ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИЯХ по проекту «Климатические взаимодействия и обратные связи: ключевая роль морского льда и снега в полярной и глобальной климатической системе» (по Соглашению с Минобрнауки России о предоставлении гранта в форме субсидии от «05» октября 2021 г. № 13.2251.21.0016) (промежуточный, этап 2)

Объект исследования: Климат полярных широт и его изменчивость. Цель работы: Проект нацелен на улучшение понимания того, как быстрое сокращение морского льда взаимосвязано с физическими и химическими изменениями в полярных океанах и атмосфере, на получение количественных оценок для природных процессов, контролирующих химические, биогеохимические и физические явления, процессов взаимодействия в связанной системе океан-лед/снег-атмосфера посредством всестороннего анализа новых и появляющихся контактных и удаленных наблюдений. Проект способствует развитию технологических, региональных и климатических моделей ESM, следуя путем улучшения описания (1) динамики морского льда и энергетических обменов, (2) аэрозолей, облаков и радиации, (3) биогеохимических циклов, обменов парниковыми газами и (4) всей совокупности взаимосвязей внутри системы. Методы исследования и методология: При решении задач проекта основным инструментом исследования является численное моделирование, основанное на использовании современных сложных моделей климатической системы, моделей промежуточной сложности и мезомасштабных моделей прогноза погоды с использованием данных натурных и спутниковых наблюдений. В рамках такой иерархии моделей возможна теоретическая интерпретация результатов сложных моделей в терминах более простых в широком спектре масштабов исследуемых процессов. Получены следующие результаты: 1. Проведен анализ климатических изменений последнего столетия, исходя из данных, подготовленных в РП-1 и других исследований, применительно к полярным регионам. 2. Проведены численные эксперименты с моделью SibCIOM и анализ их результатов для «исторического» периода в соответствии с задачами РП-3/1, проведен анализ чувствительности климатической системы по отношению к индивидуальным возмущениям циркуляционных мод. 3. Проведен анализ циркуляции арктических морей России и ее изменчивости. 4. Подготовлена модель климатической системы PlaSim-ICMMG для проведения численных экспериментов в рамках РП-3/1. 5. Подготовлена и верифицирована на основе данных РП-1 серия региональных моделей арктических морей SibPOM для проведения численных экспериментов в рамках РП-3/2. Разработана параметризация вихревого переноса массы в океане с использованием результатов SibPOM в рамках программы РП-2 проекта CRiceS. 6. Проведен анализ основных тенденций изменения климата Арктики в прошлом столетии и в будущем с использованием результатов имеющихся сценарных расчетов МГЭИК и на основе полученного разложения состояния по модам. 7. Проведена верификация модели климатической системы Земли INM-SibCIOM, построенной на основе модели INMCM и модели океана и льда SibCIOM. 8. Разработаны и реализованы численные методы решения обратных задач для интегрированных оценочных математических моделей экономики и климата на основе систем ОДУ.