Модельно статистический анализ взаимодействия различных иерархических уровней системы биосфера-климат в условиях глобального потепления (промежуточный отчет)

Объект исследования - закономерности и механизмы изменения глобального климата Земли. Особый интерес представляют обнаруженные в ходе выполнения данного проекта внезапные быстрые изменения состояния системы "биосфера - климат", которые, в отличие от плавных изменений климата, постулируемых МГЭИК, не позволяют принять адекватные меры по ослаблению негативных последствий этих изменений. Цель исследования - построение малоразмерных моделей, описывающих свойства как климатической системы, задающей наблюдаемую вариативность погоды, и, как следствие, биосферных показателей, так и свойства биосферных компонентов, способных, в свою очередь, оказывать влияние на климат, проверка этих моделей путем сопоставления с данными спутниковых и других наблюдений. Показано, что расширенная облачной обратной связью математическая модель Лоренц-84 способна демонстрировать эффект климатического термостата, существенно уменьшая чувствительность климата к увеличению теплового форсинга. Разработана непрерывная модель формирования почвы, способная описывать трансформацию органического вещества почвы (ОВП) в рамках трех основных существующих концепций формирования почвы, причем достигнуто хорошее количественное соответствие между моделью и реальными распределениями ОВП по глубине для различных биомов из разных климатических зон. Анализ показал, что полученные спутниковые данные по широтным поясам не дают оснований утверждать наличие скачков NDVI, однако в динамике северного широтного пояса наблюдается некоторый подъем NDVI в короткие периоды времени, соответствующие времени температурных скачков. Интересно, что скачки среднегодовой температуры тоже наиболее выражены именно в Северном полушарии. Разработана методика обнаружения аномалий динамики растительности. Эта методика может использоваться для детектирования начавшихся, но еще не проявившихся в полной мере изменений состояния растительного покрова в данной местности. Методика позволяет проводить мониторинг больших территорий, используя оценки чистой первичной продукции, NDVI и других характеристик в качестве индикатора состояния растительного покрова.