Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data
This paper is dedicated to the influence of partial deforestation with using global retrospective modelling data from The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP) for the territory of Ukraine. This experiment aims to global gradual deforestation and has two phases. The first phase, defined as...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236385 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| id |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-236385 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geofizicheskiy Zhurnal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2021-10-05T12:25:44Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
LUMIP deforestation forest cover albedo surface temperature near-surface air temperature daily air temperature range year air temperature range |
| spellingShingle |
LUMIP deforestation forest cover albedo surface temperature near-surface air temperature daily air temperature range year air temperature range Pysarenko, L. A. Krakovska, S. V. Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| topic_facet |
LUMIP deforestation forest cover albedo surface temperature near-surface air temperature daily air temperature range year air temperature range LUMIP обезлесение лесистость альбедо температура подстилающей поверхности приземная температура воздуха суточный размах температуры воздуха годовой размах температуры воздуха LUMIP знеліснення лісистість альбедо температура підстильної поверхні приземна температура повітря добовий розмах температури повітря річний розмах температури повітря |
| format |
Article |
| author |
Pysarenko, L. A. Krakovska, S. V. |
| author_facet |
Pysarenko, L. A. Krakovska, S. V. |
| author_sort |
Pysarenko, L. A. |
| title |
Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| title_short |
Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| title_full |
Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| title_fullStr |
Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| title_full_unstemmed |
Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data |
| title_sort |
impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of ukraine on the base of global climate models data |
| title_alt |
Влияние обезлесения на радиационный и термический режимы территории Украины по данным глобальных климатических моделей Вплив знеліснення на радіаційний та термічний режими території України за даними глобальних кліматичних моделей |
| description |
This paper is dedicated to the influence of partial deforestation with using global retrospective modelling data from The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP) for the territory of Ukraine. This experiment aims to global gradual deforestation and has two phases. The first phase, defined as the pre-industrial period (1850—1899) with constant unchangeable anthropogenic impact. For this period deforestation modelled with further replacement with grass cover with a linear trend 400000 km2/yr or 20 million km2 per 50 years in general. The second phase is next 30 years with no significant changes in forest cover (1900—1929). For conducting this research the data of several global climate models were applied. The results of analysis have demonstrated that a partial deforestation with grass substitution influences the surface reflectivity or albedo and redistribution of shortwave radiative fluxes. In turn, it provokes changes in thermal regime. It was found that the most significant changes in surface reflectivity and the strongest correlation coefficients between albedo and deforestation are in the winter season due to the presence of snow cover. As a result, statistical significant increase of albedo is with maximum values up to 24 %/50 years in some grids in winter. Then in the summer season maximal changes are up to 2.7 %/50 years due to small differences between forest and grass albedos. As a consequence, changes in albedo cause changes in surface and air temperature regimes. Strong dependencies were found in winter between changes in albedo and temperatures with maximum temperature decrease 2.5…2.0 %/50 years. In warm season correlations are weaker in comparison to cold season, but nevertheless, temperatures decrease also take place with maximum values 2.0…1.5 %/50 years. The analysis between deforestation and daily air temperature range has shown that particularly in winter season there is an increase of 0.5...1.5 %/50 years, whereas such tendency is not observed in warm season. Calculations of year air temperature range demonstrated controversial results among climate models, as follows it is hard to make a conclusion about the contribution of forest cover reduction to changes in this index. It was revealed, that global climate models with higher resolution are more sensitive to changes in albedo and, as a consequence to other characteristics than models with coarse ones. It should be noticed that obtained results concern pre-industrial period with minimal anthropogenic impact, when observed a stable snow cover in winter in Ukraine. In the current climate change with significant warming and reduction of snow season duration deforestation can have opposite effects on radiative and thermal regimes that require further studying. |
| publisher |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236385 |
| work_keys_str_mv |
AT pysarenkola impactofdeforestationonradiativeandthermalregimesoftheterritoryofukraineonthebaseofglobalclimatemodelsdata AT krakovskasv impactofdeforestationonradiativeandthermalregimesoftheterritoryofukraineonthebaseofglobalclimatemodelsdata AT pysarenkola vliânieobezleseniânaradiacionnyjitermičeskijrežimyterritoriiukrainypodannymglobalʹnyhklimatičeskihmodelej AT krakovskasv vliânieobezleseniânaradiacionnyjitermičeskijrežimyterritoriiukrainypodannymglobalʹnyhklimatičeskihmodelej AT pysarenkola vplivznelísnennânaradíacíjnijtatermíčnijrežimiteritorííukraínizadanimiglobalʹnihklímatičnihmodelej AT krakovskasv vplivznelísnennânaradíacíjnijtatermíčnijrežimiteritorííukraínizadanimiglobalʹnihklímatičnihmodelej |
| first_indexed |
2025-07-17T11:12:12Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:12:12Z |
| _version_ |
1837892352503447552 |
| spelling |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-2363852021-10-05T12:25:44Z Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data Влияние обезлесения на радиационный и термический режимы территории Украины по данным глобальных климатических моделей Вплив знеліснення на радіаційний та термічний режими території України за даними глобальних кліматичних моделей Pysarenko, L. A. Krakovska, S. V. LUMIP, deforestation, forest cover, albedo, surface temperature, near-surface air temperature, daily air temperature range, year air temperature range LUMIP, обезлесение, лесистость, альбедо, температура подстилающей поверхности, приземная температура воздуха, суточный размах температуры воздуха, годовой размах температуры воздуха LUMIP, знеліснення, лісистість, альбедо, температура підстильної поверхні, приземна температура повітря, добовий розмах температури повітря, річний розмах температури повітря This paper is dedicated to the influence of partial deforestation with using global retrospective modelling data from The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP) for the territory of Ukraine. This experiment aims to global gradual deforestation and has two phases. The first phase, defined as the pre-industrial period (1850—1899) with constant unchangeable anthropogenic impact. For this period deforestation modelled with further replacement with grass cover with a linear trend 400000 km2/yr or 20 million km2 per 50 years in general. The second phase is next 30 years with no significant changes in forest cover (1900—1929). For conducting this research the data of several global climate models were applied. The results of analysis have demonstrated that a partial deforestation with grass substitution influences the surface reflectivity or albedo and redistribution of shortwave radiative fluxes. In turn, it provokes changes in thermal regime. It was found that the most significant changes in surface reflectivity and the strongest correlation coefficients between albedo and deforestation are in the winter season due to the presence of snow cover. As a result, statistical significant increase of albedo is with maximum values up to 24 %/50 years in some grids in winter. Then in the summer season maximal changes are up to 2.7 %/50 years due to small differences between forest and grass albedos. As a consequence, changes in albedo cause changes in surface and air temperature regimes. Strong dependencies were found in winter between changes in albedo and temperatures with maximum temperature decrease 2.5…2.0 %/50 years. In warm season correlations are weaker in comparison to cold season, but nevertheless, temperatures decrease also take place with maximum values 2.0…1.5 %/50 years. The analysis between deforestation and daily air temperature range has shown that particularly in winter season there is an increase of 0.5...1.5 %/50 years, whereas such tendency is not observed in warm season. Calculations of year air temperature range demonstrated controversial results among climate models, as follows it is hard to make a conclusion about the contribution of forest cover reduction to changes in this index. It was revealed, that global climate models with higher resolution are more sensitive to changes in albedo and, as a consequence to other characteristics than models with coarse ones. It should be noticed that obtained results concern pre-industrial period with minimal anthropogenic impact, when observed a stable snow cover in winter in Ukraine. In the current climate change with significant warming and reduction of snow season duration deforestation can have opposite effects on radiative and thermal regimes that require further studying. Рассмотрено влияние частичного обезлесения на климатические характеристики на территории Украины с использованием данных ретроспективного моделирования (The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP)). Использованы данные нескольких глобальных климатических моделей, в которых линейно уменьшали лесной покров на всей планете в общем на 20 млн км2, или по 400 тыс. км2/год, на протяжении 50 лет, в следующие 30 лет он оставался без изменений. Согласно результатам моделирования, уменьшение лесистости с дальнейшей заменой на травяной покров влияет на отражательную способность подстилающей поверхности (альбедо) и перераспределение коротковолновой радиации, вследствие чего изменяется температурный режим. Наибольшие изменения в альбедо и высокие коэффициенты корреляции между альбедо и обезлесением обнаружены в зимний сезон, когда снежный покров характеризуется устойчивостью. Статистически значимый рост альбедо в отдельных узлах сетки достигал 24 %/50 лет в зимний сезон, в то время как в летний максимальные изменения составляли 2,7 %, поскольку альбедо травы и леса сильно не различаются. Изменение альбедо, в свою очередь, приводит к изменению температурного режима подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха. Сильная связь между изменениями альбедо и показателями температуры прослеживается и в зимний сезон, вследствие чего снижается температура и подстилающей поверхности, и приземного слоя воздуха максимально на -2,5…-2,0 %/50 лет, тогда как в теплый сезон эта связь слабее, но также отмечается снижение температуры в отдельных узлах максимально на -2,0…-1,5 %/50 лет. Исследование связи между уменьшением лесистости и усредненным размахом суточной температуры воздуха продемонстрировало, что именно в холодный сезон данный показатель повышается до значений до 0,5...1,5 %/50 лет, тогда как в теплый сезон таких тенденций не отмечается. В результате анализа годового размаха температуры воздуха выявлены существенные различия в моделях, поэтому однозначное влияние лесистости на данный показатель не установлено. В общем модели с высоким пространственным разрешением в большей степени реагируют на изменения значений альбедо и, как следствие, иные показатели. Полученные выводы касаются доиндустриального периода с минимальным антропогенным воздействием, когда на территории Украины наблюдался устойчивый снежный покров в зимний сезон. В условиях современного изменения климата с существенным изменением продолжительности залегания снежного покрова и ростом температур влияние обезлесения на радиационный и термический режимы может быть противоположным, что требует дополнительных исследований. Розглянуто вплив часткового знеліснення на території України з використанням даних глобального ретроспективного моделювання (The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP)). Використано дані декількох глобальних кліматичних моделей, в яких поступово лінійно зменшували лісовий покрив по всій планеті у загальному на 20 млн км2, або по 400 тис. км2/рік, упродовж 50 років, у наступні 30 років його не змінювали. Згідно з результатами моделювання, зменшення лісистості із подальшою заміною на трав’яний покрив впливає на відбивну здатність підстильної поверхні (альбедо) та перерозподіл короткохвильової радіації, внаслідок чого змінюється термічний режим. Найбільші зміни в альбедо та найвищі значення коефіцієнтів кореляції між альбедо і знелісненням виявлено у зимовий сезон, коли встановлюється стійкий сніговий покрив. Статистично значуще зростання альбедо в окремих вузлах сітки сягало 24 %/50 років у зимовий сезон, у літній сезон максимальні зміни становили 2,7 %, оскільки альбедо трави і лісу значно не відрізняються. Зміна альбедо, у свою чергу, призводить до зміни температурного режиму підстильної поверхні та приземного шару повітря. Сильніший зв’язок між зміною альбедо та показниками температури спостерігається також у холодний сезон, унаслідок чого знижується температура як підстильної поверхні, так і повітря (максимально на -2,5…-2,0 %/50 років), тоді як у теплий сезон зв’язки між зміною альбедо і температурами є слабшими, проте також температура максимально зніжується на -2,0…-1,5 %/50 років. Згідно з дослідженнями зв’язку між зменшенням лісистості й усередненим добовим розмахом температури повітря, саме в холодний сезон цей показник підвищується до 0,5...1,5 %/50 років, тоді як у теплий сезон таких тенденцій не виявлено. В результаті аналізу річного розмаху температури виявлено значну розбіжність у моделях, тому однозначний вплив лісистості на нього встановити не вдалось. Загалом моделі з дрібнішою сіткою чутливіші до зміни значень альбедо і, як наслідок, до інших показників. Наведені висновки стосуються доіндустріального періоду з мінімальним антропогенним впливом, коли на території України взимку був стійкий сніговий покрив. В умовах сучасної зміни клімату зі значним зменшенням тривалості залягання снігового покриву та підвищенням температур вплив знеліснення на радіаційний та термічний режими може бути протилежним, що потребує додаткового вивчення. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-10-05 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236385 10.24028/gzh.v43i3.236385 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 3 (2021); 135-160 Геофизический журнал; Том 43 № 3 (2021); 135-160 Геофізичний журнал; Том 43 № 3 (2021); 135-160 2524-1052 0203-3100 uk https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236385/235398 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |