Перейти к основному содержанию

Семинар «Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи»

Аксенов Евгений Национальный океанографический центр, Великобритания
Мария Лунева Национальный океанографический центр, Великобритания
Стефани Риндерс Национальный океанографический центр, Великобритания
Эндрю С. Ковард Национальный океанографический центр, Великобритания
Владимир Иванов Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Федеральный центр, Санкт-Петербург, Российская Федерация
Московский Государственный Университет, Москва, Российская Федерация
А. Джордж Г. Нурсер Национальный океанографический центр, Великобритания
Екатерина Попова Национальный океанографический центр, Великобритания
Эндрю Юл Национальный океанографический центр, Великобритания

Совместное системное моделирование морского льда и океана для исследований климата Арктики и научных приложений

Изменения в окружающей среде Арктики стали центральной темой в климатических новостях и дискуссиях. Последние десятилетия летних наблюдений за морским льдом позволяют предположить, что арктический морской лед находится в состоянии долгосрочного изменения, а к 2030-м годам ожидается отсутствие льда лета (доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата, IPCC). Помимо этого, изменениях присутствуют в океане, атмосфере, на суше и в экосистемах. Уменьшение толщины Арктического морского ледяного покрова и появление более открытых акваторий летом приводят к изменениям динамики поверхностного океана и тепловых потоков, а также генерации поверхностных волн.

Мы представляем обзор и основные результаты моделирования, выполненного в Национальном океанографическом центре Великобритании (NOC). Основное внимание в разработке уделяется моделированию системы морского льда и океана с высоким разрешением, основанной на Европейской океанской модели NEMO (Nucleus for European Modelling of the Ocean). Глобальная модель включает недавно разработанную модель морского льда в рамках Интегрированной Инициативы по моделированию морского льда (SI3), которая использует современные достижений в области физики и механики морского льда. Модель морского льда CICE (Los Alamos National Laboratory, USA) также подключена к модели NEMO. Другие компоненты NEMO моделируют взаимодействия волн со льдом и океаном в системе WaveWatch-III-CICE-NEMO, в сочетании с новой реологией гранулированного льда, что позволяет нам моделировать поведение раздробленного льда в прикромочных зонах (Marginal Ice Zones - MIZ) и его влияние на верхние слои океана.

Мы применили моделирование с высоким разрешением для моделировании климата в будущем, создавая уникальную возможность для исследования воздействия климатических изменений. Модельные климатические проекции с высоким разрешением продемонстрировали взаимосвязи системы морской лед - океан с антропогенными воздействиями, ведущими к крупно-масштабным изменениям в режиме в океана к концу этого столетия. Основной эффект - это изменение притоков из Атлантики и Тихого Океана, с последствиями для Арктических экосистем и глобального углеродного цикла. Разработка новых моделей важна для улучшения климатических проекций и прогнозирования. Мы признательны за финансовую поддержку со стороны Совета по исследованиям окружающей среды Великобритании (NERC) и Департамента бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) в рамках Программы стипендий Великобритании и России, и со стороны проекта APEAR (NE/R012865/1), совместно финансируемого NERC UKRI и Федеральным министерством образования и науки Германии (BMBF) и за финансирование в рамках программы ACSIS NERC (NE/N018044/1).