Байесовы оценки площади снежного покрова в Евразии в XXI веке по результатам расчетов с ансамблем климатических моделей CMIP6

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе результатов расчетов с ансамблем глобальных климатических моделей CMIP6 получены количественные оценки изменений площади снежного покрова в Евразии в XXI в. при сценариях SSP2-4.5 и SSP5-8.5 антропогенных воздействий с использованием байесова подхода. При этом вклад (вес) моделей в общие ансамблевые оценки определялся степенью воспроизведения многолетнего среднего тренда и межгодовой изменчивости площади снежного покрова в Евразии по спутниковым данным. Наибольшие межмодельные различия оценок, увеличивающиеся для летних и осенних месяцев, связаны с описанием трендовой составляющей и межгодовой изменчивости (дисперсии) площади снежного покрова Евразии, а также при равновзвешенном осреднении. Показано, что при использовании байесовых весов неопределенность оценок площади снежного покрова может быть уменьшена вдвое по сравнению с ансамблевым средним при равных весах моделей. Полученные ансамблевые оценки площади снежного покрова с использованием комбинированных байесовых весов превышают соответствующие оценки при равновзвешеном осреднении.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. М. Аржанов

Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: arzhanov@ifaran.ru
Россия, Москва

И. И. Мохов

Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова Российской Академии наук; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: arzhanov@ifaran.ru

академик РАН

Россия, Москва; Москва

М. Р. Парфенова

Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова Российской Академии наук

Email: arzhanov@ifaran.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Будыко М. И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 351 с.
  2. Мохов И. И. Диагностика структуры климатической системы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 271 с.
  3. Кислов А. В. Климат в прошлом, настоящем и будущем. М.: МАИК “Наука/Интерпериодика”, 2001. 351 с.
  4. Barry R., Gan T. Y. The global cryosphere: past, present and future. Cambridge Univ. Press, New York, NY. 2011. 472 p.
  5. Мохов И. И. Гидрологические аномалии и тенденции изменения в бассейне реки Амур в условиях глобального потепления // ДАН. 2014. Т. 455. № 5. С. 585–588.
  6. McCrystall M.R., Stroeve J., Serreze M., Forbes B. C., Screen J. New climate models reveal faster and larger increases in Arctic precipitation than previously projected. // Nat Commun. 2021. V. 12. P. 6765–6777.
  7. Bormann K. J., Brown R. D., Derksen C., Painter T. H. Estimating snow-cover trends from space // Nature Clim Change. 2018. V. 8. P. 924–928.
  8. Zhu X., Lee S.-Y., Wen X., Wei Z., Ji Z., Zheng Z., Dong W. Historical evolution and future trend of Northern Hemisphere snow cover in CMIP5 and CMIP6 models // Environ. Res. Lett. 2021. V. 16. P. 065013.
  9. Robinson D. A., Estilow T. W., and NOAA CDR Program. NOAA Climate Data Record (CDR) of Northern Hemisphere (NH) Snow Cover Extent (SCE), Version 1. NOAA National Centers for Environmental Information. 2012. doi: 10.7289/V5N014G9.
  10. Hersbach H., Bell D. Berrisford P., Hirahara S., Horanyi A., Munoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., De Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R. J., Hólm E., Janiskova M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez P., Lupu C., Radnoti G., de Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thepaut J.-N. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146A (730). P. 1999–2049.
  11. Мохов И. И., Парфенова М. Р. Связь площади снежного покрова и морских льдов с температурными изменениями в Северном полушарии по данным для последних десятилетий // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. № 4. С. 411–423.
  12. Парфенова М. Р., Аржанов М. М., Мохов И. И. Изменения площади снежного покрова в Евразии в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей CMIP6 // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2023. Т. 59. № 3. C.299–308.
  13. Brown R. D., Derksen C. Is Eurasian October snow cover extent increasing? // Environ. Res. Lett. 2013. V. 8. № 2. P. 1–7.
  14. Santolaria-Otin M., Zolina O. Evaluation of snow cover and snow water equivalent in the continental Arctic in CMIP5 models // Clim. Dyn. 2020. V. 55. P. 2993–3016.
  15. Mudryk L. R., Kushner P. J., Derksen C., Thackeray C. Snow cover response to temperature in observational and climate model ensembles // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. P. 919–926.
  16. Елисеев А. В. Оценка изменения характеристик климата и углеродного цикла в XXI веке с учетом неопределeнности значений параметров наземной биоты // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47. № 2. С. 147–170.
  17. Arzhanov M. M., Eliseev A. V., Mokhov I. I. A glo- bal climate model based, Bayesian climate projection for northern extra–tropical land areas // Global and Planetary Change. 2012. V. 57–65. P. 57–65.
  18. Липавский А. С., Елисеев А. В., Мохов И. И. Байесовы оценки изменения стока Амура и Селенги в XXI веке по результатам ансамблевых модельных расчетов CMIP6 //Метеорология и гидрология. 2022. № 5. С. 64–82.
  19. Парфенова М. Р., Елисеев А. В., Мохов И. И. Изменения периода навигации на Северном морском пути в 21 веке: Байесовы оценки по расчетам с ансамблем климатических моделей // ДАН. Науки о Земле. 2022. Т. 507. № 1. С. 118–125.
  20. Lehner F., Deser C., Maher N., Marotzke J., Fi-scher E. M., Brunner L., Knutti R., Hawkins E. Partitioning climate projection uncertainty with multiple large ensembles and CMIP5/6 // Earth Syst. Dyn. 2020. V. 11. № 2. P. 491–508.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Нормированные байесовы веса моделей ансамбля CMIP6 (номера моделей см. табл. 1): W1 (красный), W2 (оранжевый), W3 (зеленый) и W4 (синий) для площади снежного покрова в Евразии в 2000–2019 гг. при сценариях “historical” и SSP2-4.5 (а) и “historical” и SSP5-8.5 (б). Горизонтальная линия соответствует весу W0 = 1/N, N – количество моделей в ансамбле.

3. Рис. 2. Изменения площади снежного покрова (млн км2) в Евразии (скользящие 11‑летние средние) для разных месяцев по расчетам с ансамблем климатических моделей и соответствующие внутриансамблевые СКО площа- ди снежного покрова (млн км2) в Евразии в ХХI в. для разных месяцев, полученные при сценариях SSP2-4.5 (а) и SSP5- 8.5 (б) с использованием разных байесовых весов: W1 (красный), W2 (оранжевый), W3 (зеленый), W4 (си- ний), а также равновзвешенные с весом W0 (черный, штриховка) в сопоставлении со спутниковыми данными CDR (жирная черная кривая).


© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах