АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕЖНОГО ПОКРОВА ДЛЯ БАССЕЙНОВ КРУПНЫХ РОССИЙСКИХ РЕК ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ДАННЫМ НАЗЕМНЫХ И СПУТНИКОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ. - презентация

1 АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕЖНОГО ПОКРОВА ДЛЯ БАССЕЙНОВ КРУПНЫХ РОССИЙСКИХ РЕК ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ДАННЫМ НАЗЕМНЫХ И СПУТНИКОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ А ТАКЖЕ NCAR/NCEP(США) И ERA(Европейский центр среднесрочных прогнозов) РЕАНАЛИЗОВ ANALYSYS OF SNOW COVER FOR BIGGEST RUSSIAN RIVERS ON RESULTS OF NUMERICAL EXPERIMENTS, SNOW MESURMENTS AND SATALITE ESTIMATIONS AND NCAR/NCEP(USA) AND ERA (ECMWP) REANALYSYS Константин Рубинштейн (Konstantin Rubinstein) VALENTINA KHAN, SERGEY GROMOV,Roman Ignatov VALENTINA KHAN, SERGEY GROMOV,Roman Ignatov Hydrometeorological Centre of Russia,

2 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТА: Main tasks: Что хотим сделать? ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТА : Main tasks: Что хотим сделать? 1. Развитие физических параметризации процессов в атмосфере и на суше, связанных c образованием, накоплением и изменением свойств снежного покрова, в первую очередь учет вертикальной структуры Fig. 1 Пример изменения вертикальной структуры снега 2. Анализ характеристик структуры снежного покрова в реальности Анализ характеристик структуры снежного покрова в реальности и в результатах моделирования для демонстрации результатов развития параметризации 3. Численные эксперименты с новыми методами параметризации снега. 4. Связь тенденций климатических изменений характеристик снежного покрова и экономических показателей.

3 Анализ характеристик структуры снежного покрова в реальности Что мы имеем и что знаем об снеге?? Ежедневные данные высоты снежного покрова для бывшего Советского Союза 1345 станция и декадные данные водного эквивалента снега (1881 – 1995) Недельные спутниковые (NOAA) о водном эквиваленте снега для Северного полушария шаг 25 км ( ) Данные по водному эквиваленту снега из ре анализа ECMWF ERA-40 шаг 250 км (1958 – 1998) Данные по водному эквиваленту снега из ре анализа NCEP/NCAR - 1 версия шаг 180 км (1979 – 1999) Данные по водному эквиваленту снега из ре анализа NCEP/NCAR - 2 версия шаг 180 км (1979 – 1999)

4 Ежедневные данные о высоте снежного покрова для бывшего Советского Союза 1310 станция и декадные данные водного эквивалента снега (1881 – 1995) Где меряем? Карта бассейнов крупных рек России Карта снегомерных станций в бассейнах крупных рек России

5 Реанализ ERA 2,5 Реанализ NCAR T96 Модель НМС Т42 NCAR -1 ERA Пример изменения недельных HMC данных водного эквивалента снега за 1998 г. в ре анализах и в эксперименте

6 Сравнение характеристик снега по ре анализам с наземными измерениями. 1. Из 1300 станций были отобрано 707 станций c точки зрения длин ряда, полноты данных, отсутствия выбросов, а также распределения по бассейнам выбранных рек. 2. В рядах станционных данных убраны интервалы времени, в которых толщина снега меньше или равна 0 и получен сквозной ряд. 3. По каждой станции за весь имеющийся интервал рассчитывались месячные нормы. 4. В каждой станции все данные переводились в аномалии. 5. Из данных ре анализов выбирались ближайшие к каждой станции узлы. 6. Также как и для станций рассчитывались месячные нормы и аномалии. 7. Характеристиками сравнения рядов являлись коэффициенты корреляции, средние разности и их разброс. 8. Сравнение с данными спутников проводилось с точки зрения определения наличия информации. Как это сделать ???

7 Примеры полученных рядов аномалий Как бывает? Красная кривая – данные наземных измерений, синяя – данные ERA ре анализа

8 Карта ранжированного коэффициента корреляции между рядами аномалий водного эквивалента ECMWF ре анализом и измерениями толщины снежного покрова Что в итоге? Для ERA Градации % к-во станций

9 Для NCAR I Градации % Ns Для NCAR 2 Градации % Ns Карта ранжированного коэффициента корреляции между рядами аномалий водного эквивалента NCAR-1 и 2 ре анализом и измерениями толщины снежного покрова Что в итоге?

10 Сравнение данных спутникового зондирования с данными наземных измерений

11 Сравнение интегральной массы снега для 12 моделей ОЦА ЕВРАЗИЯ Северная Амнрика

12 Области роста риска ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА ПО РАБОТЕ: P. C. D. Milly*, R. T. Wetheraldt, K. A. Dunne & T. L. Del worth t

13 Данные снегомерных съемок для каждого бассейна Красные звезды – станции использованные для сравнения

14 Коэффициенты корреляции аномалий по наблюдениям и экспериментам Обь Енисей Лена

15 Годовой ход температуры и осадков в бассейнах Оби, Енисея и Лены по эмпирическим данным и результатам экспериментов

16 Годовой ход площади покрытия снегом бассейна р.Обь по данным ре анализов и экспериментов

17 Годовой ход площади покрытия снегом бассейна р. Енисей по данным ре анализов и экспериментов

18 Годовой ход площади покрытия снегом бассейна р.Лена по данным ре анализов и экспериментов

19 Изменения массы снега и площади покрытия при различных сценариях изменения углекислого газа Масса Площадь

20 Годовой ход разницы в интегральных характеристиках массы и площади покрытия снега в бассейнах рек для двух сценариев изменения углекислого газа Масса Площадь

21 Годовой ход разницы массы снега в бассейнах рек для различных сценариев Ob Lena Enisey

22 Годовой ход разницы площади покрытия снегом в бассейнах рек для различных сценариев Ob Lena Enisey

23 Выводы Сравнение аномалий наземных измерений толщины снега с данными ре анализов показали, что лучше всего описывают аномалии данные ре анализа ERA, вторая версия ре анализа NCAR значительно лучше первой, но уступает ERA. Российские модели воспроизводят интегральные характеристики снежного покрова сравнимо с мировым уровнем. Модель Гидрометцентра России воспроизводит массу снега для Евразии и Сев.Америки близко к климатическим величинам. Российские модели удовлетворительно описывают средний годовой ход площади под снегом для бассейнов великих сибирских рек. Наибольшие отличия в период таяния снега. Наиболее близкий режим схода снега в результатах эксперимента модели ГМЦ. Корреляции рядов аномалий снега для бассейнов трех рек не высоки. При сравнении изменения массы снежного покрова для различных сценариев роста углекислого газа масса снега в западной Сибири уменьшилась, а в восточной увеличилась. The study is supported by INTAS grant