КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ БАЛТИЙСКОГО РЕГИОНА: АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
|
Лист использованных сокращений 3
Введение 4
1 Общая характеристика Балтийского моря и особенностей климата 6
1.1 Физико-географическая характеристика акватории Балтики 6
1.2 Сценарии изменения климата Балтийского региона 13
2 Материалы и методы 28
2.1 Характеристика исходных данных 28
2.2 Методы исследования 32
3 Климатические изменения Балтийского региона: анализ результатов
математического моделирования 36
3.1 Изменчивость интегрального климатического индекса Балтийского
моря 36
3.2 Оценка иизменчивость интегрального климатического индекса по
прогностическим данным 39
3.3 Оценка трендовых составляющих 44
3.4 Сравнение полученных результатов прогноза по различным данным48
3.5 Наиболее вероятный сценарий климатических изменений в Балтике . 59
Заключение 61
Список используемой литературы 63
Введение 4
1 Общая характеристика Балтийского моря и особенностей климата 6
1.1 Физико-географическая характеристика акватории Балтики 6
1.2 Сценарии изменения климата Балтийского региона 13
2 Материалы и методы 28
2.1 Характеристика исходных данных 28
2.2 Методы исследования 32
3 Климатические изменения Балтийского региона: анализ результатов
математического моделирования 36
3.1 Изменчивость интегрального климатического индекса Балтийского
моря 36
3.2 Оценка иизменчивость интегрального климатического индекса по
прогностическим данным 39
3.3 Оценка трендовых составляющих 44
3.4 Сравнение полученных результатов прогноза по различным данным48
3.5 Наиболее вероятный сценарий климатических изменений в Балтике . 59
Заключение 61
Список используемой литературы 63
количество различных природопользователей, представляющих интересы разных государств. В результате Балтика сталкивается со множеством серьезных проблем, возникающих в результате избыточного поступления в водоем органических и минеральных веществ, закисления и дефицита кислорода в придонных слоях, также серьезное воздействие на водоем оказывают интенсивное землепользование, промышленное производство, бесконтрольный вылов рыбы и транспортная инфраструктура.
Все это происходит на фоне выраженных климатических изменений в регионе. За последние 30 лет температура воды на Балтике в среднем увеличилась на 1,5°С, тогда как во всех остальных морях этот показатель составил на 0,5°С.
В таких условиях долгосрочный прогноз является актуальной задачей, так как без понимания наиболее вероятной тенденции изменений климата невозможно обоснованно принимать управленческие решения по развитию Балтийского региона.
Объектом исследования в данной работе является акватория Балтийского моря.
Предмет исследования - климатические изменения Балтийского моря за последние десятилетия и в ближайшем будущем.
Цель исследования - определить наиболее вероятную тенденцию изменения климатических условий акватории Балтийского моря, основываясь на анализе изменчивости интегрального климатического индекса по фактическим и модельным данным.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1) проанализировать физико-географические особенности Балтийского
4
моря и существующие прогнозы климатических изменений данного региона;
2) подготовить массивы гидрометеорологических данных с использованием результатов натурных наблюдений и реанализа, а также результатов прогнозирования;
3) произвести расчет интегрального климатического индекса (ИКЛ) для фактических с 2010 по 2018 гг. и прогностических данных 1962-2050 гг;
4) проанализировать изменчивость ИКЛ, рассчитанных по фактическим данным и сравнить с результатами прогнозирования различными методами;
5) обосновать наиболее вероятный сценарии изменения климата Балтийского моря.
В результате выполненного исследования было проведено сравнение интегральных климатических индексов, рассчитанных по фактическим данным и по результатам моделирования с использованием Санкт- Петербургской модели эвтрофикации Балтийского моря SPBEM с различным форсингом и статистико-вероятностного подхода. Это позволило сформулировать наиболее вероятный вариант климатических изменений в акватории Балтийского моря в ближайшее десятилетие.
Результаты исследования частично были представлены на V Всероссийской научной конференции молодых ученых «Комплексные исследования Мирового океана» КИМО-2020
Все это происходит на фоне выраженных климатических изменений в регионе. За последние 30 лет температура воды на Балтике в среднем увеличилась на 1,5°С, тогда как во всех остальных морях этот показатель составил на 0,5°С.
В таких условиях долгосрочный прогноз является актуальной задачей, так как без понимания наиболее вероятной тенденции изменений климата невозможно обоснованно принимать управленческие решения по развитию Балтийского региона.
Объектом исследования в данной работе является акватория Балтийского моря.
Предмет исследования - климатические изменения Балтийского моря за последние десятилетия и в ближайшем будущем.
Цель исследования - определить наиболее вероятную тенденцию изменения климатических условий акватории Балтийского моря, основываясь на анализе изменчивости интегрального климатического индекса по фактическим и модельным данным.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1) проанализировать физико-географические особенности Балтийского
4
моря и существующие прогнозы климатических изменений данного региона;
2) подготовить массивы гидрометеорологических данных с использованием результатов натурных наблюдений и реанализа, а также результатов прогнозирования;
3) произвести расчет интегрального климатического индекса (ИКЛ) для фактических с 2010 по 2018 гг. и прогностических данных 1962-2050 гг;
4) проанализировать изменчивость ИКЛ, рассчитанных по фактическим данным и сравнить с результатами прогнозирования различными методами;
5) обосновать наиболее вероятный сценарии изменения климата Балтийского моря.
В результате выполненного исследования было проведено сравнение интегральных климатических индексов, рассчитанных по фактическим данным и по результатам моделирования с использованием Санкт- Петербургской модели эвтрофикации Балтийского моря SPBEM с различным форсингом и статистико-вероятностного подхода. Это позволило сформулировать наиболее вероятный вариант климатических изменений в акватории Балтийского моря в ближайшее десятилетие.
Результаты исследования частично были представлены на V Всероссийской научной конференции молодых ученых «Комплексные исследования Мирового океана» КИМО-2020
Была проанализирована существующая информация о климате Балтийского моря и о сценариях, которые рассматривались в последние десятилетия в плане будущего этого региона.
Рассчитаны интегральные климатические индексы Балтийского моря для периода с 1900 по 2018 года по фактическим данным, а также применен этот же подход к анализу данных сценарных расчетов на модели SPBEM с 1962 по 2050 год.
Сравнение показало, что для натурных данных при увеличении длины ряда максимальные и минимальные значения ИКЛ не изменяются, в добавленный временной промежуток с 2010 по 2018 годы ИКЛ изменялся в гораздо более узком диапазоне. Результаты исследования показали, что наибольшее изменение среднегодовых значений ИКЛ наблюдалось в 20082010 годах и составило ~5 единиц, после 2012 года размах колебаний ИКЛ не превышал 2,6 единиц. При этом в период 2010-2018 годы абсолютные величины ИКЛ колебались относительно значения ~4 единицы. Ожидаемые тенденция снижение темпов роста и некоторая стабилизация значений ИКЛ в 2010-2020 годах, оправдались. Это позволяет считать прогноз тенденции изменения ИКЛ, сделанный на основе статистико-вероятностного подхода, на 2010-2020 годы в целом оправдавшимся.
Климатический индекс для модельных данных по сценарию E-REF до 2000 года завышен по отношению к индексам, рассчитанным по фактическим значениям температуры воды, воздуха и ледовитости. По сценарию Н-REF абсолютные величины ИКЛ по сценарию «H-REF» были приблизительно равны 2 единицы. На период с 2000 по 2018 года фактические значения гидрометеорологических характеристик наиболее приближены к модельным данным полученным по сценарию Н-REF, но интегральные климатические индексы различны и занижены у сценария Н-REF по отношению к индексам, 61
рассчитанным по фактическим данным.
Вклад полиномиальных трендов, аппроксимированных полиномами 3 - 6 степеней, возрастает до -27 - 53 % для периода с 1950 по 2018 года и возрастает до -50-60 % для периода с 2018 года по 2050 год, что свидетельствует о значительном влиянии долгопериодной квазигармонической составляющей, присутствующей в анализируемых исходных рядах.
У ряда ИКЛ для сценария E-REF экстремумы долгопериодных квазигармоник выражены не так ярко, как для сценария Н-REF и для ИКЛ по фактическим данным для периода до 2018 года. Для ряда ИКЛ по фактическим значениям в рассмотренный период моменты наступления экстремумов несколько не совпадают по времени экстремумами для ИКЛ различных сценариев, но они близки по своим максимальным значениям к значениям сценария Н-REF.
Таким образом, наиболее близкие к фактическим оценки изменения климата для интервала 2010-2018 годы дал модельный расчет по сценарию Н- REF. Это позволяет рекомендовать использовать именно его результаты для оценки изменений экосистемы Балтики в ХХ! веке. В тоже время для оценки долгопериодных тенденций изменения климата могут быть использованы и результаты прогнозирования на основе статистико-вероятностного подхода.
Рассчитаны интегральные климатические индексы Балтийского моря для периода с 1900 по 2018 года по фактическим данным, а также применен этот же подход к анализу данных сценарных расчетов на модели SPBEM с 1962 по 2050 год.
Сравнение показало, что для натурных данных при увеличении длины ряда максимальные и минимальные значения ИКЛ не изменяются, в добавленный временной промежуток с 2010 по 2018 годы ИКЛ изменялся в гораздо более узком диапазоне. Результаты исследования показали, что наибольшее изменение среднегодовых значений ИКЛ наблюдалось в 20082010 годах и составило ~5 единиц, после 2012 года размах колебаний ИКЛ не превышал 2,6 единиц. При этом в период 2010-2018 годы абсолютные величины ИКЛ колебались относительно значения ~4 единицы. Ожидаемые тенденция снижение темпов роста и некоторая стабилизация значений ИКЛ в 2010-2020 годах, оправдались. Это позволяет считать прогноз тенденции изменения ИКЛ, сделанный на основе статистико-вероятностного подхода, на 2010-2020 годы в целом оправдавшимся.
Климатический индекс для модельных данных по сценарию E-REF до 2000 года завышен по отношению к индексам, рассчитанным по фактическим значениям температуры воды, воздуха и ледовитости. По сценарию Н-REF абсолютные величины ИКЛ по сценарию «H-REF» были приблизительно равны 2 единицы. На период с 2000 по 2018 года фактические значения гидрометеорологических характеристик наиболее приближены к модельным данным полученным по сценарию Н-REF, но интегральные климатические индексы различны и занижены у сценария Н-REF по отношению к индексам, 61
рассчитанным по фактическим данным.
Вклад полиномиальных трендов, аппроксимированных полиномами 3 - 6 степеней, возрастает до -27 - 53 % для периода с 1950 по 2018 года и возрастает до -50-60 % для периода с 2018 года по 2050 год, что свидетельствует о значительном влиянии долгопериодной квазигармонической составляющей, присутствующей в анализируемых исходных рядах.
У ряда ИКЛ для сценария E-REF экстремумы долгопериодных квазигармоник выражены не так ярко, как для сценария Н-REF и для ИКЛ по фактическим данным для периода до 2018 года. Для ряда ИКЛ по фактическим значениям в рассмотренный период моменты наступления экстремумов несколько не совпадают по времени экстремумами для ИКЛ различных сценариев, но они близки по своим максимальным значениям к значениям сценария Н-REF.
Таким образом, наиболее близкие к фактическим оценки изменения климата для интервала 2010-2018 годы дал модельный расчет по сценарию Н- REF. Это позволяет рекомендовать использовать именно его результаты для оценки изменений экосистемы Балтики в ХХ! веке. В тоже время для оценки долгопериодных тенденций изменения климата могут быть использованы и результаты прогнозирования на основе статистико-вероятностного подхода.
Подобные работы
- Оценка ресурсного потенциала вендского водоносного комплекса на базе численного моделирования на примере Ленинградской области
Дипломные работы, ВКР, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 4325 р. Год сдачи: 2020 - Анализ влияния атомных электростанций на мезоклиматические условия районов их расположения на примере Ленинградской и Белоярской АЭС
Магистерская диссертация, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 5650 р. Год сдачи: 2016 - Общая характеристика Белоярской АЭС и района её размещения
Дипломные работы, ВКР, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4750 р. Год сдачи: 2020 - Оценка воздействия на мелководную арктическую экосистему на основе имитационного моделирования и лабораторного эксперимента
Магистерская диссертация, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4970 р. Год сдачи: 2023 - Изменение температурного режима подземного пространства урбанизированных территорий под влиянием антропогенных факторов
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 5350 р. Год сдачи: 2022 - Изменение температурного режима подземного пространства урбанизированных территорий под влиянием антропогенных факторов
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4930 р. Год сдачи: 2022 - Влияние ледовых условий сезона на численность и распределение гнездящихся лебедей-шипунов (Cygnus olor) в восточной части Финского залива
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4930 р. Год сдачи: 2022 - Территориальная дифференциация уровней социально-экономического развития в Уральском федеральном округе
Бакалаврская работа, география. Язык работы: Русский. Цена: 4355 р. Год сдачи: 2023 - ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРАКТИКЕ СОЦИАЛЬНО-РЕАБИЛИТАЦИОННЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ДЛЯ
НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНИХ
Дипломные работы, ВКР, социальная работа. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2017