Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Гройсман Павел Яковлевич США
Номер договора
14.B25.31.0026
Период реализации проекта
2013-2017

По данным на 30.01.2020

47
Количество специалистов
58
научных публикаций
10
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Современная эпоха характеризуется стремительно наступающим глобальным кризисом пресной воды, проявления которого уже отчетливо видны во многих регионах планеты. Для успешного решения проблем, связанных с глобальным водным кризисом в эпоху быстрых климатических изменений, необходимо располагать точными оценками всех компонентов гидрологического цикла и возможностью предсказывать их будущие изменения. Сотрудники лаборатории работают над определением основных механизмов, ответственных за изменение гидрологического цикла во внетропических широтах Северного полушария и количественными оценками пределов предсказуемости гидрологических процессов на различных пространственно-временных масштабах с целью создания наиболее надежных сценариев изменений водных ресурсов в будущем.

Название проекта: Внетропический гидрологический цикл в современном и будущем климате: неопределенности и предсказуемость

Приоритет СНТР: е


Цели и задачи

Направления исследований: Междисциплинарное исследование внетропического гидрологического цикла со всеми его компонентами, начиная от океанских источников, включая атмосферные переносы влаги и континентальные гидрологические процессы, и заканчивая материковым стоком в океан

Цель проекта: Междисциплинарное исследование внетропического гидрологического цикла со всеми его компонентами, начиная от океанских источников, включая атмосферные переносы влаги и континентальные гидрологические процессы, и заканчивая материковым стоком в океан


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработана методология для выполнения оценок переносов влаги, основанная на эйлеровом подходе и учитывающая неопределенности расчетов переносов влаги в более ранних работах.
  • Впервые получены согласованные оценки среднеклиматических переносов влаги и их межгодовой изменчивости за период с 1979 по 2013 гг. на основе семи современных реанализов и данных атмосферного зондирования IGRA.
  • Показано анализом межгодовой изменчивости переносов влаги, что источники увеличения запаса влаги в Арктике преимущественно локальные и связаны с изменениями неадиабатического испарения и небольшим увеличением осадков, не компенсирующим эффект испарения, а адвективные процессы, связанные с переносами влаги атмосферными циклонами, играют второстепенную роль.
  • В период 1976–2012 гг. обнаружена тенденция уменьшения продолжительности залегания снежного покрова в северной половине европейской территории России, в Западной Сибири, на Таймыре, на большей части Восточной Сибири и Якутии. Увеличилась продолжительность залегания снежного покрова на крайнем юге Восточной Сибири, в Забайкалье, Приморье и на восточном побережье Камчатки. Увеличивается максимальная за зиму высота снежного покрова на севере Западной и на значительной части Восточной Сибири, на побережье Охотского моря и дальневосточном юге, в центральных областях европейской территории России. Усилился очаг отрицательных значений коэффициентов линейного тренда в центре Западной Сибири.
  • Построены композиционные картины всех случаев экстремальных потоков испарения, показавшие, что в поле давления характерно наличие диполя «циклон – антициклон», обеспечивающего достаточный приток холодного и сухого воздуха для формирования переноса влаги из океана в атмосферу и, потенциально, для формирования переноса в режиме атмосферной реки. Композиционные карты позволили описать механизм образования условий для возникновения экстремальных тепловых потоков на границе океан-атмосфера в Северной Атлантике и последующего возникновения атмосферных рек.
  • Выполнен анализ горизонтальных переносов влаги, испарившейся с поверхности океана, и исследована динамика этих переносов в субполярных районах с учетом разделения переносов влаги за счет средних и синоптических флуктуаций.
  • Построена обновленная климатология высотных фронтальных зон Северного полушария и исследована их межгодовая динамика (для определения роли высотных фронтальных зон в формировании межгодовой изменчивости циклонической активности, для исследования формирования режимов атмосферной циркуляции, в частности частоты блокирующих ситуаций).
  • Проанализирована динамика поверхностного стока в Европе и европейской части России и ее связь с различными характеристиками осадков. Результаты обнаруживают связь сильных аномалий стока с аномалиями экстремальных и средних осадков, особенно в зимний и весенний сезоны, когда осадки в значительной степени обусловлены интенсификацией атмосферных процессов и их влияние на сток в условиях орографии этого района практически синхронно.
  • Показано, что физико-математические модели с распределенными параметрами (модель формирования речного стока ECOMAG и модель взаимодействия поверхности суши с атмосферой SWAP), разработанные в Институте водных проблем РАН, применены для расчета составляющих гидрологического цикла по имеющимся данным измерений на метеорологических и гидрологических станциях.
  • Выполнены работы по замыканию гидрологического баланса отдельных территорий. Проведенный анализ изменчивости влагосодержания почвы в европейском регионе и ее связей с ключевыми гидрологическими параметрами позволил установить, что на европейской территории России в целом наблюдаются более тесные связи и более высокие коэффициенты корреляции между влагосодержанием почвы и другими ключевыми параметрами (осадками, температурой воздуха, переносом влаги и относительной влажностью).
  • Создана комплексная численная модель материкового стока в море, основанная на сочетании модели STRiPE, имитирующей процессы распространения пресноводного стока в сильно стратифицированном верхнем слое моря под влиянием внешних факторов, и Принстонской модели океана, воспроизводящей трехмерную циркуляцию и динамику полей температуры, солености и турбулентности для рассматриваемого участка моря.
  • Установлено, что модели CMIP5 как при умеренном, так и при агрессивном сценарии антропогенного воздействия согласованно воспроизводят увеличение среднегодовых осадков над всей территорией России за исключением Черноморского региона и региона Северного Кавказа.
  • Выполнены экспериментальные исследования модуляции антропогенных загрязнений речным стоком в шельфовой зоне моря. Показано, что практически все антропогенные загрязнения моря на северном российском шельфе Черного моря приурочены к приустьевым акваториям и связаны со стоком в море средних и малых рек региона.
  • Проведены исследования экстремальных осадков и снегонакопления на территории России, позволившие установить, что в большом количестве районов отмечается одновременное увеличение длительности как сухих, так и влажных периодов. Это приводит к существенной кластеризации осадков во времени и к одновременному увеличению повторяемости длительных эпизодов без осадков и дождевых периодов.
  • Расширена система разрабатываемых в ходе выполнения проекта региональных физико-математических моделей гидрологического цикла в средних широтах Северного полушария. Модели указанных речных бассейнов разработаны на базе региональной гидрологической модели ECOMAG и модели взаимодействия суши с атмосферой SWAP, созданных ранее в ИВП РАН. В дополнение к моделям бассейнов рек Лена, Северная Двина, Оленек, Индигирка, которые были построены на предыдущих этапах проекта, в 2015 году были разработаны модели бассейнов рек Амур и Макензи.

Внедрение результатов исследования:

  • Изобретение (ИП): Установка для определения общего балла облачности и облачных характеристик на основе цифровой широкоугольной камеры. Авторы: С. К. Гулев, А. В. Синицын, М. А. Криницкий. Заявка № 2015118024/28(028004) от 14.05.2015.

  • Изобретение (ИП): Атмосферная энергетическая гелиоустановка. Автор: Д. А. Соловьев. Заявка № 2017122739 от 26.06.2017.

  • Изобретение (ИП): База данных гидрометеорологических характеристик по трассе Северного морского пути. Авторы: С. К. Гулев, А. В. Синицын, Криницкий М. А., Н. Д. Тилинин. Заявка № 2017621218 от 08.06.2017.

  • Изобретение (ИП): Установка для преобразования низкопотенциального геотермального тепла в электричество. Автор: Д. А. Соловьев. Заявка № 2618714 от 19.04.2016.

  • Изобретение (ИП): Сифонный способ охлаждения оборотной воды. Автор: Д. А. Соловьев. Заявка № 2623599 от 20.05.2016.

Образование и переподготовка кадров:

Внедрено 6 курсов в образовательную программу российских вузов.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Создан крупный международный консорциум NEFI, объединяющий ученых из более чем 20 стран.

Другие результаты:

Проведено более 15 научных конференций и/или научных сессий на ведущих международных конференциях, посвященных исследованиям окружающей среды Северной Евразии.

Сотрудничество:

Институт водных проблем РАН (Россия), МГУ имени М. В. Ломоносова (Россия), Университет Джорджа Вашингтона (США), Университет Хоккайдо (Япония), Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (Германия): совместные исследования и публикации


Скрыть Показать полностью
Zolina O., Simmer C., Kapala A., Shabanov P., Becker P., Mächel H., Gulev S., Groisman P.
Precipitation Variability and Extremes in Central Europe from a German High Resolution Daily Precipitation Dataset: Results from STAMMEX Project. Bulletin of the American Meteorological Society 95: 995–1002 (2014).
Gusev Y.M., Nasonova O.N.
Application of a Technique for Scenario Prediction of Climate Change Impact on the Water Balance Components of Northern River Basins. Journal of Hydrology and Hydromechanics 62: 197–208 (2014).
Bulygina O.N., Arzhanova N.M., Groisman P.Y.
Icing Conditions over Northern Eurasia in Changing Climate. Environmental Research Letters 10(11): 025003 (2015).
Volosciuk C.D., Maraun D., Semenov V.A., Park W.
Extreme Precipitation in an Atmosphere General Circulation Model: Impact of Horizontal and Vertical Model Resolutions. Journal of Climate 28(3): 1184–1205 (2015).
Groisman P.Yа., Bulygina O.N., Yin X., Vose R.S., Gulev S.K., Førland E., Hanssen-Bauer I.
Recent Changes in the Frequency of Freezing Precipitation in North America and Northern Eurasia. Environmental Research Letters 11: 045007 (2016).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория орогенеза

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук

Науки о Земле и смежные экологические науки

Иркутск

Писаревский Сергей Анатольевич

Австралия, Россия

2019-2021

Вычислительная лаборатория подземной физико-химической гидро-геомеханики

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова"

Науки о Земле и смежные экологические науки

Москва

Подладчиков Юрий Юрьевич

Россия

2019-2021

Лаборатория комплексного изучения и мониторинга геодинамических процессов в Курило-Камчатской зоне субдукции

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН)»

Науки о Земле и смежные экологические науки

Москва

Шапиро Николай Михайлович

Франция, Россия

2018-2020