкой обозначены области статистически значимых (на уровне p<0,05) значений.

Разница в сроках разрушения устойчивого снежного покрова (в днях) в среднем между годами положительных (NAO > 1) и отрицательных (NAO < -1) аномалий индекса NAO в феврале (по 8 лет в каждой выборке).

Положительный тренд NAO (в конце зимы - начале весны) в современную эпоху является основным циркуляционным фактором сдвига сроков разрушения УСП на более ранние на юге и юго-западе Русской равнины по сравнению с серединой ХХ века, а также большей части сдвигов в других регионах. Вклад SCAND в эти изменения несущественен, т.к. с ним в основном связана высокочастотная (межгодовая) изменчивость.

II. Тестирование численной модели снежного покрова по данным на территории Московской области: 13 станций, 30 сезонов. Коэффициенты корреляции рассчитанных рядов между парами станций от 0,65 до 0,93.

Сравнение результатов моделирования и данных наблюдений
R=0.95, ошибка в пределах 10%
R=0.88, ошибка в пределах 5%
R=0.87 (1967-68), 0,4 (1968-69)
R=0.85, ошибка в пределах 15%

Возможность построения карт высоты снежного покрова по результатам моделирования
Расчет для 13 станций Московской области по ежедневным данным;
Для сглаживания – на границах значения высоты снежного покрова, равные значениям на ближайших станциях.
Отобрано 4 зимних сезона:
2 малоснежных
(1968-1969, 1983-1984);
2 многоснежных
(1967-1968, 1984-1985)

15.12.1967
15.02.1968
15.02.1969
15.12.1968

15.12.1983
15.02.1984
15.12.1984
15.02.1985

Выводы
1) На основе статистического анализа выявлены регионы с изменениями сроков разрушения устойчивого снежного покрова на территории России и их связи с механизмами атмосферной циркуляции. При современном потеплении, при общем сокращении сезона залегания снега, существуют области с более поздним его разрушением весной. Основную роль в долговременном тренде для ЕТР и Восточной Европы играет циркуляционный механизм NAO.
2) Проведено успешное тестирование численной модели снежного покрова и тепловлагообмена в почве по данным метеостанций, расположенных на территории Московской области, за 30-летний период. Показана возможность картирования толщины снега в мезомасштабе по данным моделирования.
3) Проводится работа по внедрению модели тепловлагообмена на суше и модели снежного покрова в модель ОЦА в виде отдельных блоков, что позволит перейти на крупнорегиональный и глобальный масштаб в исследовании взаимодействия климата и снежного покрова.