Турбулентные потоки тепла в Баренцевом море в ХХ и XXI веках по данным ансамбля моделей климата CMIP6

Аннотация

В Баренцевом море наблюдаются самые высокие на Земле темпы роста приповерхностной температуры воздуха в последние десятиле­тия, что связано главным образом со значительным сокращением площади морских льдов в зимний период. В акватории моря происходит интенсивный обмен тепла между океаном и атмосферой, который модулируется изменени­ями площади морских льдов. Турбулентные потоки явного и скрьпого тепла являются самыми чувствительными к изменениям ледового покрова. Способ­ность глобальных климатических моделей СМIРб воспроизводить турбулент­ные потоки, а также межмодельный разброс результатов важно учитывать при оценке неопределённости климатических прогнозов Арктики в XXI веке. В работе анализируется изменчивость турбулентных потоков тепла в акватории Баренцева моря за период 1980-2100 гг., по данным ансамбля климатических моделей проекта СМIРб для сценариев антропогенного воздействия SSP245 и SSP585, и выявляются взаимосвязи с определяющими их климатическими характеристиками: площадью морского льда, температурой поверхности оке­ана, приповерхностной температурой воздуха и скоростью приземного ветра. Выявлено, что в сентябре поток скрытого тепла из океана в атмосферу растёт до 2070 г., после чего изменения выходят на плато. Такая особенность потока скрьпого тепла объясняется синхронным уменьшением площади морского льда в Баренцевом море до нулевых значений к 2070 г. В марте, при устойчи­вом сокращении морского льда, наблюдается линейный рост потока скрытого тепла, так как к концу XXI века ледовитость моря останется примерно на уровне сентября 1980-х гг. Поток явного тепла характеризуется выраженной нелинейностью: в марте он повышается до 40 Вт/м2 к середине века, а затем снижается до 30 Вт/м2 (уровень 1980 г.) к 2100 г.; в сентябре уменьшается после 2040 г. Это связано с более быстрым ростом приповерхностной темпе ратуры воздуха по сравнению с температурой поверхности океана, что умень­шает вертикальный градиент температур и, как следствие, теплоотдачу с поверхности моря, особенно во второй половине XXI века. Для средних по ансамблю моделей величин было найдено, что в марте при закрытости Барен­цева моря сплошным ледяным покровом на уровне 2-4х105 км2 (15-30% поверхности моря) отмечается максимальный поток явного тепла, тогда как в сентябре максимальные значения потока явного тепла наблюдаются в диапа­зоне площади морского льда 0.5-lxl05 км2 При этом в исторический период онца ХХ и начала XXI веков модели СМIРб занижают потоки явного и скры­того тепла зимой относительно климатического реанализа ERA5, но несколько завышают летом, с трехкратно меньшим межмодельным разбросом летом (а = 3-4 Вт/м2) относительно зимы (cr = 12-13 Вт/м2).