All
 
|
 
 


Climate Model-Based Changes of the Navigation Period Duration at the North Sea Route in the 21st Century: Bayesian Estimates
 
PIIS086956520000847-4-1
DOI10.31857/S086956520000059-7
Publication type Article
Status Published
Authors
O. Kibanova 
Affiliation:
Lomonosov Moscow State University
A.M. Obukhov Institute of the Atmopsheric Physics, Russian Academy of Sciences
V. Khon
Affiliation: A.M. Obukhov Institute of the Atmopsheric Physics, Russian Academy of Sciences
I. Mokhov
Affiliation:
Lomonosov Moscow State University
A.M. Obukhov Institute of the Atmopsheric Physics, Russian Academy of Sciences
Moscow Institute of Physics and Technology
A. Eliseev
Affiliation:
Lomonosov Moscow State University
A.M. Obukhov Institute of the Atmopsheric Physics, Russian Academy of Sciences
Kazan Federal University
Journal nameDoklady Akademii nauk
EditionVolume 481 Issue 1
Pages89-94
Abstract

One may expect that the navigation period duration (NPD) at the North Sea Route (NSR) would increase in the 21st century provided that the global warming will continue in this century. Because of the marked uncertainty of the sensitivity of the sea ice characteristics to climate changes in the contemporary climate models, it is necessary to use the diagnostic approaches which take into account such uncertainty as well as the observational data uncertainty. The goal of the present paper is to study NSR NPD changes by using the CMIP5 (Coupled Models Intercomparison Project, phase 5) climate models output processed by employing Bayesian statistical approaches. It is found that under the RCP (Represntative Concentration Pathways) scenarios 4.5 and 8.5 the expected NSR NPD will amount to from 2 to 3 months in the middle of the 21st century and from 3 to 6 months in the end of this century.

Keywordsclimate changes, the Arctic, sea ice, North Sea Route, satellite data, climate models, Bayesian statistics, CMIP5
Received10.09.2018
Publication date13.09.2018
Number of characters13451
Cite   Download pdf To download PDF you should sign in
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной
1 Согласно модельным оценкам при продолжении глобального потепления в XXI веке можно ожидать существенное увеличение продолжительности навигационного периода (ПНП) на Северном морском пути (СМП) [1-6]. При этом следует отметить, что современные климатические модели характеризуются достаточно большой неопределённостью чувствительности характеристик морских льдов в Северном Ледовитом океане к изменениям климата как для численных экспериментов по воспроизведению климата ХХ века, так и для оценок климатических изменений в XXI столетии [2, 3, 4, 6-8]. В связи с этим необходимо использование методов анализа, учитывающих неопределённость результатов численных расчётов с климатическими моделями (а также неопределённость данных наблюдений) для получения более надёжных оценок ожидаемых в XXI веке изменений ПНП на СМП. Так, в [2, 3] из ансамбля климатических моделей были отобраны модели, которые реалистично воспроизводят не только современную ПНП на СМП в сопоставлении с данными наблюдений, но и скорость её изменения в последние десятилетия. В [4, 5] дополнительно требовалось адекватное воспроизведение стандартных отклонений межгодовой изменчивости ПНП. Это связано с не всегда удовлетворительным описанием в климатических моделях естественной изменчивости.
2 Цель данной работы - анализ изменений ПНП на СМП по расчётам с климатическими моделями ансамбля CMIP5 (Coupled Models Intercomparison Project, phase 5) [7] с использованием байесова осреднения [9-11]. Получено, что при сценариях антропогенных воздействий RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 и 8.5 ожидаемая ПНП на СМП составит 2-3 мес. в середине XXI века и 3-6 мес. в его конце. При этом результаты работы характеризуются большим разбросом между отдельными климатическими моделями.
3 Изменения приповерхностной температуры в арктических широтах в ХХ веке заметно (примерно двукратно) превышали среднеглобальные изменения [7]. В последние десятилетия потепление сопровождается быстрым сокращением площади морских льдов в Арктике. Среднегодовой объем арктического морского льда уменьшался в 1979-2012 гг. со скоростью около 4% за десятилетие [7]. В случае продолжения современного потепления климата возможен, в частности, переход уже в XXI веке к режиму полностью свободного от морских льдов арктического бассейна в теплые сезоны [7, 8].
4 В данной работе использовались результаты расчётов с моделями CMIP5 для 1979-2100 гг. Выбор начального года анализируемого периода связан с доступностью спутниковых данных о сплочённости морских льдов в Северном Ледовитом океане – с 1979 г. Для 1979-2005 гг. использовались результаты численных расчётов при сценарии "historical", а для 2006-2100 гг. - результаты численных расчётов с ансамблем климатических моделей CMIP5 при сценариях антропогенных и естественных воздействий семейства RCP. В том числе использовались результаты расчетов при сценариях умеренных (RCP 4.5) и более “агрессивных” (RCP 8.5) антропогенных воздействий для XXI века [7]. Анализ проводился для того же ансамбля климатических моделей и для той же трассы СМП что и в [6].

views: 2040

Readers community rating: votes 0 

1. Mokhov I.I., Khon V.Ch., Rekner Eh. // DAN. 2007. T. 414. S. 814-818.
2. Khon V.Ch., Mokhov I.I. // Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeana. 2010. T. 46. № 1. S. 19-25.
3. Khon V.C., Mokhov I.I., Latif M., et al. // Clim. Change. 2010. V. 100. № 3-4. S. 757-768.
4. Mokhov I.I., Khon V.Ch. // Arktika: ehkologiya i ehkonomika 2015. № 2 (18). S. 88-95.
5. Mokhov I.I., Khon V.Ch., Prokof'eva M.A. // DAN. 2016. T. 468. № 6. C. 699-704.
6. Khon V.C., Mokhov I.I., Semenov V.A. // Env. Res. Lett. 2017 V. 12. № 2. 024010
7. Climate Change 2013: The Physical Science Basis / T. Stocker, D. Qin, G.K. Plattner, et al. Eds. Sambridge; N.Y.: Cambridge Univ. Press, 2007. 1535 p.
8. Eliseev A.V., Semenov V.A. // DAN. 2016. T. 471. № 2. S. 214-218.
9. Hoeting J.A., Madigan D., Raftery A.E., et al. // Stat. Sci. 1999. V. 14. № 4. P. 382-417.
10. Eliseev A.V. // Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana. 2011. T. 47. № 2. C. 147-170.
11. Eliseev A.V., Mokhov I.I., Chernokulsky A.V. // Biogeosciences. 2014. V. 11. № 12. S. 3205-3223.
12. Peng G., Meier W.N., Scott D.J., et al.  // Earth Syst. Sci. Data. 2013. V. 5. № 2. R. 311-318.
13. Weigel A.P., Knutti R., Liniger M.A., et al.  // J. Climate. 2010. V. 23. № 15. P. 4175-4191.
14. Forster P.M., Andrews T., Good P., et al. // J. Geophys. Res.: Atmospheres. 2013. V. 118. № D3. R. 1139-1150
15. Pithan F., Mauritsen T. // Nature Geosci. 2014. V. 7. № 3. P. 181-184.

Система Orphus

Loading...
Up