Основные научные результаты ЛИПИК за 2012 год, планы и перспективы Шерстюков Б.Г., Семенов В.А. Итоговый Ученый совет ВНИИГМИ-МЦД за 2012 год

Перечень НИР лаборатории НИР Росгидромета: Исследование последствий изменения климата в XXI веке на территории РФ на среднесрочную и долгосрочную перспективы при разных сценариях его изменения для природных и хозяйственных систем, функционирующих на базе компонент природного комплекса (сельское и лесное хозяйства, водные ресурсы и т.д.). Головной исполнитель ИГКЭ Разработка Второго оценочного доклада Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации в части подготовки раздела о последствиях изменения климата. Головной исполнитель ИГКЭ Разработка технологии автоматизированной обработки данных снегомерных наблюдений и подготовки информации для потребителей на основе ГИС-технологии. Разработка состава и структуры базы данных лавинных наблюдений и результатов АВ на снеголавинные процессы. Головной исполнитель ВГИ

Перечень НИР лаборатории (продолжение) Инициативные исследования Исследование факторов и закономерностей глобальных и региональных изменений современного климата, выявление причин усиления экстремальности климата Создание статистической модели климата для прогноза региональных изменений климатических условий и их последствий на два-три десятилетия Исследование изменений климата и состояния почвогрунтов в зоне многолетней мерзлоты России для оценки последствий в хозяйственной деятельности человека ФЦП «Развитие водохозяйственного комплекса...»

НИР Росгидромета Наименование раздела ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» на г. Исследование последствий изменения климата в ХХI веке на территории РФ на среднесрочную и долгосрочную перспективы при разных сценариях его изменения (лесное хозяйства, водные ресурсы). На 2012 год было запланировано: Получить оценки ожидаемых последствий изменения климата в лесном хозяйстве на территории РФ НА СРЕДНЕСРОЧНУЮ ПЕРСПЕКТИВУ при разных сценариях изменения климата. На 2013 год запланировано получить подобные оценки НА ДОЛГОСРОЧНУЮ ПЕРСПЕКТИВУ. О гидрологических последствиях будет сказано во второй части доклада

Основные научные результаты за 2012 год Погодные условия потенциальной опасности возгорания леса оцениваются по индексу Нестерова. По данным метеорологических наблюдений на 1575 станциях РФ выполнены расчеты индекса горимости леса G по Нестерову для каждого отдельного года подсчитано число дней в году с Индексом G>1000. Это метеорологические условия, при которых часто происходит возгорание леса. Вычислены нормы числа пожаропасных дней за год на каждой станции (средние за годы)

Климатообусловленная потенциальная опасность лесных пожаров Леса России Нормы (за г.) числа пожароопасных дней за год (дни с индексом Нестерова >1000)

Число дней в 2010 году с индексом Нестерова G>1000

Аномалии числа пожароопасных дней (с G>1000) за 2010 г. относительно норм за г г.

Цель НИР: Подготовить прогноз горимости леса : на среднесрочную (до 2030 года) и долгосрочную (до конца века) перспективы при разных сценариях изменения климата. Задачу можно было решить простым путем на основе существующих прогнозов климата.

Концентрация углекислого газа и глобальная температура воздуха По данным наблюдений По моделям Прогноз по ансамблю физ.-мат. моделей [Мелешко В.П. Оценочный доклад]

Прогнозы возможных изменений глобальной температуры при разных сценариях накопления СО2

Но ранее было показано несовершенство существующих моделей, поэтому от готовых прогнозов климата пришлось отказаться. В 2012 году была продолжена работа над усовершенствованием статистической модели прогноза климата – это инициативная работа. Ранее были показана более высокая точность прогнозов климата по статистической модели ВНИИГМИ-МЦД по сравнению с математическими моделями (на интервале до 20 лет)

Сравнение прогнозов The Met Office - UK's National Weather Service Прогноз от декабря 2011 года По модели HadCM3 Прогноз от декабря 2012 года По модели HadCM3 Прогноз по статистической модели ВНИИГМИ-МЦД, составленный в 2006 году

На 2013 год запланировано получить подобные оценки НА ДОЛГОСРОЧНУЮ ПЕРСПЕКТИВУ. Будет продолжена работа по оценке новых физико-математических моделей Будут продолжены поисковые исследования построения статистической модели для прогноза тенденций изменений климата на долгосрочную перспективу

Разработка Второго оценочного доклада Росгидромета об изменениях климата и их последствиях Разделы ВНИИГМИ-МЦД Подготовка главы 6.8. «Лесное хозяйство» и выполнение функций ведущего автора главы 6.8. – Б.Г.Шерстюков Участие в подготовке главы 6.5 «Гидроэнергетика, речное судоходство и водное хозяйство» - В.А. Семенов Участие в подготовке главы 4.3 «Многолетняя мерзлота» - А.Б.Шерстюков. Инициативные исследования переросли в тему НИР Ожидаемый результат по теме в 2012 году. 1-я версия рукописи Доклада для внутреннего рецензирования Ожидаемый результат на 2013 год: 2-я версия рукописи Доклада, подготовленная для внешнего рецензирования.

Основные результаты за 2012 год Подготовлена 1-я версия текста главы 6.8. Содержание главы Продуктивность лесов 2. Реакция леса на долговременные изменения климата 3. Негативные факторы в жизни леса 4. Лесные пожары 5. Управление лесами и адаптация к изменениям климата Климат влияет на следующие характеристики: производительность лесов и разнообразие лесной флоры и фауны; гидрологический режим рек; устойчивость лесных биогеоценозов к разрушающим природным и антропогенным факторам. Распределение зон растительности, включая лес, коррелирует с климатическими поясами. А изменения климата влияют на лес не так однозначно.

Изменение производительности средневозрастных древостоев Республики Марий Эл относительно уровня 1953 года [Демаков Ю.П., Сафин М.Г. Изменение производительности лесов Марий Эл во второй половине ХХ века.\\ Аграрная Россия. – Специальный выпуск. С ] Повышение производительности лесов Марий Эл во второй половине ХХ столетия нельзя объяснить изменением климата. Годичные флуктуации температуры воздуха во все месяцы года во много раз перекрывают величину временного тренда. Изменение производительности лесов Марий Эл.

Динамика площади погибших лесных насаждений в РФ за гг. [Т.Е. Каткова]

Площади погибших лесов в РФ по разным причинам за гг. [Т.Е. Каткова] Летом негативное влияние погодных условий на лес происходит преимущественно через лесные пожары. Зимой сильные морозы ослабляют устойчивость леса к вредным насекомым и лес погибает от насекомых. Не изменения климата, а рост экстремальности климата является негативным климатическим фактором в жизни леса

Многолетняя мерзлота Исследовано изменение среднегодовой температуры почвогрунтов на глубинах до 320 см. изменение температуры теплого сезона почвогрунтов на глубинах до 320 см. В это время происходит протаивание мерзлых грунтов; изменение средней глубины протаивания за период гг. по сравнению с периодом гг. Получены тренды средней глубины протаивания за период

Пространственное распределение коэффициентов линейного тренда среднегодовой температуры почвогрунтов ( о С за 10 лет) за период 1963 – 2010 гг. на глубине 320 см Большие тренды (0,2 – 0,4 о С/10 лет) повышения среднегодовой температуры обнаружены на территории Западной и Восточной Сибири, причем наибольшие тренды (0,4– 0,5 о С/10 лет) сосредоточены в их южной части - в междуречье Оби и Енисея, а также в Предбайкалье и долине реки Амур

Тренды температуры почвогрунтов на глубине 320см в теплый сезон Наибольшее потепление почвогрунтов в теплый сезон наблюдается на юге Сибири и составляет (0,4 – 0,6 о С/10лет). При этом тренды более 0,6 о С/10лет встречаются в Предбайкалье, в Забайкалье и в Приамурье.

Средняя глубина протаивания грунта за период гг. Наибольшие глубины протаивания отмечаются вблизи границы многолетней мерзлоты и составляют см, наименьшие см преобладают в зоне сплошного распространения мерзлоты

Основные результаты Последствием современных изменений климата является общая тенденция увеличения глубины сезонного протаивания почвогрунтов в зоне многолетней мерзлоты на обширной территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Климатообусловленное увеличение глубины протаивания многолетнемерзлых почвогрунтов в основаниях зданий и сооружений может стать причиной деформации фундаментов и надфундаментных строений и их последующего разрушения

Взаимодействие атмосферы и океана в формировании региональных изменений климата Коэффициент корреляции колебаний температуры воздуха района умеренных широт ЕТР с температурой поверхности воды в Атлантике Изменения ТПО в Атлантике вызывают колебания температуры воздуха в Европе, которые примерно на 2025 % обусловлены колебаниями ТПО, а вклад трендовой составляющей 510 %.

Предложения по перспективным направлениям деятельности на гг. 1.Продолжение исследований по разделу Плана НИР Росгидромета (последствия изменений климата) совместно с ИГКЭ. 2.Развитие исследований причин изменений климата на основе накопленных данных наблюдений об атмосфере, океане, суше и внешних факторах О перспективах: Главной целью исследований изменения климата является прогноз его изменений и последствий. Главной проблемой является прогноз изменений климата. Задача прогноза уже много лет решается на основе математических моделей климатической системы, но удовлетворительного решения не получено. Уже стало очевидным, что дальнейший прогресс моделирования возможен только на основе углубления наших знаний о внутренних и внешних процессах климатической системы.

Укрупненная задача в План НИР Росгидромета на гг Улучшить модели можно в результате исследований внутренних и внешних факторов изменений климата : на основе анализа данных наблюдений; на основе поиска новых подходов и решений; на основе новых знаний о взаимодействиях внутри климатической системы. В Плане Росгидромета такой задачи нет. Предлагается выдвинуть укрупненную задачу в План НИР Росгидромета на гг (головной ВНИИГМИ-МЦД): Исследование климатической системы на основе данных наблюдений для целей построения моделей прогноза колебаний климата и их последствий. (исследования факторов изменений климата, построение статистической модели, прогноз изменений климата, прогноз последствий изменений климата)

Гидрологические последствия изменений климата

Изменение количества весенних осадков на территории России за 2001 – 2010 годы, мм/10 лет Изменения климатических факторов Количество осадков холодного полугодия (октябрь–март) увеличивалось на большей части рассматриваемой территории. Весенние осадки за гг. увеличивались на большей (южной) части территории Сибири, а также в приморских районах, на Сахалине, Кавказе, Среднем и Южном Урале

Изменения количества опасных гидрологических явлений (ОГЯ) на реках России с зафиксированным ущербом по периодам гг. Вид опасного гидрологического явления (ОГЯ) Количество ОГЯ за годы Количество ОГЯ за периоды годы годы годы годы Наводнения в половодье Наводнения в паводки Сели Заторные наводнения Зажорные наводнения7115 Нагонные наводнения Сумма всех ОГЯ за периоды

Изменение частоты и продолжительности опасных паводков и селей (1), паводков (2), наводнений в половодье (3), при ледовых заторах (4), при ветровых нагонах (5)

Изменения климатических факторов По суммарному за 20 рассматриваемых лет количеству очень сильных осадков в виде снега, мокрого снега и снега с дождём, обусловивших ущерб экономике, «лидируют» Сахалин, Камчатка, а в Сибири это характерно для большей части южных районов Западной Сибири. Наибольшая повторяемость на всей территории приходится на гг., но на территории Дальнего Востока увеличение повторяемости опасных снегопадов было и в середине 90-х годов ХХ века. Изменение количества опасных снегопадов нанёсших ущерб за гг. на территории Дальнего Востока (1) и Сибири (2)

Изменение количества опасных дождей и паводочных наводнений с учтённым ущербом за гг. на территории Дальнего Востока Наибольшая повторяемость и рост количества опасных осадков в тёплый период времени наблюдались на Сахалине, Камчатке, южном Приморье, на всей территории юга Западной Сибири и в бассейне Среднего Енисея. Изменение повторяемости опасных паводков, селей и их связь с опасными дождями Изменение количества опасных дождей и паводочных наводнений за гг. на территории Сибири: 1-дождь; 2- наводнение в паводок

Совмещённый график изменения опасных снегопадов (1), количества опасных половодных наводнений (2) и заторных наводнений (3) за гг. на территории Сибири

Изменения повторяемости ледовых заторов и зажоров на реках России с оцененным ущербом за гг.

Изменение повторяемости селей с причиненным ущербом на горных реках России за гг.

Изменения повторяемости нагонных наводнений в морских устьях рек с учтенным ущербом за гг.

«Разработка технологии автоматизированной обработки данных снегомерных наблюдений и подготовки информации для потребителей на основе ГИС-технологии. Разработка состава и структуры базы данных лавинных наблюдений и результатов АВ на снеголавинные процессы». Ожидаемый результат на 2012 год ФГБУ «ВНИИГМИ- МЦД»: Расширенная и усовершенствованная технология СНЕГ-В-ГОРАХ, переданная для эксплуатации в сетевые организации Росгидромета.

План на 2013 и последующие годы. Исследование возможности улучшения оценок снегозапасов в бассейнах горных рек с использованием результатов наблюдений на снеголавинных станциях. Исследование возможности улучшения оценок снегозапасов в бассейнах горных рек с использованием результатов наблюдений на охраняемых территориях Минприроды в горных районах. Доработка пользовательской документации.

Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в годах Наименование проекта Разработка технологии создания архива результатов наземных и авиамаршрутных наблюдений за снежным покровом и осадками в горах за многолетний период и методики их использования в целях повышения качества прогнозирования опасных наводнений и селей на горных реках.

Ожидаемые результаты Технология создания архива данных многолетних наблюдений над снежным покровом и осадками на снегомерных наземных и авиационных маршрутах в горах и программно-методическая документация, переданная в опытную эксплуатацию. Массив данных наблюдений над снежным покровом и осадками на снегомерных наземных и авиационных маршрутах в бассейне горной реки за многолетний период, подготовленный для использования в гидрологических прогнозах. Рекомендации по методике использования ГИС-технологии при разработке прогнозов стока половодья на горных реках с учётом результатов снегомерных работ в горах. Аналитическая записка с результатами анализа возможности использования для повышения качества гидрологических прогнозов дополнительной информации о снежном покрове и осадках.

Возможные работы по ФЦП Ресурсы поверхностных вод рек бассейна Верхней Оби.

Спасибо !