на главную страницу
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова Российской академии наук

  ГЛАВНАЯ  
НАВИГАЦИЯ
ПОИСК
Искать на портале:
 

СОДЕРЖАНИЕ
Лаборатория теории климата

Основные направления исследований:

Моделирование земной климатической системы (ЗКС) и ее изменений

- Исследование глобальных и региональных изменений климата с использованием глобальной климатической модели, разработанной в ЛТК (КМ ИФА РАН).

- Исследование чувствительности и устойчивости ЗКС, ее изменчивости на разных пространственно-временных масштабах с использованием глобальных моделей разной степени сложности - от энергобалансовых моделей до моделей общей циркуляции атмосферы и океана.

- Моделирование взаимодействия климатической системы с углеродным циклом (включая цикл метана) и земными экосистемами, процессов формирования и деградации вечной мерзлоты и связанных с этими процессами потоков парниковых газов. 

 

Рис. 1 Схема климатической модели ИФА РАН.


Диагностика естественных и антропогенных климатических процессов и изменений

- Исследование глобальных и региональных процессов и изменений климата, интенсивности и частоты климатических аномалий, в том числе: в Арктике и Антарктике, в бассейнах Волги / Каспийского моря и сибирских рек, в аридных и муссонных регионах.

- Диагностика регулярных циклов (от суточного и годового хода до циклов Миланковича) и квазициклических процессов, включая квазидвухлетнюю цикличность, Эль-Ниньо/Южное колебание, Северо-Атлантическое и Арктическое колебания, Тихоокеанскую десятилетнюю осцилляцию, Атлантическое долгопериодное колебание, циклы солнечной активности.

- Исследование вихревой активности в атмосфере (атмосферные циркумполярные вихри, центры действия, внетропические циклоны и антициклоны, блокинги, тропические и полярные ураганы, смерчи/торнадо).

- Диагностика процессов в страто-мезосфере в сопоставлении с процессами в тропосфере. Диагностика механизмов климатических изменений и причинно-следственных связей в ЗКС с разработкой и развитием новых методов исследования; с использованием ансамблевых модельных расчетов; с сопоставлением результатов наблюдений, модельных расчетов палеоклиматических реконструкций.



Рис. 2 Изменения температуры атмосферы у поверхности (К) в расчётах с КМ ИФА РАН.


Рис. 3 Взаимное запаздывание Δ между глобально осреднённой приповерхностной температурой атмосферы Т и содержанием углекислого газа в ней q в зависимости от временного масштаба внешнего воздействия Р в численных экспериментах с КМ ИФА РАН с изменением солнечной постоянной (синие линии) и при внешних эмиссиях СО2 в атмосферу (красные кривые). Цифры в названиях численных экспериментов на легенде указывает значение амплитуды соответствующего внешнего воздействия на систему. Положительные (отрицательные) значения Δ соответствуют случаю запаздывания Т относительно q (q относительно Т).


Рис. 4 Ожидаемая в 21 веке при разных сценариях RCP площадь выгорания из-за природных пожаров (верхний) и соответствующие эмиссии СО2 (нижний) по расчетам с КМ ИФА РАН.


Рис. 5 Проявление свойства гистерезиса при моделировании изменения вечной мерзлоты при различных антропогенных сценариях (с использованием КМ ИФА РАН).


Рис. 6 Моделирование явления ″ супер Эль-Ниньо ″ в климатической модели.


Рис. 7 Средняя продолжительность и скорость измененеия навигационного периода на трассе Северного морского пути в 1980-2013 гг по спутниковым данным и по расчетам с климатическими моделями.


Рис. 8 Оценка взаимного влияния Индийского муссона и явления Эль-Ниньо при разных временных осреднениях.


Рис. 9 Количество лет с различным числом дней с блокирующими антициклонами в атлантико-европейском секторе по данным моделирования с различными антропогенными сценариями.


Рис. 10 Изменение количества тропических циклонов, трансформировавшихся во внетропические в Северном (ромбы, тонкая линия) и Южном (квадраты, пунктир) полушариях и для Зелми в целом (треугольники, жирная линия).


Рис. 11 Изменение морского волнения в Арктике в середине 21 века по сравнению с концом 20 века по данным численного моделирования.


Рис. 12 Изменение повторяемости циклонов в Арктике в 21 веке по результатам моделирования с использованием региональной модели высокого разрешения.


Рис. 13 Изменения характеристик сезонных осадков для последнего 20-летия 21 века относительно последнего 20-летия 20 века по данным численного моделирования для различных рек.


Исследование эффектов, связанных с радиационно-облачно-аэрозольным взаимодействием



- Исследование облачного и аэрозольного радиационного форсинга по данным радиационно-облачно-аэрозольного мониторинга.

- Радиационно-облачно-аэрозольное моделирование и параметризации.

- Анализ региональных и глобальных тенденций изменений характеристик облачности и ее радиационных эффектов по спутниковым и наземным данным и результатам моделирования.



Рис. 14 Дневной ход вариаций потока нисходящего теплового излучения в августе 2010 года.


Рис. 15 Тренд повторяемости различных типов нижней облачности летом (1966 - 2015) (a - Cb, b - Cu, c - Ns, d - St+Sc).


Оценка последствий глобальных и региональных изменений климата

- Исследование причин формирования экстремальных погодно-климатических явлений (в том числе блокирование 2010 года, холодные зимы последних лет, наводнение в Крымске в 2012 году и на Амуре в 2013, сильные смерчи и т.д.). Оценка риска формирования подобных явлений в условиях изменений климата.



Рис. 16 Ситуация блокирования лета 2010 года: высота геопотенциальной поверхности 500 гПа и аномалии общего содержания озона (среднее за 1-10 августа 2010 года).


Рис. 17 Моделирование экстремальных осадков в Крымске (разность между экспериментами с теплым и холодным морем).


Рис. 18. Аномалии давления на уровне моря (гПа) зимой в 2005-2012 гг. относительно 1971-2000 гг. по данным реанализа (а) и по расчетам с моделью общей циркуляции атмосферы с использованием средних значений концентрации морского льда для этих периодов (б). Зеленые контуры обозначают области, где изменения в модельных экспериментах статистически значимы (95%).


Рис. 19 Меридиональное распределение повторяемости атмосферных блокирований летом в Северном полушарии (1969-2013). Серый цвет - отдельные годы, зеленый - среднее многолетнее, черный цвет - 2010 год, красный - 2013 год.


Ключевые слова
The Earth’s climate system, climate modelling, global and regional climate change, severe weather and climate events, cloud-radiation-aerosol interaction, carbon cycle
АВТОРИЗАЦИЯ
УПОМИНАНИЯ В СМИ
Все упоминания в СМИ
НОВОСТИ В МИРЕ
© ИФА РАН 2008-2019 главная | назад | вверх | печать