Региональные проекции изменений климата в Черноморско-Каспийском регионе в конце XXI столетия

В.В. Ефимов1, Е.М. Володин2, А.Е. Анисимов1, В.С. Барабанов1

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Институт вычислительной математики РАН, Москва, Россия

Аннотация

Рассмотрены результаты динамической регионализации данных модели общей циркуляции атмосферы и океана _INMCM_4 с использованием двух моделей климата с повышенным пространственным разрешением 25 × 25 км. Приведены основные параметры климатических изменений в Черноморско-Каспийском регионе в конце XXI столетия в предположении интенсивной антропогенной эмиссии парниковых газов в соответствии со сценарием _RCP_8.5. Согласно моделям, изменение климата в Черноморско-Каспийском регионе характеризуется значительным повышением температуры, выраженным в летний сезон (на ~ 5°C) и относительно более умеренным – зимой (на 2 – 3°C). В весенне-летний период в областях, соответствующих максимальному потеплению (Карпаты и Анатолийский п-ов) также значительно (более чем на 40%) снижается количество атмосферных осадков. В обеих моделях уменьшение суммарных осадков происходит в основном за счет снижения повторяемости осадков конвективного типа.

Ключевые слова

региональный климат, моделирование, Черноморско-Каспийский регион

Для цитирования

Региональные проекции изменений климата в Черноморско-Каспийском регионе в конце XXI столетия / В. В. Ефимов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 5. С. 53-73. EDN VHEWUP. doi:10.22449/0233-7584-2015-5-53-73

Efimov, V.V., Volodin, E.M., Anisimov, A.E. and Barabanov, V.S., 2015. Regional projections of climate change for the Black Sea – Caspian Sea area in late XXI century. Physical Oceanography, (5), pp. 49-66. doi:10.22449/1573-160X-2015-5-49-66

DOI

10.22449/0233-7584-2015-5-53-73

Список литературы

  1. Christensen J.H., Christensen D.B. A summary of the PRUDENCE model projections of changes in European climate by the end of this century // Clim. Change. – 2006. – 81. – P. 7 – 30.
  2. ENSEMBLES: climate change and its impacts: Summary of research and results from the ENSEMBLES project / Eds: P. van der Linden, J.F.B. Mitchell. – Exeter: Met Office Hadley Centre, 2009. – 160 p.
  3. Halenka T. Cecilia – EC FP6 Project on the Assessment of Climate Change Impacts in Central and Eastern Europe // Global Environmental Change: Challenges to Science and Society in Southeastern Europe. – Dordrecht: Springer, 2010. – P. 125 – 137.
  4. Jacob D., Petersen J., Eggert B. EURO-CORDEX: new high-resolution climate change projections for European impact research // Reg. Env. Change. – 2014. – 14. – P. 563 – 578.
  5. Ефимов В.В., Иванов В.А., Анисимов А.Е. Численное моделирование изменения климата Украины в XXI веке // Докл. НАН Украины. – 2011. – № 3. – С. 100 – 107.
  6. Анисимов А.Е., Ефимов В.В. Численные оценки изменения осадков в Черноморском регионе Украины в XXI столетии // Морской гидрофизический журнал. – 2012. – № 6. – С. 45 – 58.
  7. Jones R.G., Noguer M., Hassel D.C. et al. Generating high resolution climate change scenarios using PRECIS. – Exeter: Met Office Hadley Centre, 2004. – 40 p.
  8. Rowell D.P. A scenario of European climate change for the late twenty-first century: seasonal means and interannual variability // Clim. Dyn. – 2005. – 25. – P. 837 – 849.
  9. Önol B., Semazzi H.M.F. Regionalization of climate change simulations over the Eastern Mediterranean // J. Climate. – 2009. – 22. – P. 1944 – 1961.
  10. Bozkurt D., Turuncoglu U., Sen O.L. et al. Downscaled simulations of the ECHAM5, CCSM3 and HadCM3 global models for the eastern Mediterranean–Black Sea region: evaluation of the reference period // Clim. Dyn. – 2012. – 39. – P. 207 – 225.
  11. Önol B., Bozkurt D., Turuncoglu U.U. et al. Evaluation of the twenty-first century RCM simulations driven by multiple GCMs over the Eastern Mediterranean–Black Sea region // Ibid. – 2014. – 42. – P. 1949 – 1965.
  12. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (AR5) / Eds: T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner et al. – Cambridge: Cambridge University Press, 2013. – 1535 p.
  13. IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (AR4) / Eds: S. Solomon, D. Qin, M. Manning et al. – Cambridge: Cambridge University Press, 2007. – 996 p.
  14. Giorgi F., Lionello P. Climate change projections for the Mediterranean region // Glob. Planet. Change. – 2008. – 63. – P. 90 – 104.
  15. Sheffield J., Wood E.F. Projected changes in drought occurrence under future global warming from multi-model, multi-scenario, IPCC AR4 simulations // Clim. Dyn. – 2008. – 31. – P. 79 – 105.
  16. Tapiador F.J. A joint estimate of the precipitation climate signal in Europe using eight regional models and five observational datasets // J. Clim. – 2010. – 23. – P. 1719 – 1738.
  17. Déqué M., Somot S., Sanchez-Gomez E. et al. The spread amongst ENSEMBLES regional scenarios: regional climate models, driving general circulation models and interannual variability // Clim. Dyn. – 2012. – 38. – P. 951 – 964.
  18. Kendon E.J., Rowell D.P., Jones R.G. et al. Robustness of future changes in local precipitation extremes // J. Clim. – 2008. – 21. – P. 4280 – 4297.
  19. Heinrich G., Gobiet A. The future of dry and wet spells in Europe: A comprehensive study based on the ENSEMBLES regional climate models // Int. J. Climatol. – 2012. – 32. – P. 1951 – 1970.
  20. Gao X., Giorgi F. Increased aridity in the Mediterranean region under greenhouse gas forcing estimated from high resolution simulations with a regional climate model // Glob. Planet. Change. – 2008. – 62. – P. 195 – 209.
  21. Rowell D.P., Jones R.G. Causes and uncertainty of future summer drying over Europe // Clim. Dyn. – 2006. – 27. – P. 281 – 299.
  22. Kendon E.J., Rowell D.P., Jones R.G. Mechanisms and reliability of future projected changes in daily precipitation // Ibid. – 2010. – 35. – P. 489 – 509.
  23. Taylor K.E., Stouffer R.J., Meehl G.A. An overview of CMIP5 and the experiment design // Bull. Amer. Meteorol. Soc. – 2012. – 93. – P. 485 – 498.
  24. Володин Е.М., Дианский Н.А., Гусев А.В. Воспроизведение современного климата с помощью совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана INMCM4 // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2010. – 46, № 4. – С. 379 – 400.
  25. Володин Е.М., Дианский Н.А., Гусев А.В. Воспроизведение и прогноз климатических изменений в XIX – XXI веках с помощью модели земной климатической системы ИВМ РАН // Там же. – 2013. – 49, № 4. – С. 347 – 366.
  26. Володин Е.М., Лыкосов В.Н. Параметризация процессов тепло- и влагообмена в системе растительность – почва для моделирования общей циркуляции атмосферы. 1. Описание и расчеты с использованием локальных данных наблюдений // Там же. – 1998. – 34, № 4. – С. 453 – 465.
  27. Giorgi F., Anyah R.O. The road towards RegCM4 // Clim. Res. – 2012. – 52. – P. 3 – 6.
  28. Mearns L.O., Arritt R., Biner S. et al. The North American regional climate change assessment program: Overview of phase I results // Bull. Amer. Meteorol. Soc. – 2012. – 93. – P. 1337 – 1362.
  29. Giorgi F., Marinucci M.R., Bates G.T. Development of a second-generation regional climate model (RegCM2). Part I: Boundary-layer and radiative transfer processes // Mon. Wea. Rev. – 1993. – 121. – P. 2794 – 2813.
  30. Giorgi F., Marinucci M.R., Bates G.T. et al. Development of a second-generation regional climate model (RegCM2). Part II: Convective processes and assimilation of lateral boundary conditions // Ibid. – P. 2814 – 2832.
  31. Grell G.A., Dudhia J., Stauffer D.R. A Description of the Fifth-Generation Penn State/NCAR Mesoscale Model (MM5) // NCAR Technical Note. NCAR/TN-398+STR. – 1994. – 121 p.
  32. Holtslag A., de Bruijn E., Pan H.L. A high resolution air mass transformation model for short-range weather forecasting // Mon. Wea. Rev. – 1990. – 118. – P. 1561 – 1575.
  33. Giorgi F., Coppola E., Solmon F. et al. RegCM4: model description and preliminary tests over multiple CORDEX domains // Clim. Res. – 2012. – 52. – P. 7 – 29.
  34. Grell G.A. Prognostic evaluation of assumptions used by cumulus parameterizations // J. Atmos. Sci. – 1993. – 121. – P. 764 – 787.
  35. Arakawa A., Schubert W.H. Interaction of a cumulus cloud ensemble with the large-scale environment. Part I // Ibid. – 1974. – 31. – P. 674 – 701.
  36. Emanuel K.A. A scheme for representing cumulus convection in large-scale models // Ibid. – 1991. – 48. – P. 2313 – 2329.
  37. Pal J.S., Small E.E., Eltahir E.A.B. Simulation of regional-scale water and energy budgets: Representation of subgrid cloud and precipitation processes within RegCM // J. Geophys. Res. Atmos. – 2000. – 105. – P. 29579 – 29594.
  38. Kiehl J.T., Hack J.J., Bonan G.B. et al. Description of the NCAR Community Climate Model (CCM3) // NCAR Technical Note. NCAR/TN-420+STR. – 1996. – 152 p.
  39. Giorgi F., Mearns L.O. Introduction to special section: Regional climate modeling revisited // J. Geophys. Res. Atmos. – 1999. – 104. – P. 6335 – 6352.
  40. Dickinson R.E., Kennedy P.J., Henderson-Sellers A. Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme (BATS) Version 1e as Coupled to the NCAR Community Climate Model // NCAR Technical Note. NCAR/TN-387+STR. – 1993. – 72 p.
  41. Simmons A.J., Burridge D.M. An energy and angular-momentum conserving vertical finite-difference scheme and hybrid vertical coordinates // Mon. Wea. Rev. – 1981. – 109. – P. 758 – 766.
  42. Cox P.M., Betts R.A., Bunton C.B. et al. The impact of new land surface physics on the GCM simulation of climate and climate sensitivity // Clim. Dyn. – 1999. – 15. – P. 183 – 203.
  43. Moss R.H., Edmonds J.A., Hibbard K.A. et al. The next generation of scenarios for climate change research and assessment // Nature. – 2010. – 463. – P. 747 – 756.
  44. Ефимов В.В., Белокопытов В.Н., Анисимов А.Е. Оценка составляющих водного баланса Черного моря // Метеорология и гидрология. – 2012. – № 12. – С. 69 – 76.
  45. Ефимов В.В., Анисимов А.Е. Климатические характеристики изменчивости поля ветра в Черноморском регионе – численный реанализ региональной атмосферной циркуляции // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2011. – 47, № 3. – С. 380 – 392.
  46. Анисимов А.Е., Яровая Д.А., Барабанов В.С. Реанализ атмосферной циркуляции для Черноморско-Каспийского региона // Морской гидрофизический журнал. – 2015. – № 4. – С. 14 – 28.
  47. Qu X., Hall A. What controls the strength of snow-albedo feedback? // J. Clim. – 2007. – 20. – P. 3971 – 3981.
  48. Giorgi F. Climate change hot-spots // Geophys. Res. Lett. – 2006. – 33. – L08707.
  49. Sutton R.T., Dong B., Gregory J.M. Land/sea warming ratio in response to climate change: IPCC AR4 model results and comparison with observations // Ibid. – 2007. – 34. – L02701.
  50. Boer G.J. The ratio of land to ocean temperature change under global warming // Clim. Dyn. – 2011. – 37. – P. 2253 – 2270.
  51. Heinrich G., Gobiet A., Mendlik T. Extended regional climate model projections for Europe until the mid-twenty first century: combining ENSEMBLES and CMIP3 // Ibid. – 2014. – 42. – P. 521 – 535.
  52. Frei C., Schöll R., Fukutome S. et al. Future change of precipitation extremes in Europe: Intercomparison of scenarios from regional climate models // J. Geophys. Res. – 2006. – 111. – D06105.
  53. Déqué M., Rowell D.P., Lüthi D. et al. An intercomparison of regional climate simulations for Europe: assessing uncertainties in model projections // Clim. Change. – 2007. – 81. – P. 53 – 70.
  54. Ефимов В.В., Володин Е.М., Анисимов А.Е. Моделирование изменений климата в Черноморском регионе в XXI столетии // Морской гидрофизический журнал. – 2015. – № 2. – C. 3 – 14.

Скачать статью в PDF-формате