Изменение климатически-обусловленных природных ресурсов севера европейской части России в условиях глобального потепления ХХI века Кислов А.В. 12-14 мая. - презентация

1 Изменение климатически-обусловленных природных ресурсов севера европейской части России в условиях глобального потепления ХХI века Кислов А.В мая 2008

2 Энергетические ресурсы, включая ветровые и гидроэнергетические Энергетические ресурсы, включая ветровые и гидроэнергетические (гидроэнергетический потенциал является одной из основ национального богатства страны в части энергетических ресурсов) Затраты энергии на отопление (охлаждение) Затраты энергии на отопление (охлаждение) Водные ресурсы Водные ресурсы (величина речного стока является оценкой валового потенциала водных ресурсов ) Агроклиматические ресурсы Агроклиматические ресурсы (размещение сельскохозяйственных культур, специализация производства) Территориальные ресурсы Территориальные ресурсы (рекреационные, освоение слабозаселенных территорий, оптимизации производительных сил) Экологические ресурсы человека, в том числе, связанные с уровнем заболеваемости Экологические ресурсы человека, в том числе, связанные с уровнем заболеваемости Транспорт Транспорт и т.д. и т.д. Климатически-обусловленные природные ресурсы (КоПР)

3 Параметризация КоПР в терминах метеорологических переменных Современное состояние КоПР Базы данных Прогноз климата Математические модели климата Прогноз КоПР выбор тех КоПР, которые могут быть оценены надежно по данным наблюдений и по результатам моделирования Сценарии будущих изменений парниковых газов и др. факторов Оценка достоверности моделирования Геоинформационное моделирование и тематическое картографирование Метод прогноза КоПР

4 Сценарий эмиссии IPCC и модели WCRP CMIP3 А2 – «жесткий» сценарий, обеспечивающий большую статистическую значимость аномалий IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change Intergovernmental Panel on Climate Change WCRP – World Climate Research Programm CMIP – Coupled Model Intercomparison Project 1BCCR-BCM2.0, (Норвегия) 2CCSM3, NCAR (США) 3CGCM3.1(T47), (Канада) 4CNRM-CM3, (Франция) 5CSIRO-Mk3.0, (Австралия) 6ECHAM5/MPI-OM, (Германия) 7ECHO-G (MIUB), (Германия/Корея) 8GFDL-CM2.0, (США) 9GFDL-CM2.1, (США) 10GISS-ER, (США) 11IPSL-CM4, (Франция) 12MIROC3.2(medres), (Япония) 13MRI-CGCM2.3.2, (Япония) 14PCM, (США) 15INM, (Россия)

5 Достоверность результатов моделирования 1) Анализ средних и стандартных отклонений 2) Анализ функций распределения повторяемости или EOF-анализ Главные компоненты. Первый главный компонент: естественные ортогональные векторы. Они являются собственными векторами ковариационной матрицы C Элемент S. Pазложениe Фурье Многомерное гауссово распределение

6 Тестирование: способность моделей воспроизводить современный климат (Кольско-Карельская страна и Восточно-европейская равнина) WCRP CMIP3. Модельный климат ХХ века ( гг.): по данным 20C3M (20th Century Climate in Coupled Models). Ансамбль моделей для расчета термических ресурсов, характеристик увлаженения, годового стока, экологических показателей

7 Тестирование: способность моделей воспроизводить современный климат (Кольско-Карельская страна и Восточно-европейская равнина) WCRP CMIP3. Эксперимент 20C3M Подбор ансамбля моделей для расчета снежного покрова и объема половодья Динамика среднего по территории водного эквивалента снежного покрова (мм), первого главного компонента (10 -1, 1/мм), индекса Арктического колебания

8 Трансформация функций распределения вероятностей гг.: %, % гг.: %, 6,7 - 60% 1 – нормальный 3 – отрицательно-асимметричный 6,7 -положительно-асимметричный

9 гг гг. Средняя ( гг.) годовая температура воздуха (фон) и аномалии, 0 С Сумма осадков за год (фон), и аномалии, мм Изменения температуры и осадков в ХХI веке

10 гг гг. Число дней в году с t>5 0 C современные значения (фон) и аномалии (изолинии) Годовая сумма температуры при t>5 0 C абсолютные значения за гг. (фон) и аномалии (изолинии) Сумма осадков за период t>5 0 C, мм Термические ресурсы и состояние увлажнения

11 Термические пояса. Отопительный период. (в зависимости от сумм t>10 0 C, по Д.Н.Шашко) Продолжительность отопительного периода и его сокращение в середине и в конце ХХI века

12 Тенденции динамики увлажнения ХХI века Тенденции изменения повторяемости засушливых, очень засушливых условий, нормального увлажнения и переувлажнения на фоне зоны современной повторяемости 30% и более засушливых (заливка) и очень засушливых (штриховка) условий по ГТК. Июль Тенденции изменения индекса засушливости S (индекса Д.А.Педя) категории "нормальное увлажнение" (-1

13 Тенденция изменений агроресурсов Природные зоны по ГТК: северная граница лесной зоны сдвигается на север гг гг. Сумма температур с t>10 0 С (заливка) и сумма осадков за этот же период (штриховка), благоприятные для яровой пшеницы

14 Ветроэнергетические ресурсы Средняя месячная скорость ветра, январь, гг. Аномалии средней скорости ветра, январь, U – скорость ветра, м/с, С u – коэффициент вариации скорости ветра. удельная мощность ветрового потока, N, Вт/м 2

15 1) в узлах сетки вычисляются 2) Переход от модельных аномалий к абсолютным прогностическим значениями Т 0 и Р – фактические данные по базовому периоду 3) Определяется речной сток по базисному и прогнозному периоду 4) Вычисляется Высокая скорелированность полей позволяет устранить систематические смещения Расчет прогноза изменений годового стока

16 Изменения стока на территории Восточно-Европейской равнины Конец ХХ1 века Середина ХХ1 века

17 Слой стока весеннего половодья Тестирование: Зависимость измеренного и рассчитанного стока половодья за гг. S 1 – запас воды в снежном покрове перед началом снеготаяния, x – осадки, выпадающие в бассейне, Е сн – испарение с поверхности снежного покрова за время снеготаяния, Е п – испарение с поверхности почвы, W – изменение запасов воды в зоне аэрации, U – изменение запасов грунтовых вод

18 Динамика снежного покрова Восточно- европейской равнины Современный ( гг.) ( гг.) ( гг.) Водный эквивалент, мм

19 Слой стока весеннего половодья в долях от его величины базисного периода ( гг.). середина XXI века конец XXI века

20 Спасибо за внимание !