НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: Parkhomenko_V.pdf (1371.66Кб)

Проведены совместные расчеты по модели общей циркуляции атмосферы, гидро - термодинамической модели океана и модели эволюции морского льда с целью анализа сезонной и годовой эволюции морского льда, анализ многолетней изменчивости модельного ледового покрова, а также анализа его чувствительности к параметрам моделей, определяющим взаимодействие атмосферы, льда и океана
Проанализированы результаты моделирования ледяного покрова Арктического бассейна за 100 лет. Стационарный режим отличается значительными межгодичными изменениями. Колебания средней толщины льда достигают 0.5 метра.
Уменьшение потока явного тепла лед – атмосфера на 10 % ведет к росту средней толщины льда в пределах 0.05 м. - 0.1 м. Однако в некоторых ячейках наблюдается уменьшение толщины до 0.5 м. Анализ изменения средней толщины льда по сезонам при уменьшении по сравнению с базовым вариантом на 0.05 альбедо морского льда и альбедо снега показывает уменьшение толщины льда в диапазоне от 0.20 м до 0.6 м, причем максимум изменения приходится на летний период интенсивного таяния. Однако, существует область некоторого увеличения слоя льда в основном в диапазоне до 0.2 м (море Бофорта). Увеличения потока тепла от океана к нижней поверхности льда на 2 Вт/м2 по сравнению с базовым вариантом приводит к уменьшению средней толщины льда на величину от 0.2 м до 0.35 м. Существуют небольшие сезонные изменения этой величины.
Результаты численных экспериментов показали, что ледовый покров и его сезонная эволюция достаточно сильно зависят от варьируемых параметров. Пространственная и сезонная структура изменений имеет достаточно сложный неоднородный характер, имеются обширные области противоположных по знаку изменений. Это связано со сложной системой обратных связей и взаимодействий в модельной системе, включающей атмосферу, морской лед и океан. 

1. Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Режим доступа:http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf (дата обращения 01.03.2014).
2. Пархоменко В.П. Моделирование и прогнозирование глобальных климатических и биосферных процессов // IV Всероссийская научная конференция "Математическое моделирование развивающейся экономики и экологии" ЭКОМОД-2009 (Киров, 6-12 июля 2009   г.) : сб. тр. Киров : ГОУ ВПО ВятГУ , 2010. С . 277-295.
3. Lindsay R.W., Zhang J., Schweiger A., Steele M., Stern H. Arctic Sea Ice Retreat in 2007 Follows Thinning Trend // Journal of Climate. 2009. Vol. 22. P. 165-175. DOI: 10.1175/2008JCLI2521.1
4. Blaschek M., Renssen H. The Holocene thermal maximum in the Nordic Seas: the impact of Greenland Ice Sheet melt and other forcings in a coupled atmosphere–sea-ice–ocean model // Climate of the Past. 2013. Vol. 9. P. 1629-1643. DOI: 10.5194/cp-9-1629-2013
5. Parkhomenko V.P., Tran Van Lang. Improved computing performance and load balancing of atmospheric general circulation model // Journal of Computer Science and Cybernetics. 2013. Vol . 29, no . 2. P . 138 - 148.
6. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М. Человек и биосфера. М.: Наука, 1985. 272 с.
7. Ганопольский А.В., Гусев А.М., Нефедов Н.Н. Климатическая интегральная модель деятельного слоя океана // Океанология. 1987. Т . 27, вып . 4. С . 573-578.
8. Goldberg D.N., Little C.M., Sergienko O.V., Gnanadesikan A., Hallberg R., Oppenheimer M. Investigation of land ice-ocean interaction with a fully coupled ice-ocean model: 1. Model description and behavior // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2012. Vol. 117, iss. F2. Art. no. F02037. DOI:10.1029/2011JF002246
9. Пархоменко В.П. Численные эксперименты на глобальной гидродинамической модели по оценке чувствительности и устойчивости климата // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 2. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/mathmodel/climate/45.html (дата обращения 01.03.2014).
10. Белов П.Н., Борисенков Е.П., Панин Б.Д. Численные методы прогноза погоды. Л . : Гидрометеоиздат, 1989. 375 с.
11. Tolstykh M.A. Variable resolution global semi-Lagrangian atmospheric model // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2010. Vol . 18. P . 347-361.
12. Пархоменко В.П. Реализация модели общей циркуляции атмосферы на многопроцессорной ЭВМ кластерного типа // Научно-методическая конференция, посвященная 40-летию НУК ФН «Современные естественно-научные и гуманитарные проблемы»: сб. тр. М.: Изд-во Логос, 2005. С. 555-562.
13. Parkhomenko V.P. Arctic ocean region analysis with climate models // Research activities in atmospheric and oceanic modelling. Rep. No. 23. Feb. 1996. P. 9-25.
14. Semtner A.J. A numerical study of sea ice and ocean circulation in the Arctic // J. Phys. Oceanogr. 1987. Vol.17, no. 8. P. 1077-1099.
15. Maykut G.A., Untersteiner N. Some result from a time dependent thermodynamic model of sea ice // Journal of Geophysical Research: Oceans and Atmospheres. 1971. Vol. 76, no. 6. P. 1550-1575. DOI: 10.1029/JC076i006p01550
16. Быков С . В ., Пархоменко В . П . Анализ изменчивости арктического морского льда в совместной модели атмосфера - океан - лед . М .: ВЦ РАН , 2002. 36 с .
17. Holland P.R., Jenkins A., Holland D.M. The response of ice shelf basal melting to variations in ocean temperature // J. Clim. 2008. Vol. 21. P. 2558-2572.
18. Hibler W.D., Bryan K. A diagnostic ice-ocean model // J. Phys. Oceanogr. 1987. Vol.17, no. 7. P. 987-1015.
19. Melia D.S. A global coupled sea – ice model // Ocean Modelling. 2002. Vol.4, no. 2. P. 137-172.
20. Girard L., Weiss J., Molines J.M., Barnier B., Bouillon S. Evaluation of high-resolution sea ice models on the basis of statistical and scaling properties of arctic sea ice drift and deformation // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2009. Vol. 114, iss. C8. Art. no. C08015. DOI: 10.1029/2008JC005182
21. Goldberg D.N., Little C.M., Sergienko O.V., Gnanadesikan A., Hallberg R., Oppenheimer M. Investigation of land ice-ocean interaction with a fully coupled ice-ocean model: 2. Sensitivity to external forcings // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2012. Vol. 117, iss. F2. Art. no. F02038. DOI:10.1029/2011JF002247
22. Bykov S.V., Parkhomenko V.P. Sea Ice Simulation in CCAS Global Climate Model // Research activities in atmospheric and oceanic modelling. Rep. No. 30. Geneva, Switzerland, WMO , 2000. P. 8.4.
23. Parkhomenko V.P. Interannual Arctic Sea Ice variability in Global Atmosphere - Ocean - Sea Ice Model // Research activities in atmospheric and oceanic modelling. Rep. No. 31. Geneva, Switzerland, WMO, 2001. P. 7.25-7.26.
24. Parkhomenko V.P. Statistical Analysis of Interannual Arctic Sea Ice Modeling // Research activities in atmospheric and oceanic modelling. Rep. No. 32. Geneva, Switzerland, WMO, 2002. P. 7.35-7.36.