Сравнение модельных и реконструированных палеотемператур в последний ледниковый максимум в Российской Арктике

Работа посвящена сравнительному анализу независимых реконструкций температурного режима холодного периода последнего позднеплейстоценового оледенения (18–21 тыс. лет назад), крупнейшего в Российской Арктике, по данным изотопного анализа и результатов численного моделирования. В исследовании использованы данные численных экспериментов климатических моделей земной системы проекта PMIP3 и результаты температурной реконструкции, выполненной по изотопному составу сингенетических повторно-жильных льдов (δ18O). Показано, что в некоторых районах имеются существенные различия температуры, реконструированной по изотопным данным, и температуры, полученной по данным моделирования. В частности, выявлено, что по мере удаления от предполагаемого ледникового покрова различия в моделируемых и реконструированных температурах уменьшаются, что позволяет сделать заключение о значимом влиянии точности задаваемого в моделях расположения ледникового покрова на итоговые результаты моделирования.
В частности, разные подходы в палеоклиматических исследованиях приводят к довольно различающимся оценкам площади континентальных и шельфовых льдов той эпохи. Площадь ледников и их свойства учитываются в моделях климата при расчетах. Показано, что для качественного моделирования очень важно уточнять палеореконструкции, выполненные по косвенным климатическим источникам.

1. Алексеев Г.В. Проявление и усиление глобального потепления в Арктике // Фундаментальная и прикладная климатология. 2015. № 1. С. 11–26.

2. Васильчук А.К., Буданцева Н.А., Суркова Г.В., Чижова Ю.Н. О надежности палеотемпературно-изотопных уравнений Васильчука и становлении изотопной палеогеокриологии // Арктика и Антарктика. 2021. № 2. С. 1–25. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.2.36145.

3. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). В 2 т. М.: Изд. отдел. теоретических проблем РАН, МГУ, ПНИИИС, 1992. Т. 1. 420 с.; Т. 2. 264 с.

4. Васильчук Ю.К., Суркова Г.В. Верификация соотношения изотопного состава повторно-жильных льдов и температуры холодного периода за последние 80 лет на севере криолитозоны России // Метеорология и гидрология. 2020. № 11. С. 84–91.

5. Влияние изменений климата и опасных природных явлений на природопользование Европейского Севера / под ред. Н.С. Касимова, Л.Н. Карлина. СПб.: РГГМУ, 2013. 124 с.

6. Володин Е.М. Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы: курс лекций. М.: ИВМ РАН, 2007. 89 с.

7. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 1008 с.

8. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2019 год. М., 2020. 97 с. Кислов А.В., Суркова Г.В. Климатология. М.: ИНФРА-М, 2020. 324 с.

9. Математическое моделирование Земной системы / под ред. Н.Г. Яковлева, М.: МАКС Пресс, 2016, 328 с.

10. Эколого-географические последствия глобального потепления климата ХХI века на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири / под ред. А.В. Кислова, Н.С. Касимова. М.: Географический факультет МГУ, 2011. 493 с.

11. Abe-Ouchi A., Saito F., Kageyam M., Braconno P., Harrison S.P., Lambeck K., Otto-Bliesner B.L., Peltier W.R., Tarasov L., Peterschmitt J.-Y., Takahashi K. Ice-sheet configuration in the CMIP5/PMIP3 Last Glacial Maximum experiments, Geosci. Model Dev., 2015, vol. 8, p. 3621–3637, DOI: 10.5194/gmd-8-3621-2015.

12. Braconnot P., Harrison S.P., Otto-Bliesner B., Abe-Ouchi A., Jungclaus J., Peterschmitt J.-Y. The Paleoclimate Modeling Intercomparison Project contribution to CMIP5, CLIVAR Exchanges, no. 56, vol. 16, no. 2, International CLIVAR Project Office, Southampton, United Kingdom, 2011, p. 15–19.

13. Braconnot P., Harrison S.P., Kageyama M., Bartlein P.J., Masson-Delmotte V., Abe-Ouchi A., Zhao Y. Evaluation of climate models using palaeoclimatic data, Nature Climate Change, 2012, p. 417–424, DOI:10.1038/nclimate1456. Hughes A.L.C., Gyllencreutz R., Lohne Ø.S., Mangerud J., Svendsen J.I. The last Eurasian ice sheets – a chronological database and time-slice reconstruction, DATED-1, Boreas, 2016, vol. 45, iss. 1, p. 1–45, DOI: 10.1111/bor.12142.

14. 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 / еdited by T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA, 2013, 1535 p.

15. Serreze M.C., Barry R.G. Processes and impacts of Arctic amplification: A research synthesis, Global Planet Change, 2011, vol. 77, no. 1–2, p. 85–96.

16. Taylor K.E., Stouffer R.J., Meehl G.A. The CMIP5 experiment design, Bull. Amer. Meteor. Soc., 2012, vol. 93, p. 485–498.

17. Vasil’chuk Yu., Vasil’chuk A. Spatial distribution of mean winter air temperatures in Siberian permafrost at 20–18 ka BP using oxygen isotope data, Boreas, 2014, vol. 43, iss. 3, p. 678–687, DOI: 10.1111/bor.12033.

18. Vasil’chuk Yu.K. Reconstruction of the paleoclimate of the Late Pleistocene and Holocene of the basis of isotope studies of subsurface ice and waters of the permafrost zone, Water Resources, 1991, vol. 17, no. 6, p. 640–647.

19. Электронные ресурсы Boeke R.C., Taylor P.C. Seasonal energy exchange in sea ice retreat regions contributes to differences in projected Arctic warming, Nature Commun., 2018, vol. 9, р. 5017, DOI: 10.1038/s41467-018-07061-9 (дата обращения 22.01.2022).

20. PMIP3 (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase III), URL: https://pmip3.lsce.ipsl.fr/ (дата обращения 22.01.2022).