Расхождение прогнозных сценариев IPCC с результатами наблюдений. - презентация

1

2 Расхождение прогнозных сценариев IPCC с результатами наблюдений

3 Аномалии температуры, О С наблюдения модели Санта-МарияАгунгЭль-Чичон Пинатубо 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1, Годы L l l l l Некорректность учета в климатических моделях вулканогенного фактора

4 Вековой ход температуры и оптической толщи стратосферы Северного полушария

5 Источники стратосферного аэрозоля Sulphuric Acid Aerosol (H 2 SO 4 )

6 Наблюдаемые аномалии в стратосфере после извержения вулкана Пинатубо Сингапур, 30 мбар Озоновая аномалия, Томск Температурные аномалии в тропиках вероятность абсорбции озона на сернокислотном аэрозоле α10 -3 Высота, км Концентрация озона, мол/см

7 Модель вулканогенного стратосферного аэрозоля черный углерод сернокислотный аэрозольсмешанный тип

8 t, °C Химия формирования черного углерода в эруптивной колонне Синтез (процесс Фишера-Тропша, t~ °C, Fe) Восстановление углерода (реакция Белла-Будуара, t>250°C) 2СО СО 2 + С CO+3H 2 CH 4 +H 2 O. 2nCO + (n+1)H 2 С n H 2n+2 + nCO 2, 2nCO + nH 2 С n H 2n + nCO 2. Термическое разложение (t~1000°C, min O 2 ) CH 4 C + 2H 2, С n H 2n+2 nC + (n+1)H 2, С n H 2n nC + nH 2. r

9 Временной ход температуры над Гавайями на уровне 30 мбар с 1973 по 2012 гг. 1-Фуэго, 2-Суфриер, 3-Паган, 4-Эль-Чичон, 5-Галангунг, 6-Коло, 7-Майон, 8-Дель-Руиз, 9-Келут, 10-Пинатубо, 11-Рабаул, 12-Руанг, 13-Манам, 14-Мерапи

10 Формализм моделей общей циркуляции атмосферы I: III: IV: II: V: VI: θ λ=0λ=0 S N P Сферические координаты

11 Схема численного эксперимента

12 Описание эксперимента Спектральная модель ОЦА промежуточной сложности (by B.J. Hoskins and A.J. Simmons, 1975) (спектральное горизонтальное разрешение Т42 ~ 2.81 o x2.81 o по широте и долготе, вертикальное – 32 уровня по высоте) Исходные данные: Модель стандартной атмосферы CIRA-86 Нагрев +2 С на высоте 21 км в поясе широт с.ш. Длительность каждого эксперимента : 18 модельных лет, из них 8 лет нагрева + 10 лет без нагрева

13 1 - 2 годы годы годы годы годы годы Поля температур у поверхности Земли

14 Таяние льдов Ледовитого океана

15 Агунг Таал Фуэго Эль-Чичон Пинатубо Рост приземных температур в Северном полушарии в период активности тропических вулканов

16 Опреснение северных морей Атлантики в результате разрушения ледового щита Гренландии и интенсивного таяния льдов

17 Океаническая конвергенция тепла Карта потоков с выделенными регионами для зимы (Вт/м -2 ) Баренцево море Северная Атлантика Баренцево море Северная Атлантика Океаническая конвергенция тепла (ПВт) Термохалинная циркуляция: 1) теплая вода легче холодной; 2) пресная вода легче соленой.

18 Описание экспериментов МОЦА ECHAM5 (спектральное горизонтальное разрешение Т31 ~ 3.75 o x3.75 o по широте и долготе) Термодинамическая модель верхнего (50 м) слоя океана Метеорологического института им. Макса Планка, Гамбург, Германия Граничные условия: поля температуры поверхности океана (ТПО) концентрации морского льда (КМЛ) Исходные данные: архив среднемесячных значений ТПО и КМЛ за период гг. HadISST1.1 Длительность каждого эксперимента : 100 модельных лет

19 Температура (годовые изменения) Эксп. 1 минус Контр. Эксп. 2 минус Контр.

20 Зимняя температура Эксп. 1 минус Контр. Эксп. 2 минус Контр.

21 Концентрация морского льда (зима) Эксп.1 минус Контр. Эксп.2 минус Контр.

22 Эксп. 1 минус Контр. Концентрация морского льда (сезоны)

23 Эксп. 2 минус Контр. Концентрация морского льда (сезоны)

24 Впервые предложена модель вулканогенного стратосферного аэрозоля, учитывающая наличие в нем углеродных наночастиц. Модель позволяет объяснить и температурные, и озоновые аномалии, наблюдаемые в стратосфере после извержений плинианского типа. При численном моделировании вулканогенного разогрева тропической стратосферы выявлено усиление меридионального переноса, формирование у поверхности Земли устойчивых контрастных температурных зон, в частности, очага потепления в районе полуострова Чукотка. Прогнозное моделирование показывает, что при отключении океанического переноса тепла в северной Атлантике к концу XXI века должно произойти значительное похолодание климата Северного полушария, в результате которого все моря севернее 50 с.ш. окажутся покрытыми льдом практически круглый год. Выводы

25 Скованный льдом незамерзающий Кольский залив февраль, 2011 г.

26

27

28

29

30 Широтно-временное распределение аэрозоля в стратосфере после извержения тропического вулкана Пинатубо 14 июня 1991 г. Траектория воздушных масс на высоте 12,2 км по модели HYSPLIT на период извержения исландского вулкана Эйяфьятлайёкудль 14 апреля 2010 г. Различие возмущений стратосферы северными и тропическими вулканами

31 Появление нового фактора похолодания климата в XXI веке Похолодание х годов XX века на фоне незначительного роста СО 2 Похолодание в начале XXI века на фоне значительного роста СО 2

32 Анализ поверхности частиц пепла из ледяного керна Антарктиды с помощью электронного микроскопа Регистрация наноразмерных включений на поверхности пепельной частицы