Фундаментальные и прикладные исследования закономерностей и механизмов формирования региональных изменений природной среды и климата под влиянием глобальных процессов в системе океан-атмосфера и антропогенного воздействия

Цель планируемого исследования - установление закономерностей и механизмов формирования изменений различных параметров природной среды и климата в Европе с фокусом на территорию юга РФ и Черноморский регион в связи с влиянием глобальных процессов в системе океан-атмосфера и антропогенных факторов. Особое внимание будет направлено на выявление дальнодействующих процессов в системе океан-атмосфера, значимых для формирования региональных экстремальных климатических аномалий и аномалий природной среды. В частности, комплексное исследование физических механизмов, ответственных за образование разных типов Эль-Ниньо (ЭН) и Ла-Нинья (ЛН) позволит установить закономерности формирования экстремальных откликов на указанные события (с учетом их уточненной объективной классификации), в гидрометеополях и экологических характеристиках Европейского региона и юга РФ. Прогноз наступления климатических аномалий с учетом выявленных закономерностей и типов ЭН и ЛН позволит с заблаговременностью 9 мес. прогнозировать региональные климатические аномалии. В то же время, по результатам исследования особенностей этих и других климатических сигналов (САК, ВАК, СкандАК, ЕАК и пр.) будут изучены закономерности возникновения повторяемости интенсивных циклонов, штормовых ветров, экстремальных температурно-влажностных условий, аномалий экологических характеристик Черноморского региона (биологическая активность зоо- и фитообрастателей: цианобактерий, микроводорослей и водорослей). Будут получены количественные и качественные оценки типичных и экстремальных региональных откликов глобальных климатических сигналов в изменениях межгодового-междесятилетнего масштаба основных гидрометеорополей, баланса массы ледников, а также ряда параметров окружающей природной среды и экологических характеристик. Далее, на основе модифицированной модели нейронных сетей будет создана автоматизированная on-line система прогноза климатических аномалий сезонного-межгодового масштаба. Входными данными модели является набор нескольких десятков глобальных климатических индексов, в расчет которых привлекаются поля температуры поверхности океана, геопотенциала на 500мб, меридиональной и зональной компонент ветра. В то же время, будет изучен вклад антропогенного воздействия в общие наблюдаемые региональные климатические и экологические изменения параметров окружающей природной среды (горные ледники, составляющие экосистемы и прибрежной зоны, биоклиматические условия в регионе Черного и Средиземного морей и др.). На основе ансамблевых расчетов климатических моделей CMIP6 будут проведены модельные эксперименты по прогнозированию региональных изменений параметров окружающей среды и климата, а также построены проекции этих изменений до конца ХХI века при разных сценариях мирового экономического развития; в рамках проекта по мезомасштабному моделированию CORDEX климатические проекции будут рассчитаны до конца XXI в. с высоким пространственным разрешением (11-25 км). Результаты фундаментальных исследований будут положены в основу решения прикладных задач в области рекреации, добывающего и энергетического комплексов, экологии и охраны окружающей среды, аграрного сектора, обеспечения безопасности мореплавания, эксплуатация конструкционных материалов, что позволит успешно осуществлять перспективное планирование устойчивого развития южных регионов России. Будет проведен сравнительный анализ изменения и изменчивости биоклиматических показателей в приморских местностях Черного и Средиземного морей в течение года с учетом глобальных процессов в системе океан-атмосфера и наблюдаемых климатических тенденций, а затем проведено современное климатическое районирование, что важно при оценке рекреационной ценности курортов и туристско-рекреационного планирования для курортных местностей в условиях меняющегося климата. Разработка научно-методических основ минимизации химического и физического разрушения защитных покрытий разных материалов в естественных средах Чёрноморского региона в условиях меняющегося климата позволит обеспечить защиту объектов естественного и искусственного происхождения, размещенных в морской среде и береговой части Крыма и Кавказа от воздействия факторов природного и техногенного происхождения, а также создаст основу для современной методологии развития судостроительной промышленности и интегрированного управления прибрежной зоной Черного моря. Исследование изменчивости природных комплексов прибрежной и береговой зоны моря на ключевых участках побережья Крыма в условиях изменений климата с учетом ветро-волновых аномалий, осадков, включая экстремальные, и экспериментальное ветро-волновое моделирование их влияния на береговую зону Крыма, будут применены для решения практических прикладных задач, связанных с защитой берегов и развитием береговой зоны Крыма. Ожидаемые результаты важны как с теоретической, так и прикладной точек зрения, и чрезвычайно востребованы для практического применения в условиях меняющегося климата.