Изменения характеристик осадков на территории России в XX-XXI вв. по данным ансамбля моделей CMIP6
DOI:
https://doi.org/10.21513/2410-8758-2022-4-424-440Ключевые слова:
Изменения климата, режим осадков, экстремальные осадки, Россия, ERA5, CMIP6.Аннотация
Проведено исследование изменений некоторых характеристик
суточных осадков на территории России для зимнего и летнего сезонов в XX
и XXI вв. с использованием климатических моделей проекта CMIP6. В совре-
менный период данные моделей сопоставляются с данными метеорологиче-
ских станций и реанализа ERA5. Для зимы и лета проанализированы
изменения среднесезонных сумм осадков, количества дней с осадками и
повторяемости экстремальных осадков. Для современного периода 1991-
2020 гг. по эмпирическим данным зимой на территории России получено зна-
чительное увеличение сезонных сумм осадков и повторяемости дней с экс-
тремальными осадками на побережье Дальнего Востока и в центральной
части Европейской территории России (ЕТР). Также отмечено уменьшение
повторяемости дней с осадками на большинстве метеорологических станций
России на 4-6 дней /10 лет. Летом увеличение сумм осадков и повторяемости
дней с осадками обнаружено в Западной Сибири и на побережье Охотского
моря и Тихого океана. Уменьшение сумм и повторяемости осадков получены
для юга ЕТР и юга Восточной Сибири.
Модели климата в среднем для ансамбля показывают рост относитель-
ных сумм осадков и повторяемости экстремальных осадков на большей части
территории России в зимний период, причем данные тенденции могут уси-
литься в ближайшие десятилетия. Летом, напротив, для юга ЕТР в целом
отмечается слабое уменьшение сезонных сумм осадков и количества дней с
осадками. Однако, сильные межмодельные различия, особенно в летний
сезон, не позволяют сделать однозначных выводов по поводу изменений
характеристик осадков на территории России в ближайшие 30 лет. К концу
XXI столетия изменения становятся более выраженными. Так, например, на
ЕТР и на севере Сибири может произойти заметное увеличение зимних сумм
осадков и повторяемости экстремальных осадков. Летом на ЕТР к концу XXI
столетия возможно небольшое уменьшение сумм осадков и количества дней с
осадками.
Библиографические ссылки
Бардин, М.Ю., Ранькова, Э.Я., Платова, Т.В., Самохина, О.Ф., Корнева,
И.А. (2020) Современные изменения приземного климата по результатам
регулярного мониторинга, Метеорология и гидрология, № 5, c. 29-45.
Елисеев, А.В., Семенов, В.А. (2016) Изменения климата Арктики в XXI
веке: ансамблевые модельные оценки с учетом реалистичности воспроизведе-
ния современного климата, Доклады Академии наук, Федеральное государ-
ственное унитарное предприятие Академический научно-издательский,
производственно-полиграфический и книгораспространительский центр
Наука, т. 471, № 2, c. 214-218.
Золина, О.Г., Булыгина, О.Н. (2016) Современная климатическая измен-
чивость характеристик экстремальных осадков в России, Фундаментальная и
прикладная климатология, т. 1, с. 84-103.
Кислов, А. В., Антипина, У. И., Корнева, И. А. (2021) Экстремальные
осадки Европейского сектора Арктики в летний период: статистика и синоп-
тические модели, Метеорология и гидрология, №. 7, с. 20-34.
Семенов, В.А., Алешина, М.А. (2022) Сценарные прогнозы изменений
температурного и гидрологического режима Крыма в XXI веке по данным мо
делей климата CMIP6, Водные ресурсы, т. 49, № 4, с. 506-516.
Aleshina, M.A., Semenov, V.A., Chernokulsky, A.V. (2021) A link between
surface air temperature and extreme precipitation over Russia from station and
reanalysis data, Environmental Research Letters, vol. 16, no. 10, p. 105004.
Berg, P., Haerter, J.O., Thejll, P., Piani, C., Hagemann, S., Christensen, J.H.
(2009) Seasonal characteristics of the relationship between daily precipitation
intensity and surface temperature, Journal of Geophysical Research: Atmospheres,
vol. 114, no. D18.
Chernokulsky, A., Kozlov, F., Zolina, O., Bulygina, O., Mokhov, I.I.,
Semenov, V.A. (2019) Observed changes in convective and stratiform precipitation
in Northern Eurasia over the last five decades, Environmental Research Letters,
vol. 14, no. 4, p. 045001, doi:10.1088/1748-9326/aafb82.
Christiansen, B. (2020) Understanding the Distribution of Multimodel
Ensembles, Journal of Climate, vol. 33, no. 21, pp. 9447-9465.
Donat, M.G., Lowry, A.L., Alexander, L.V., O’Gorman, P.A., Maher, N.
(2016) More extreme precipitation in the world’s dry and wet regions, Nature
Climate Change, vol. 6, no. 5, pp. 508-513.
Drobinski, P., Alonzo, B., Bastin, S., Silva, N.D., Muller, C. (2016) Scaling
of precipitation extremes with temperature in the French Mediterranean region:
What explains the hook shape? Journal of Geophysical Research: Atmospheres,
vol. 121, no. 7, pp. 3100-3119.
Eyring, V., Bony, S., Meeh,l G.A., Senior, C.A., Stevens, B., Stouffer, R.J.,
Taylor, K.E. (2016) Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase
(CMIP6) experimental design and organization, Geoscientific Model
Development, vol. 9, no. 5, pp. 1937-1958.
Eyring, V., Gillett, N.P., Achuta Rao, K.M., Barimalala, R., Barreiro Parrillo,
M., Bellouin, N., Cassou, C., Durack, P.J., Kosaka, Y., McGregor, S., Min, S.,
Morgenstern, O., Sun, Y. (2021) Human influence on the climate system, In
Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group
I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate
Change//Climate change, pp. 1-202.
Frolova, N.L., Kireeva, M.B., Magrickiy, D.V., Bologov, M.B., Kopylov,
V.N., Hall, J., Belyakova, P.A. (2017) Hydrological hazards in Russia: origin,
classification, changes and risk assessment, Natural Hazards, vol. 88, no. 1, c. 103-
Gleckler, P.J., Taylor, K.E., Doutriaux, C. (2008) Performance metrics for
climate models, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 113, no. D6,
doi:10.1029/2007jd008972.
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Biavati, G., Horányi, A., Muñoz Sabater,
J., Thépaut, J.N. (2018) ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present,
Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS), vol. 10.
Kim, Y.H., Min, S.K., Zhang, X., Sillmann, J., Sandstad, M. (2020)
Evaluation of the CMIP6 multi-model ensemble for climate extreme indices,
Weather and Climate Extremes, vol. 29, p. 100269.
Kislov, A., Matveeva, T., Antipina, U. (2022) Precipitation Extremes and
Their Synoptic Models in the Northwest European Sector of the Arctic during the
Cold Season, Atmosphere, vol. 13, no. 7, pp 1116.
Meredith, E.P., Semenov, V.A., Maraun, D., Park, W., Chernokulsky, A.V.
(2015) Crucial role of Black Sea warming in amplifying the 2012 Krymsk
precipitation extreme, Nature Geoscience, vol. 8, no. 8, p. 615.
Min, S.K., Zhang, X., Zwiers, F.W., Hegerl, G.C. (2011) Human
contribution to more-intense precipitation extremes, Nature, vol. 470, no.
, p. 378-381.
Pierce, D.W., Barnett, T.P., Santer, B.D., Gleckler, P.J. (2009) Selecting
global climate models for regional climate change studies, Proceedings of the
National Academy of Sciences, vol. 106, no. 21, pp. 8441-8446, doi: 10.1073/
pnas.0900094106.
Semenov, V., Bengtsson, L. (2002) Secular trends in daily precipitation
characteristics: Greenhouse gas simulation with a coupled AOGCM, Climate
Dynamics, vol. 19, no. 2, pp. 123-140.
Sillmann, J., Thorarinsdottir, T., Keenlyside, N., Schaller, N., Alexander,
L.V., Hegerl, G., Zwiers, F.W. (2017) Understanding, modeling and predicting
weather and climate extremes: Challenges and opportunities, Weather and climate
extremes, vol. 18, pp. 65-74.
Van Vuuren, D.P., Kriegler, E., O’Neill, B.C., Ebi, K.L., Riahi, K., Carter,
T.R., Winkler, H. (2014) A new scenario framework for climate change research:
scenario matrix architecture, Climatic Change, vol. 122, no. 3, pp. 373-386,
available at: https://doi.org/10.1007/s10584-013-0906-1.
Vogel, M.M., Hauser, M., Seneviratne, S.I. (2020) Projected changes in
hot, dry and wet extreme events' clusters in CMIP6 multi-model ensemble,
Environmental Research Letters vol. 15, no. 9, p. 094021.
Wang, H., Sun, F., Liu, W. (2018) The dependence of daily and hourly
precipitation extremes on temperature and atmospheric humidity over China,
Journal of Climate, vol. 31, no. 21, pp. 8931-8944.
Zolotokrylin, A., Cherenkova, E. (2017) Seasonal changes in precipitation
extremes in Russia for the last several decades and their impact on vital activities of
the human population, Geography, Environment, Sustainability, vol. 10, no. 4, pp.
-82, doi: 10.24057/2071-9388-2017-10-4-69-82.
