Комплексный прогноз гидрометеорологических процессов в Арктике

Разработана и реализована методика долгосрочного прогнозирования с помощью совместной модели атмосферы ПЛАВ (разрешение 0,9х0,72 градуса, 96 гибридных уровней по вертикали), модели океана ИВМИО (разрешение 0,5 градуса, 49 уровней по вертикали) и модели морского льда CICE (разрешение 0,5 градуса). Выполнены расчеты долгосрочных прогнозов по архивным данным. Апробированы несколько методов статистической коррекции ансамблевых полей гидродинамической модели ПЛАВ для Арктического региона. Проведена настройка схемы на оперативных данных, и получены оценки успешности скорректированных прогнозов на независимой выборке. В практическую работу внедрен программный блок схемы статистической коррекции детерминистских прогнозов температуры воздуха и осадков гидродинамической модели ПЛАВ для Арктического региона. Значительная "сезонная память", характеризующаяся когерентными изменениями параметров ледяного покрова в последовательные сезоны, выявлена в Евразийском сегменте в период с 2007 по 2017 г. В Амеразийском сегменте такой связи обнаружено не было, несмотря на более сильное сокращение объема/площади льда в летний сезон в этом регионе после 2007 г. Установлено, что аномально низкая площадь ледяного покрова в 2010-е годы, наблюдаемая в бассейне Нансена СЛО в зимний сезон, связана с усилением вертикальной термохалинной конвекции, поднимающей теплую воду из атлантического слоя к поверхности океана и ледяному покрову. Предложено обоснование связи наблюдаемых аномалий параметров ледяного покрова с поступающими из умеренных широт теплыми атлантическими водами через усиление вертикального теплового потока из океана, обусловленного интенсификацией вертикального конвективного перемешивания. Выявлено существование так называемых сибирских атмосферных рек , обеспечивающих подъем теплого воздуха, поступающего в летний сезон с континента на океан. На основе результатов моделирования сделан вывод о возможном образовании в озерах арктического региона придонных бескислородных зон. Построена конфигурация модели CJSMO - Ru - Arc для прогноза мезомасштабных атмосферных процессов в российском Арктике. Оценена чувствительность прогноза полярных циклонов к заданию температуры поверхности океана и границы льда. Проведены численные эксперименты по ансамблевому прогнозированию, в которых в модель COSMO с разрешением 2,2 км вводили возмущения с помощью метода стохастических возмущений физических тенденций (SPPT) и с помощью стохастического генератора. Выполнено сравнение результатов моделирования с прогнозами по ансамблевой системе без учета возмущений. Установлены устойчивость прогнозирования с новой схемой и быстрый рост разброса ансамбля при применении SPG без потери качества прогноза.