Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 4. С. 284-297

Региональные особенности схода снежного покрова в Сибири в условиях быстрого потепления Арктики

Е.В. Варламова 1 , В.С. Соловьев 1 
1 Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН, Якутск, Россия
Одобрена к печати: 05.08.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-284-297
Снежный покров является одним из наиболее чувствительных индикаторов климатических изменений. В условиях Арктического усиления потепления наблюдается сокращение продолжительности сроков залегания снежного покрова в основном за счёт его более раннего схода. Сроки схода снежного покрова, в свою очередь, оказывают заметное влияние на растительные экосистемы. По данным реанализа ERA5-Land (англ. European Reanalysis v5), сети метеостанций Росгидромета (1982–2022) и радиометра MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) (2000–2022) построено пространственно-временное распределение и вариации характеристик снежного покрова и приземной температуры воздуха на территории Сибири. Показано, что за исследуемый период (1982–2022) в условиях быстрого потепления Арктики наблюдается статистически значимая тенденция более раннего схода снега: в Заполярье снежный покров стал сходить раньше на 14±4 дней при тренде –0,34±0,1 дней/год; аналогичные показатели на остальной территории Сибири (южнее полярного круга) составили 9±3 дней и –0,22±0,08 дней/год соответственно. За этот период средняя температура приземного слоя воздуха в Заполярье в апреле – июне выросла на 4,6±1 °C (тренд 0,11±0,03 °C/год), а южнее — на 2,8±0,8 °C (тренд 0,07±0,02 °C/год). На карте тренда даты схода снега на севере Сибири обнаружена область с наиболее высокими показателями тренда раннего схода снега и роста температуры воздуха (–0,37±0,1 дней/год и 0,12±0,03 °C/год), заметно превышающими аналогичные показатели на остальной части Сибири. Наблюдаемые изменения характеристик снежного покрова обусловлены заметным влиянием арктического усиления и климатогеографическими особенностями Сибири.
Ключевые слова: снежный покров, сход снега, арктическое усиление, Сибирь, ERA5-Land, MODIS
Полный текст

Список литературы:

  1. Алексеев Г. В. Проявление и  усиление глобального потепления в Арктике // Фундам. и приклад. климатология. 2015. Т. 1. C. 11–26.
  2. Алексеев Г. В., Радионов В. Ф., Александров Е. И., Иванов Н. Е., Харланенкова Н. Е. Климатические изменения в Арктике и северной полярной области // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. Т. 84. № 1. C. 67–80.
  3. Алексеев Г. В., Кузьмина С. И., Бобылев Л. П. и др. Влияние атмосферных переносов тепла и влаги на летнее потепление в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 3. C. 67–77. DOI: 10.30758/0555-2648-2017-0-3-67-77.
  4. Алексеев Г. В., Харланенкова Н. Е., Вязилова А. Е. Арктическое усиление: роль междуширотного обмена в атмосфере // Фундам. и приклад. климатология. 2023. Т. 9. № 1. C. 13–32. DOI: 10.21513/2410-8758-2023-1-13-32.
  5. Борзенкова И. И., Ершова А. А., Жильцова Е. Л., Шаповалова К. О. Морской лёд Арктического бассейна в свете современных и прошлых климатических изменений // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 4. C. 533–546. DOI: 10.31857/S2076673421040106.
  6. Булыгина О. Н., Разуваев В. Н., Александрова Т. М. Описание массива данных «Характеристики снежного покрова на метеорологических станциях России и бывшего СССР». Свидетельство о гос. регистрации базы данных № 2014621201. Рег. 26.08.2014.
  7. Быков Н. И., Попов Е. С. Наблюдения за динамикой снежного покрова в ООПТ Алтае-Саянского экорегиона: метод. рук. Красноярск. 2011. 64 с.
  8. Жилина И. Ю. Потепление в Арктике: возможности и риски // Экон. и соц. проблемы России. 2021. № 1. C. 66–87. DOI: 10.31249/espr/2021.01.04.
  9. Климат // Национальный атлас России. Т. 2. Природа и экология. М.: ПКО «Картография», 2007. С. 146–184.
  10. Латонин М. М., Башмачников И. Л., Бобылёв Л. П. Явление арктического усиления и его движущие механизмы // Фундам. и приклад. гидрофизика. 2020. Т. 13. № 3. C. 3–19. DOI: 10.7868/S2073667320030016.
  11. Попова В. В., Ширяева А. В., Морозова П. А. Изменения характеристик снежного покрова на территории России в 1950–2013 годах: региональные особенности и связь с глобальным потеплением // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № 4. C. 65–75. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2018-4(65-75).
  12. Серых И. В., Толстиков А. В. Изменения климата западной части Российской Арктики в 1980–2021 гг. Ч. 2. Температура почвы, снег, влажность // Проблемы Арктики и Антарктики. 2022. Т. 68. № 4. C. 352–369. DOI: 10.30758/0555-2648-2022-68-4-352-369.
  13. Титкова Т. Б., Виноградова В. В. Сроки залегания снежного покрова на территории России в начале ХХI в. по спутниковым данным // Лёд и Снег. 2017. Т. 57. № 1. C. 25–33. DOI: 10.15356/2076-6734-2017-1-25-33.
  14. Biancamaria S., Cazenave A., Mognard N. M. et al. Satellite-based high latitude snow volume trend, variability and contribution to sea level over 1989/2006 // Global and Planetary Change. 2011. V. 75. No. 3. P. 99–107. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2010.10.011.
  15. Brown R. D., Robinson D. A. Northern Hemisphere spring snow cover variability and change over 1922–2010 including an assessment of uncertainty // The Cryosphere. 2011. V. 5. No. 1. P. 219–229. DOI: 10.5194/tc-5-219-2011.
  16. Brown R., Derksen C., Wang L. A multi-data set analysis of variability and change in Arctic spring snow cover extent, 1967–2008 // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2010. V. 115. Iss. D16. Article D16111. DOI: 10.1029/2010JD013975.
  17. Burgass M. J., Milner-Gulland E. J., Stewart-Lowndes J. S. et al. A pan-Arctic assessment of the status of marine social-ecological systems // Regional Environmental Change. 2019. V. 19. No. 1. P. 293–308. DOI: 10.1007/s10113-018-1395-6.
  18. Chen X., Yang Y., Ma Y., Li H. Distribution and attribution of terrestrial snow cover phenology changes over the Northern Hemisphere during 2001–2020 // Remote Sensing. 2021. V. 13. No. 9. Article 1843. DOI: 10.3390/rs13091843.
  19. Cohen J. L., Furtado J. C., Barlow M. A. et al. Arctic warming, increasing snow cover and widespread boreal winter cooling // Environmental Research Letters. 2012. V. 7. No. 1. Article 014007. DOI: 10.1088/1748-9326/7/1/014007.
  20. Cohen J., Zhang X., Francis J. et al. Divergent consensuses on Arctic amplification influence on midlatitude severe winter weather // Nature Climate Change. 2020. V. 10. No. 1. P. 20–29. DOI: 10.1038/s41558-019-0662-y.
  21. Collins W. D., Bitz C. M., Blackmon M. L. et al. The Community Climate System Model Version 3 (CCSM3) // J. Climate. 2006. V. 19. Iss. 11. P. 2122–2143. DOI: 10.1175/JCLI3761.1.
  22. Derksen C., Brown R. Spring snow cover extent reductions in the 2008–2012 period exceeding climate model projections // Geophysical Research Letters. 2012. V. 39. Iss. 19. Article L19504. DOI: 10.1029/2012GL053387.
  23. Déry S. J., Brown R. D. Recent Northern Hemisphere snow cover extent trends and implications for the snow-albedo feedback // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. Iss. 22. Article L22504. DOI: 10.1029/2007GL031474.
  24. Dunn R. J. H., Aldred F., Gobron N. et al. Global climate // Bull. American Meteorological Society. 2021. V. 102. No. 8. P. S11–S142. DOI: 10.1175/BAMS-D-21-0098.1.
  25. Francis J. A., Vavrus S. J. Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes // Geophysical Research Letters. 2012. V. 39. Iss. 6. Article L06801. DOI: 10.1029/2012GL051000.
  26. Ghatak D., Deser C., Frei A. et al. Simulated Siberian snow cover response to observed Arctic sea ice loss, 1979–2008 // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2012. V. 117. Iss. D23. Article D23108. DOI: 10.1029/2012JD018047.
  27. Hall D. K., Riggs G. A. (2021a) MODIS/Terra Snow Cover Daily L3 Global 0.05Deg CMG. Version 61 / NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center. Boulder. Colorado USA, 2024. DOI: 10.5067/MODIS/MOD10C1.061.
  28. Hall D. K., Riggs G. A. (2021b) MODIS/Terra Snow Cover Daily L3 Global 500m SIN Grid. Version 61 / NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center. Boulder. Colorado USA. 2024. DOI: 10.5067/MODIS/MOD10A1.061.
  29. Hassol S. J. Impacts of a warming Arctic: Arctic climate impact assessment. Cambridge University Press, 2004. 139 p.
  30. Holland M. M., Bitz C. M. Polar Amplification of climate change in the coupled Model Intercomparison Project // Climate Dynamics. 2003. V. 21. No 3. P. 221–232. DOI: 10.1007/s00382-003-0332-6.
  31. Johannessen O. M., Bengtsson L., Miles M. W. et al. Arctic climate change: observed and modelled temperature and sea-ice variability // Tellus A. 2004. V. 56. No. 4. P. 328–341. DOI: 10.1111/j.1600-0870.2004.00060.x.
  32. Kendall M. G. Rank Correlation Methods. 4th ed. L.: Charles Griffin, 1975. 160 p.
  33. Mann H. B. Non-Parametric Tests against Trend // Econometrica. 1945. V. 13. P. 245–259. DOI: 10.2307/1907187.
  34. Matyukhina A. A., Voropay N. N. Long-term dynamics of snow cover in the Baikal region // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 611. No 1. Article 012007. DOI: 10.1088/1755-1315/611/1/012007.
  35. Mudryk L., Chereque A. E., Derksen C. et al. Arctic report card 2022: Terrestrial snow cover // NOAA technical report OAR ARC. 2022. No. 22-03. DOI: 10.25923/yxs5-6c72.
  36. Muñoz-Sabater J., Dutra E., Agustí-Panareda A. et al. ERA5-Land: A state-of-the-art global reanalysis dataset for land applications // Earth System Science Data. 2021. V. 13. No. 9. P. 4349–4383. DOI: 10.5194/essd-13-4349-2021.
  37. Overland J. E., Spillane M. C., Percival D. B. et al. Seasonal and regional variation of pan-arctic surface air temperature over the instrumental record // J. Climate 2004. V. 17. Iss. 17. P. 3263–3282. DOI: 10.1175/1520-0442(2004)017<3263:SARVOP>2.0.CO;2.
  38. Park H., Walsh J. E., Kim Y. et al. The role of declining Arctic sea ice in recent decreasing terrestrial Arctic snow depths // Polar Science. 2013. V. 7. No. 2. P. 174–187. DOI: 10.1016/j.polar.2012.10.002.
  39. Park H. S., Kim S. J., Stewart A. L. et al. Mid-Holocene Northern Hemisphere warming driven by Arctic amplification // Science Advances. 2019. V. 5. Iss. 12. Article eaax8203. DOI: 10.1126/sciadv.aax8203.
  40. Rantanen M., Karpechko A. Y., Lipponen A. et al. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979 // Communications Earth and Environment. 2022. V. 3. No. 1. P. 1–10. DOI: 10.1038/s43247-022-00498-3.
  41. Roessler S., Dietz A. J. Development of global snow cover—trends from 23 years of global SnowPack // Earth. 2023. V. 4. No 1. P. 1–22. DOI: 10.3390/earth4010001.
  42. Screen J. A., Simmonds I. The central role of diminishing sea ice in recent Arctic temperature amplification // Nature. 2010. V. 464. No. 7293. P. 1334–1337. DOI: 10.1038/nature09051.
  43. Sen P. K. Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s Tau // J. American Statistical Association. 1968. V. 63. P. 1379–1389. DOI: 10.1080/01621459.1968.10480934.
  44. Serreze M., Francis J. The Arctic amplification debate // Climatic Change. 2006. V. 76. P. 241–264. DOI: 10.1007/s10584-005-9017-y.
  45. Serreze M. C., Holland M. M., Stroeve J. Perspectives on the Arctic’s shrinking sea-ice cover // Science. 2007. V. 315. No. 5818. P. 1533–1536. DOI: 10.1126/science.1139426.
  46. Smith D. M., Screen J. A., Deser C. et al. The Polar Amplification Model Intercomparison Project (PAMIP) contribution to CMIP6: investigating the causes and consequences of polar amplification // Geoscientific Model Development. 2019. V. 12. No. 3. P. 1139–1164. DOI: 10.5194/gmd-12-1139-2019.
  47. Stroeve J., Holland M. M., Meier W. et al. Arctic sea ice decline: Faster than forecast // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. Iss. 9. Article L09501. DOI: 10.1029/2007GL029703.
  48. Stroeve J. C., Serreze M. C., Holland M. M. et al. The Arctic’s rapidly shrinking sea ice cover: a research synthesis // Climatic Change. 2012. V. 110. No. 3–4. P. 1005–1027. DOI: 10.1007/s10584-011-0101-1.
  49. Theil H. A rank-invariant method of linear and polynomial regression analysis // I, II, and III Proc. Royal Netherlands Academy of Sciences. 1950. V. 53. P. 386–392, 521–525 and 1397–1412.
  50. Vihma T. Effects of Arctic sea ice decline on weather and climate: A review // Surveys in Geophysics. 2014. V. 35. No. 5. P. 1175–1214. DOI: 10.1007/s10712-014-9284-0.
  51. Walsh J. E. Intensified warming of the Arctic: Causes and impacts on middle latitudes // Global and Planetary Change. 2014. V. 117. P. 52–63. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2014.03.003.
  52. Wassmann P., Duarte C. M., Agustí S., Sejr M. K. Footprints of climate change in the Arctic marine ecosystem // Global Change Biology. 2011. V. 17. Iss. 2. P. 1235–1249. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2010.02311.x.
  53. Wu Y., Smith K. L. Response of Northern Hemisphere midlatitude circulation to Arctic amplification in a simple atmospheric general circulation model // J. Climate. 2016. V. 29. No. 6. P. 2041–2058. DOI: 10.1175/JCLI-D-15-0602.1.
  54. Yang Q., Kang S., Yu H., Yang Y. (2023a) Impact of the shrinkage of Arctic sea ice on eurasian snow cover changes in 1979–2021 // Advances in Atmospheric Sciences. 2023. V. 40. No. 12. P. 2183–2194. DOI: 10.1007/s00376-023-2272-x.
  55. Yang Y., You Q., Smith T. et al. (2023b) Spatiotemporal dipole variations of spring snowmelt over Eurasia // Atmospheric Research. 2023. V. 295. Article 107042. DOI: 10.1016/j.atmosres.2023.107042.
  56. Yue S., Che T., Dai L. et al. Characteristics of snow depth and snow phenology in the high latitudes and high altitudes of the Northern Hemisphere from 1988 to 2018 // Remote Sensing. 2022. V. 14. No 19. Article 5057. DOI: 10.3390/rs14195057.