ОКЕАНИЧЕСКИЙ ФАКТОР МУЛЬТИДЕКАДНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ СОВРЕМЕННОГО КЛИМАТА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ МОНИТОРИНГА

  • В. И. Бышев Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • И. В. Серых Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. Н. Сидорова Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • В. Е. Скляров Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • М. В. Анисимов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2018.46(3).1
Ключевые слова: океан, современный климат, глубокая конвекция, аномалии, температура, климатическая изменчивость, сценарий климата, стерический уровень, мультидекадная изменчивость

Аннотация

Мультидекадная изменчивость современного климата (колебания 50-70 лет) - одна из наиболее актуальных текущих проблем в науках о Земле. Собственно колебание состоит из двух фаз, каждая из которых составляет 25-35 лет: фазы, когда верхний деятельный слой (ВДС) Мирового океана, отдавая явное и скрытое тепло в атмосферу, совершает своеобразную его тепловую разгрузку, а также фазы более континентального климата, когда ВДС океана аккумулирует тепло, стремясь восстановить свое начальное состояние. Есть основание полагать, что рассматриваемая изменчивость отражает внутреннюю динамику климатической системы океан-атмосфера-континент. Присутствие планетарных структур в атмосфере ГАО (глобальной атмосферной осцилляции) и в океане МОСТОК (мультидекадной осцилляции теплосодержания океана) позволяет понять воспроизведение наблюдаемой ритмики климатической системы. Наиболее чувствительными для климатической системы являются смены фаз климата, в результате которых в ней происходят как бы внезапные качественные сдвиги, сопровождаемые определенной перестройкой общей циркуляции океана и атмосферы. Так в океане при смене фазы климата либо интенсифицируется глубокая конвекция (при тепловой разгрузке ВДС океана), либо она ослабевает, а возможно и прекращается (при аккумуляции тепла ВДС). В атмосфере смены фаз климата отражаются на муссонной циркуляции: более континентальной фазе климата соответствует усиление муссонной циркуляции со всеми сопровождающими этот процесс особенностями. Прогноз смен фаз климата приобретает в связи с этим важное значение для экономической, социальной и политической жизни общества. В свою очередь качество прогноза связано с пониманием природы наблюдаемой изменчивости и представлением механизма этого явления. В работе для отдельных районов Мирового океана сопоставлены эволюция термической структуры ВДС с динамикой стерической моды колебаний уровня, определенной по спутниковым альтиметрическим наблюдениям. Установлено, что повышение уровня океана между временными фазами 1993-1999 гг. и 2000-2015 гг. составило 4-6 см и соответствовало тому росту уровня, который должен был бы произойти при наблюдаемых увеличениях теплосодержания ВДС океана. Сделан вывод о том, что на междекадных временных масштабах наряду с данными температуры поверхности океана (ТПО) в перспективе могут быть использованы альтиметрические спутниковые наблюдения для выявления региональных источников и стоков тепла в океане.

Литература


  1. Анисимов М.В., Бышев В.И., Залесный В.Б., Мошонкин С.Н. Мультидекадная изменчивость термической структуры вод Северной Атлантики и ее климатическая значимость // Доклады РАН. 2012. Т 443. № 3. C. 372–376.

  2. Белоненко Т.В., КолдуновВ.В., Старицин Д.К., ФуксВ.Р., ШиловИ.О. Изменчивость уровня северо-западной части Тихого океана. СПб.: Изд-во «СМИО Пресс», 2009. 309 с.

  3. Бышев В.И., Копрова Л.Н., Навроцкая С.Е., Позднякова Т.Г., Романов Ю.А. Аномальное состояние Ньюфаундлендской энергоактивной зоны в 1990 г. // Доклады АН СССР. 1993. Т 331. № 6. С. 735–738.

  4. Бышев В.И. Синоптическая и крупномасштабная изменчивость океана и атмосферы. М.: Наука, 2003. 343 с.

  5. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О фазовой изменчивости некоторых характеристик современного климата в регионе Северной Атлантики // Доклады Академии наук. 2011. Т 438. № 6. С. 817–822.

  6. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. Эль-Ниньо как следствие Глобальной атмосферной осцилляции в динамике климатической системы Земли // Доклады Академии наук. 2012. Т. 446. № 1. С. 89–94.

  7. Бышев В.И., Снопков В.Г. О формировании поля температуры воды поверхности океана в энергоактивной зоне северо-западной части Тихого океана на примере полигона «МЕГАПОЛИГОН» // Метеорология и гидрология. 1990. № 11. C. 70–77.

  8. Бышев В.И., Фигуркин А.Л., Анисимов И.М. Междекадная изменчивость термической структуры вод верхнего деятельного слоя на северо-западе Тихого океана // Доклады Академии наук. 2017. Т. 477. № 2. С. 240–244.

  9. Бышев В.Н., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О пространственной неоднородности некоторых параметров глобальной изменчивости современного климата // Доклады Академии наук. 2009. Т. 426. № 4. С. 543–548.

  10. Гусев А.В., Дианский Н.А. Воспроизведение циркуляции Мирового океана и ее климатической изменчивости в 1948–2007 гг. с помощью модели INMOM // Изв. РАН Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 1. С. 3–15.

  11. Зверева А.Е. Низкочастотные волновые движения в Японском море: Дисс. на соиск. уч. ст. канд. геогр. наук: 25.00.28. СПб., 2017. 310 с.

  12. Лебедев С.А., Костяной А.Г. Спутниковая альтиметрия Каспийского моря. М.: Издательский центр «Море» Международного института океана, 2005. 366 с.

  13. Мошонкин С.Н., Дианский Н.А., Эйдинов Д.А., Багно А.В. Модель циркуляции Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана // Океанология. 2004. Т. 44. № 6. C. 811–825.

  14. Пономарев В.И., Дмитриева Е.В., Шкорба С.П., Карнаухов А.А. Изменение планетарного климатического режима на рубеже XX-XXI веков // Вестник МГТУ. 2018. Т. 21. № 1. С. 160–169. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-1-160-169.

  15. Троицкая Ю.И., Рыбушкина Г.В., Соустова И.А., Баландина Г.Н., Лебедев С.А., Костяной А.Г., Панютин А.А., Филина Л.В. Спутниковая альтиметрия внутренних водоемов // Водные ресурсы. 2012. Т 39. № 2. С. 169–185.

  16. Фукс В.Р. Уровень Мирового океана как индикатор глобального потепления // География и современность: Сб. СПбГУ 2005. Вып. 10. С. 73–93.

  17. Bond N. A., Overland J.E., Spillane M., Stabeno P. Recent shifts in the state of the North Pacific // Geophysical Research. Letters. 2003. Vol. 30. No. 23. P. 21–83. D0I:10.1029/2003GL018597.

  18. Byshev V.I., Neiman V.G., Anisimov M.V., Gusev A.V., Serykh I.V., Sidorova A.N., Figurkin A.L., Anisimov I.M. Multi-decadal oscillations of the ocean active upper-layer heat content // Pure and Applied Geophysics. 2017. Vol. 174. No. 7. P. 2863–2878. DOI: 10.1007/s00024-017-1557-3.

  19. Chen J.L., Pekker T., Wilson C.R., Tarley B.D., Kostianoy A.G., Cretaux J.F, Safarov E.S. Long-term Caspian Sea level change // Geophys. Res. Lett. 2017. Vol. 44. P. 6993-7001. DOI: 10.1002/2017GL073958.

  20. Chu P.C. Global upper ocean heat content and climate variability // Ocean Dynamics. 2011. DOI: 10.1007/s10236-011-0411-x.

  21. De Viron O., Dickey J.O., Ghil M. Global modes of climate variability // Geophyscal Research Letters. 2013. Vol. 40. P. 1832–1837. DOI:10.1002/grl.50386.

  22. Gill A.E., Niiler P.P. The theory of the seasonal variability in the ocean // Deep-Sea Reseach. 1973. Vol. 20. P. 141–177.

  23. IPCC, 2013, Climate Change: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (ed. Stocker, T.F. et al.). Cambridge University Press. Cambridge. UK and New York. NY. USA.

  24. Large W.G., Yager S.G. Diurnal to decadal global forcing for ocean and sea-ice models: the data sets and flux climatologies // Climate and Global Dynamics Division. National Center for Atmospheric Research. Boulder. Colorado. 2004. 105 p.

  25. Lee T., McPhaden M.J. Decadal phase change in large-scale sea level and winds in the Indo- Pacific region at the end of the 20-th Century // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35. L01605. DOI: 10.1029/2007 GL032419j.

  26. Levitus S., Antonov J.I., Boyer T.P., Locamini R.A., Garcia H.E. Global ocean heat content 1955-2008 in light of recently revealed instrumentation problems // Geophyscal Research Letters. 2009. Vol. 36. L07608. DOI: 10.1029/2008 GL037155.

  27. Liman J.M., GoodS.A., Gouretski V.V. Robust warming ofthe global upper ocean // Nature. 2010. Vol. 465. DOI: 10.1038/nature09043.

  28. Mao K., Chen J., LI Z., Ma Y., Song Y., Tan X., Yang K. Global Water Vapor Content Decreases from 2003 to 2012: An Analysis Based on MODIS Data // Chin.Geogra. Sci. 2017. Vol. 27. No. 1. P. 1–7. DOI: 10.1007/s11769-017-0841-6.

  29. Minobe S.A. 50-70-year climatic oscillation over the North Pacific and North America // Geophyscal Research Letters. 1997. Vol. 24. P. 683–686.

  30. Steinman B.A., Mann M.E., Miller S.K. Atlantic and Pacific multidecadal oscillations and Northern Hemisphere temperature // Science. 2013. Vol. 347. P. 988–991. DOI: 10.1126/ science.1257856.

  31. Tsonis A.A., Swanson K., Kravtsov S.A. New dynamical mechanism for major climate shifts // Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34. L13705. DOI:10.1029/2007 GL030288.

Опубликован
2018-12-24
Выпуск
Том 46 № 3 (2018): Океанологические исследования
Раздел
Физика океана и климат

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)