Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті

Наведено результати дослідження та перша кількісна оцінка зміни температури повітря та кількості опадів для території України на ХХІ століття по сезонах з використанням ансамблю з 10 глобальних моделей проекту СМІР3. Проаналізовано та представлено відмінності у прогнозах досліджуваних величин дл...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту
Datum:2010
Hauptverfasser: Паламарчук, Л.В., Гнатюк, Н.В., Краковська, С.В., Шедеменко, І.П., Дюкель, Г.О.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainisch
Veröffentlicht: Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України 2010
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58536
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті / Л.В. Паламарчук, Н.В. Гнатюк, С.В. Краковська, І.П. Шедеменко, Г.О. Дюкель // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 104-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859597559270473728
author Паламарчук, Л.В.
Гнатюк, Н.В.
Краковська, С.В.
Шедеменко, І.П.
Дюкель, Г.О.
author_facet Паламарчук, Л.В.
Гнатюк, Н.В.
Краковська, С.В.
Шедеменко, І.П.
Дюкель, Г.О.
citation_txt Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті / Л.В. Паламарчук, Н.В. Гнатюк, С.В. Краковська, І.П. Шедеменко, Г.О. Дюкель // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 104-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту
description Наведено результати дослідження та перша кількісна оцінка зміни температури повітря та кількості опадів для території України на ХХІ століття по сезонах з використанням ансамблю з 10 глобальних моделей проекту СМІР3. Проаналізовано та представлено відмінності у прогнозах досліджуваних величин для трьох спеціально розроблених МГЕЗК сценаріїв: В1, А1В, А2. Приведены результаты исследования и первая количественная оценка изменений температуры воздуха и количества осадков для территории Украины на XXI век по сезонам с использованием ансамбля из 10 моделей общей циркуляции атмосферы и океанов (МОЦАО) проекта СМIР3. Проанализированы и представлены различия в прогнозах исследуемых величин для трех специально разработанных МГЕИК сценариев: В1, А1В, А2. For the first time quantitative estimations of seasonal surface air temperature and precipitation changes for the territory of Ukraine in the 21st century obtained through the ensemble of 10 General Circulation Models of Atmosphere and Oceans (GCMAO) from the project CMIP3 have been received. Differences in the projected characteristics during the 21st century for three specially worked out by IPCC scenarios (В1, А1В and А2) have been analyzed and presented.
first_indexed 2025-11-27T22:13:25Z
format Article
fulltext 104 Наук. праці УкрНДГМІ, 2010, Вип. 259 УДК 551.58.001.57;551.58.001.18+551.509.3 Л.В. Паламарчук, Н.В. Гнатюк, С.В. Краковська, І.П. Шедеменко, Г.О. Дюкель СЕЗОННІ ЗМІНИ КЛІМАТУ В УКРАЇНІ В ХХІ СТОЛІТТІ Наведено результати дослідження та перша кількісна оцінка зміни температури повітря та кількості опадів для території України на ХХІ століття по сезонах з використанням ансамблю з 10 глобальних моделей проекту СМІР3. Проаналізовано та представлено відмінності у прогнозах досліджуваних величин для трьох спеціально розроблених МГЕЗК сценаріїв: В1, А1В, А2. Ключові слова: модель загальної циркуляції атмосфери та океанів (МЗЦАО), проекція сезонних змін клімату в Україні, швидкість зміни кліматичних характеристик, ансамблеве середнє. Вступ Сьогодні виникає все більше питань щодо причин та наслідків глобальних кліматичних змін. Серед прогресивних методів дослідження можливих сценаріїв розвитку кліматичної системи на передній план виступає глобальне та регіональне моделювання. У розробках моделей загальної циркуляції атмосфери та океану (МЗЦАО) протягом останніх десятиріч відмічається значний прогрес, який пов’язаний зі збільшенням обчислювальних ресурсів, що забезпечують кращу деталізацію та повноту модельних описів кліматичних процесів і дозволяють проводити розрахунки тенденцій кліматичних змін на багато десятків років. Серед недоліків даного методу можна виділити наступні два аспекти: оскільки розрахунки проводяться на значний період часу, пряме порівняння отриманих сьогодні результатів з даними спостережень (верифікація) стане можливим лише в далекому майбутньому, коли вони вже не матимуть вагомого практичного значення. Крім того, дані розрахунки не можна вважати повною мірою прогнозами, оскільки зовнішні впливи на модельну кліматичну систему (наприклад, антропогенні викиди парникових газів та аерозолів в атмосферу) задаються відповідно до різних сценаріїв розвитку людства, вірогідність яких в свою чергу не визначена. Незважаючи на висвітлені недоліки, математичне моделювання залишається одним із найефективніших методів 105 довгострокового прогнозу змін метеорологічних величин для дослідження клімату майбутнього. А для України використання засобів моделювання є значущим кроком у розвитку методів дослідження клімату та дозволяє йти в ногу з методологічними тенденціями сучасної науки. Формування ансамблю моделей та розрахунків як прогресивний метод дослідження змін клімату Для зменшення величини похибки прогнозу, отриманого за допомогою МЗЦАО, використовуються паралельні розрахунки однієї або кількох моделей за однакових зовнішніх впливів – ансамблевий метод аналізу. Результат осереднення за мультимодельним ансамблем (складений з розрахунків незалежних моделей), як правило, має найбільший успіх у порівнянні з даними спостережень. Це пов’язано з тим, що систематичні похибки, властиві кожній окремій моделі, часто є випадковими у відношенні до ансамблю моделей і при осередненні взаємно компенсуються. З метою проведення науково-технічних та соціально-економічних оцінок глобальних змін клімату та пов’язаних з цим проблем у 1988 році дві спеціалізовані організації ООН (ВМО та ЮНЕП) створили Міжурядову групу експертів зі змін клімату (МГЕЗК) – Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), яка сьогодні є найбільш авторитетною міжнародною організацією, що займається оцінкою змін глобального та регіонального клімату минулого, сучасного та майбутнього, впливу кліматичних змін на глобальному та регіональному рівні та можливостей адаптації до них. У 1990, 1996, 2001 та 2007 році МГЕЗК підготувала чотири доповіді з оцінками загального стану навколишнього середовища, які є зведеннями вже відомих знань та питань, які ще необхідно з’ясувати стосовно кліматичної системи та пов’язаних з нею факторів. Доповіді МГЕЗК – це результати всебічного аналізу даних спостережень за кліматом та прогнозу його майбутніх змін і останні досягнення світової науки в області фундаментальних досліджень глобальної кліматичної системи. Зауважимо, що автори 4-ої доповіді здобули Нобелівську премію миру 2007 року, що є загальносвітовим визнанням їх наукових досягнень. У рамках підготовки Четвертої доповіді МГЕЗК було організовано безпрецедентний за своїми масштабами та кількістю учасників проект з аналізу прогнозів клімату за допомогою МЗЦАО нового покоління. Основу даного проекту, який отримав назву СМІР3 і є третьою фазою 106 проекту СМІР (Coupled Model Intercomparison Project), склали розрахунки клімату ХХ століття (20С3М) на основі даних спостережень та вимірів концентрації парникових газів та аерозолів, а також розрахунки змін клімату в ХХІ столітті для сценаріїв зміни цих концентрацій, розроблених МГЕЗК [11]. Усього в проекті взяло участь більш як два десятки МЗЦАО, розроблених у відомих дослідницьких центрах світу, багато з яких представили результати ансамблевих розрахунків (з різними початковими умовами) для кожного типу чисельного експерименту [9, 12]. Аналізуючи отримані результати проекту СМІР3, вчені дійшли спільного висновку, що використання мультимодельного ансамблю в оцінках майбутніх змін клімату дає більш точні прогнози. До того ж ансамблевий підхід має чимало переваг порівняно з використанням однієї моделі, навіть якщо вона зарекомендувала себе як найбільш успішна в розрахунках минулого та сучасного клімату. Серед таких переваг слід відзначити те, що в разі залучення декількох моделей і їх розрахунків, можна отримати більш реалістичні межі майбутніх змін клімату. Ансамбль МЗЦАО у дослідженні сезонних змін клімату для території України в ХХІ столітті Для оцінки очікуваних сезонних змін регіонального клімату на території України в ХХІ сторіччі, а саме, розподілу двох метеорологічних величин – температури повітря та кількості опадів, з-поміж 23 МЗЦАО, що використовувались у проекті СМІР3, було відібрано десять моделей (див. табл. 1). У результаті всебічного аналізу відібрані моделі були визнані найбільш придатними для аналізу кліматичної ситуації на території нашої держави з таких причин: вони розроблені науковцями провідних країн світу та є найбільш сучасними, чим викликають до себе певний ступінь довіри. Крім того, при відборі особлива увага приділялась величині просторового кроку моделі (< 2,8º) та кількості вертикальних рівнів (> 20). Слід зауважити, що деякі з відібраних моделей мають кілька розрахунків для кожного із сценаріїв і, таким чином, всього було використано результати 84-х розрахунків 10 МЗЦАО. Насамперед було надіслано запит до архіву СМІР3 та отримано середньомісячні дані температури повітря та кількості опадів на ХХІ століття для 10 МЗЦАО на основі трьох сценаріїв розвитку людства: В1, А1В та А2 (всього 84 набори даних для двох метеорологічних величин). Наступним кроком було виділення території України за її географічними 107 координатами з масивів даних. Кількість вузлів розрахункової сітки для кожної моделі, що потрапили у виділену прямокутну область з координатами 22,5º– 40,0º сх. д та 44,4º– 52,0º пн. ш наведено в табл. 1 та наочно представлено на рис. 1. Тільки в 4-х із вибраних моделей однакові розміри та розташування вузлів розрахункової сітки, у решти вони не співпадають, що ускладнює задачу порівняння результатів окремих обраних МЗЦАО між собою. Також у зв’язку з тим, що кількість вузлів розрахункових сіток обраних моделей для України незначна, осереднення за площею проводилось з використанням усіх вузлів, тобто для всієї прямокутної області, представленої на рис. 1. Таблиця 1 МЗЦАО, що були застосовані для оцінки прогнозу сезонних кліматичних змін на території України в ХХІ ст. для різних сценаріїв Кількість розрахунків для сценаріїв Номер та назва моделі Рік вер- сії Країна Горизонтальні кроки та кількість вертикальних рівнів B1 A1B A2 Розмір координат- ної сітки: Україна 1: BCCR- BCM2.0 2005 Norway T63 (1,9°x1,9°) L31 1 1 1 7 x 3 2: NCAR- CCSM3 2005 USA T85 (1,4°x1,4°) L26 9 7 4 13 x 5 3: CGCM3.1 (T47) 2005 Canada T47 (~2,8°x2,8°) L31 5 5 5 5 x 2 4: CGCM3.1 (T63) 2005 Canada T63 (~1,9°x1,9°) L31 1 1 0 7 x 3 5: ECHAM5 / MPI-OM 2005 German у T63 (~1,9°x1,9°) L31 5 3 4 10 x 4 6: GFDL- CM2.1 2005 USA 2,0° x 2,5° L24 1 1 1 7 x 4 7: MIROC3.2 (hires) 2004 Japan T106 (~1,1°x1,1°) L56 1 1 0 16 x 7 8: MIROC3.2 (medres) 2004 Japan T42 (~2,8°x2,8°) L20 3 3 3 7 x 3 9: MRI- CGCM2.3.2 2003 Japan T42 (~2,8°x2,8°) L30 5 5 5 7 x 3 10: UKMO- HadGEM1 2004 UK ~1,3°x1,9° L38 1 1 1 10 x 6 108 У цьому випадку проводився аналіз даних і визначалися загальні тенденції зміни значень температури повітря та кількості опадів за окремими сезонами для території України в ХХІ ст. Оскільки територія України займає значну площу та має неоднорідні фізико-географічні умови, у подальшому слід звернути увагу на дослідження особливостей сезонних кліматичних змін в окремих регіонах України та їх порівняння між собою. У разі використання для цієї мети МЗЦАО, необхідно застосовувати спеціальні методи інтерполяції. Зважаючи на великі кроки модельної сітки МЗЦАО, у наступних дослідженнях більш доцільно використовувати не глобальні, а регіональні кліматичні моделі [3, 4, 7, 8]. Рис. 1. Розрахункові сітки МЗЦАО з табл. 1 і відповідні їм області прогнозування клімату (рамки) для території України Набори даних для кожного з трьох використаних сценаріїв розвитку людства та можливих кліматичних змін аналізувалися за наступним алгоритмом. Спочатку було отримано середні значення прогнозованих рядів даних для моделей, які мали більш як один розрахунок – ансамблеве усереднення, в результаті чого було отримано 20 наборів даних (два метеорологічні показники для 10 моделей). Потім для кожного з 109 отриманих рядів даних середньомісячні характеристики були трансформовані у сезонні середні значення температури повітря та суми опадів. Кінцевим етапом було виділення та усереднення за сезонами року даних середньомісячної температури повітря та кількості опадів для кожного з отриманих наборів даних по 10 моделях. Кінцевим результатом було отримання усереднених за площею прямокутних розрахункових сіток усіх обраних МЗЦАО мінімальних, середніх та максимальних за площею значень для кожного сезону. Прогнозовані зміни кліматичних характеристик в Україні за сезонами Згідно з [4, 8-10] очікується, що майбутні зміни клімату будуть мати чітко виражений сезонний характер. Тому проведений аналіз обраних метеорологічних величин є доцільним для прогнозування змін клімату в Україні на основі даних МЗЦАО. Подібні підходи щодо обраної методики досліджень пропонуються в [4, 5, 8]. Досвід верифікації регіональних моделей клімату [3, 7] також показує, що найвищий ступінь кореляції модельних результатів та даних спостережень відмічається для усереднених за площею характеристик. 2000 2020 2040 2060 2080 2100 -8 -4 0 4 8 t (o C ) 0 100 200 300 ЗИМА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 4 8 12 16 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ВЕСНА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 16 20 24 28 32 t (o C ) 0 100 200 300 ЛІТО 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 4 8 12 16 20 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ОСІНЬ Рис. 2. Сезонні зміни температури повітря (t, сірі лінії) та кількості опадів (Р, чорні лінії) для сценарію В1 (представлено мінімальні, середні та максимальні усереднені за площею значення) 110 2000 2020 2040 2060 2080 2100 -8 -4 0 4 8 t (o C ) 0 100 200 300 ЗИМА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 4 8 12 16 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ВЕСНА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 16 20 24 28 32 t (o C ) 0 100 200 300 ЛІТО 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 4 8 12 16 20 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ОСІНЬ Рис. 3. Сезонні зміни температури повітря (t, сірі лінії) та кількості опадів (Р, чорні лінії) для сценарію А1В 2000 2020 2040 2060 2080 2100 -8 -4 0 4 8 t (o C ) 0 100 200 300 ЗИМА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 4 8 12 16 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ВЕСНА 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 16 20 24 28 32 t (o C ) 0 100 200 300 ЛІТО 2000 2020 2040 2060 2080 2100 рік 4 8 12 16 20 0 100 200 300 P ( м м /с е з ) ОСІНЬ Рис. 4. Так як і на рис. 2-3 для сценарію А2 111 Таблиця 2 Коефіцієнти лінійного тренду температури та опадів для сезонів та сценаріїв (розраховані за даними, представленими на рис. 2-4) температура, °/рік опади, мм/рік Сценарії та сезони мін. знач. сер. знач. макс. знач. мін. знач. сер. знач. макс. знач. зима 0,035 0,029 0,019 0,047 0,061 0,072 весна 0,024 0,022 0,020 0,054 0,103 0,163 літо 0,021 0,021 0,023 -0,056 -0,080 -0,135 B1 осінь 0,022 0,021 0,019 0,023 0,017 -0,015 зима 0,053 0,041 0,031 0,017 0,123 0,208 весна 0,041 0,037 0,034 0,008 0,103 0,162 літо 0,035 0,037 0,040 -0,085 -0,185 -0,335 A1B осінь 0,040 0,037 0,035 -0,114 -0,035 -0,010 зима 0,068 0,052 0,039 0,061 0,195 0,254 весна 0,041 0,038 0,035 0,087 0,107 0,113 літо 0,039 0,042 0,046 -0,174 -0,305 -0,552 A2 осінь 0,044 0,043 0,040 -0,130 -0,190 -0,265 На рис. 2-4 представлено часові серії середніх, максимальних та мінімальних усереднених за площею значень двох досліджуваних кліматичних характеристик для основних та перехідних сезонів. У табл. 2 наведено коефіцієнти лінійного тренду, отримані за кривими рис. 2-4. Результати аналізу представлено в табл. 3, 4, а саме зміни ансамблевих середніх сезонних приземних температур та сум опадів для кожного десятиріччя ХХІ ст. по відношенню до періоду 2001-2010 рр. Також в табл. 3, 4 наведено стандартні відхилення (σ), найменші (мін.) та найбільші (макс.) значення усереднених за площею характеристик, які отримано з-поміж 10 МЗЦАО. Зауважимо, що ці найменші та найбільші значення вказують на міжмодельний розмах і по суті представляють можливі межі змін величин, що отримано в обраному ансамблі моделей. Коефіцієнти лінійних трендів (табл. 2) та зміни сезонних температур відносно періоду 2001-2010 рр. (табл. 3) указують на те, що підвищення температури повітря в XXI ст. в Україні відбуватиметься за рахунок збільшення значень температур зимового сезону (середні значення коефіцієнтів лінійного тренду для В1 – 0,029°/рік, А1В – 0,041°/рік, А2 – 112 0,052°/рік). У всіх сценаріях розрахунки показують порівняно менші підвищення температур в інші сезони. Слід зауважити, що загальне підвищення температур повинно відбуватися через зменшення повторюваності по території низьких температур у зимовий період і, меншою мірою, через збільшення повторюваності випадків високих температур у літній період. Для кожного з наведених сценаріїв значення коефіцієнта лінійного тренду для зимових мінімумів вище, ніж для літніх максимумів (відповідні пари: В1 – 0,035 та 0,023°/рік, А1В – 0,053 та 0,040°/рік, А2 – 0,068 та 0,046°/рік). Така тенденція зміни термічного режиму може призвести до зменшення амплітуди річного ходу приземної температури повітря, усередненої для розрахункової сітки. Перехідні сезони приблизно однаково змінюватимуть свій термічний фон. Тільки для сценарію А2 отримано більш інтенсивний ріст температури в осінній сезон у порівнянні з весняним. Підвищення температури більшою мірою також відбуватиметься за рахунок зменшення повторюваності на території України низьких температур, ніж через значну повторюваність високих температур. Як показують коефіцієнти лінійного тренду середніх значень, швидкість зміни температури в перехідні сезони буде дещо меншою ніж взимку і наближатиметься до швидкості її зміни в літній сезон. Указані закономірності зміни температури можуть дещо згладжувати річний розподіл температури (для усереднених за територією значень) та зменшити річні амплітуди через підвищення зимових мінімумів. Наведений факт можна розглядати як тенденцію до можливого зменшення континентальності клімату для території України. Результати розрахунків, що представлені в табл. 3, указують на монотонне зростання температури повітря на території України в ХХІ ст. за всіх сценаріїв розвитку людства. На кінець століття найбільше підвищиться температура в зимовий період – від 2,2º С (В1) до 4,6º С (А2) та влітку – від 1,9º С (В1) до 3,6º С (А2). Повільніше підвищуватимуться температури восени – від 1,7º С (В1) до 3,9º С (А2). Дещо нижчі прирости, але подібні до зимових, отримано для весняного сезону – від 1,9º С (В1) до 3,1º С (А2). Прогнозовані середні за сезони суми опадів мають не такі однозначні тенденції змін. 113 Таблиця 3 Зміна в Україні температури повітря ( о C) по десятиріччях ХХІ ст. порівняно з періодом 2001-2010 рр. Зима Весна Літо Осінь Сезони, сценарії Десятиріччя, Показники В1 А1В А2 В1 А1В А2 В1 А1В А2 В1 А1В А2 Середнє, ºC 0,5 0,2 0,6 0,4 0,0 0,1 0,2 0,2 -0,1 0,1 0,0 0,4 Ст. відх. (σ)ºC 0,7 0,7 0,6 0,3 0,4 0,3 0,5 0,2 0,5 0,6 0,5 0,3 Мін., ºC -0,5 -1,4 -0,3 0,0 -1,0 -0,3 -0,9 -0,2 -0,9 -1,6 -0,9 0,1 2 Макс., ºC 2,0 1,4 1,6 1,0 0,4 0,4 1,1 0,6 0,5 0,6 0,5 0,8 Середнє, ºC 0,9 0,7 0,6 0,7 0,3 0,1 0,7 0,8 0,2 0,4 0,5 0,7 Ст. відх. (σ)ºC 0,6 0,6 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 0,4 0,3 0,4 0,2 0,4 Мін., ºC 0,0 -0,3 0,0 0,2 -0,5 -0,9 -0,8 0,2 -0,5 -0,4 0,1 0,1 3 Макс., ºC 2,0 1,8 1,3 1,4 0,7 0,9 2,0 1,7 0,6 1,0 0,7 1,1 Середнє, ºC 1,1 1,0 1,2 0,8 0,9 0,6 0,9 1,2 0,4 0,7 0,9 0,7 Ст. відх. (σ)ºC 0,9 0,7 0,6 0,7 0,3 0,5 0,6 0,5 0,5 0,7 0,5 0,6 Мін., ºC -0,3 0,0 0,3 -0,4 0,2 -0,1 0,0 0,6 -0,2 -0,8 -0,2 -0,6 4 Макс., ºC 2,7 1,9 2,2 1,9 1,3 1,3 2,2 1,9 1,1 1,7 1,4 1,5 Середнє, ºC 1,3 1,8 2,0 1,1 1,4 0,8 1,1 1,6 0,9 1,0 1,4 1,2 Ст. відх. (σ)ºC 0,7 0,7 1,0 0,5 0,4 0,6 0,7 0,6 0,6 0,8 0,3 0,3 Мін., ºC 0,6 0,9 1,0 0,2 0,9 -0,3 -0,5 0,8 -0,3 -0,8 0,9 0,9 5 Макс., ºC 2,9 3,2 4,2 1,9 2,3 1,8 2,5 2,7 1,7 2,2 1,8 1,6 Середнє, ºC 1,7 2,2 2,5 1,3 1,8 1,4 1,2 1,9 1,3 1,0 1,7 1,7 Ст. відх. (σ)ºC 0,7 0,5 1,0 0,7 0,3 0,7 1,2 0,6 0,5 0,9 0,5 0,4 Мін., ºC 0,6 1,1 1,6 0,3 1,3 0,2 -0,9 1,0 0,8 -0,8 0,9 1,2 6 Макс., ºC 2,9 3,1 4,1 2,5 2,2 2,4 3,4 2,8 2,2 2,4 2,4 2,3 Середнє, ºC 2,0 2,6 3,0 1,5 2,1 1,8 1,5 2,4 1,7 1,4 2,1 2,1 Ст. відх. (σ)ºC 1,0 0,6 0,6 0,7 0,7 0,9 0,9 0,6 0,7 1,0 0,5 0,5 Мін., ºC 0,9 1,4 2,3 -0,2 0,9 0,2 0,6 1,4 0,7 -0,6 1,4 1,2 7 Макс., ºC 3,9 3,5 4,0 2,4 3,4 3,1 3,1 3,2 3,1 2,8 3,0 2,9 Середнє, ºC 2,2 2,8 3,5 1,6 2,5 2,2 1,7 2,7 2,5 1,5 2,3 2,8 Ст. відх. (σ)ºC 1,1 0,9 1,1 0,5 0,7 0,6 0,9 0,9 0,9 0,8 0,6 0,5 Мін., ºC 0,8 1,3 2,4 0,7 1,7 0,9 1,0 1,0 1,4 -0,2 1,6 2,2 8 Макс., ºC 4,1 3,8 4,9 2,2 4,0 2,7 3,9 3,8 3,6 2,4 3,2 3,6 Середнє, ºC 2,8 3,1 4,0 1,8 2,7 2,8 1,8 3,0 2,8 1,7 2,4 3,4 Ст. відх. (σ)ºC 1,3 1,1 1,1 0,7 0,6 1,1 1,0 0,9 0,8 0,9 0,9 0,8 Мін., ºC 0,9 1,2 2,6 1,0 2,1 1,2 0,8 1,6 1,6 0,0 0,9 2,4 9 Макс., ºC 5,1 4,5 5,4 2,9 3,9 4,7 4,2 4,0 3,9 3,2 3,9 4,6 Середнє, ºC 2,2 3,4 4,6 1,9 3,0 3,1 1,9 3,2 3,6 1,7 2,9 3,9 Ст. відх. (σ)ºC 0,9 1,1 1,2 0,7 0,8 1,0 1,0 1,0 1,2 1,1 0,7 0,8 Мін., ºC 1,0 1,7 3,2 1,0 2,1 1,8 1,1 2,0 1,7 -0,5 1,9 3,0 10 Макс., ºC 3,3 5,0 6,9 3,0 4,7 4,6 3,8 4,5 5,2 3,0 4,0 4,9 114 Таблиця 4 Зміна в Україні кількості опадів (%, мм) по десятиріччях ХХІ ст. порівняно з періодом 2001 – 2010 рр. Зима Весна Літо Осінь Сезони, сценарії Десятиріччя, Показники В1 А1В А2 В1 А1В А2 В1 А1В А2 В1 А1В А2 Середнє, % 1,1 3,1 8,7 0,5 0,4 3,8 5,2 -1,2 2,9 2,5 -1,8 0,5 Середнє, мм 1,6 3,9 12,5 0,6 0,5 6,7 7,2 -3 3,3 3,2 -3,6 0,5 Мін., мм -33,1 -27,5 -32,4 -22,7 -22,6 -25,6 -31,1 -30,8 -33,2 -29,7 -41,9 -23,1 2 Макс., мм 26,4 30,3 32,4 51,5 58,4 76,8 40,1 18,9 84,8 35,4 20,2 29,8 Середнє, % 2,4 1,6 2,7 3,6 -0,1 4,4 -1,1 -4,7 1,6 0,5 -1,8 -4,1 Середнє, мм 4 1,7 3,3 5,7 -0,4 8,3 -2,7 -7,9 2,8 0,1 -2,9 -6 Мін., мм -42,9 -34,4 -31,1 -29,2 -31,3 -20,6 -35,4 -34,7 -38 -28,3 -26,3 -23,4 3 Макс., мм 32,6 30,2 15,6 66,7 45,4 92,3 23,3 18,5 102,4 29,1 13,5 16 Середнє, % 1,8 5,7 5,5 4,1 1,7 -1,6 -1,3 -4,9 -0,9 -3 -1,3 -1,2 Середнє, мм 2,9 7,9 7,9 6,7 2,1 -1,8 -2,8 -8,2 -1 -4,2 -3,1 -2,4 Мін., мм -33,7 -33,6 -33 -18,9 -22,5 -31,2 -38 -33,9 -31,5 -21 -20 -16,2 4 Макс., мм 30,4 38,4 31,2 72,7 50 83 24,8 18,9 71,6 23,8 20 10,4 Середнє, % 1,7 1,7 6,6 3,3 3 3,5 -1,3 -1,8 -2,1 -3,3 -2,8 -1,9 Середнє, мм 2,4 2 9,3 5,2 3,8 6,9 -3 -2,6 -2,8 -4,5 -4,2 -2,3 Мін., мм -34 -35,5 -26,1 -25,1 -16,3 -32,8 -31,1 -37 -57,4 -35,8 -30,6 -40 5 Макс., мм 30,6 36,7 32,3 70,4 49 86,7 27,3 49,3 92,1 23,3 22,5 27,8 Середнє, % 1,7 7,6 10,3 7,3 2,6 6 -1,1 -4,3 -6,5 0 -4,8 -6,3 Середнє, мм 2,5 10,7 15 11,2 3,9 11,1 -0,2 -6,8 -9,5 0 -6,8 -9,2 Мін., мм -34,9 -29,4 -28,7 -14,9 -26,7 -32,3 -22,9 -39,1 -54,6 -16,7 -24,8 -26,9 6 Макс., мм 32,9 38,8 39,5 77,5 63,6 106,3 38,2 32,1 84,3 25,6 13,6 10,2 Середнє, % 2,4 7,2 10,2 7,3 6,1 8,9 -4,5 -9,8 -6,4 5,4 -2,9 -5,3 Середнє, мм 4,1 10,9 14,8 11,2 8,6 15,3 -7,7 -14,6 -10,7 7,1 -4,8 -7,9 Мін., мм -35,6 -31,9 -22,4 -11,7 -10,8 -26,2 -33,5 -51 -49,5 -20,7 -28,4 -23,9 7 Макс., мм 32,4 42,9 35,9 73,9 71,8 94,9 29,4 33,7 67 26,1 29,2 20 Середнє, % 3,9 4,9 10,6 6,5 5,1 7,4 -5,1 -7,8 -11,9 2,9 -2,6 -7,2 Середнє, мм 5,8 6,4 15,5 9,6 6,6 12,6 -7,9 -11,9 -17,2 3,8 -4,6 -9,7 Мін., мм -29,6 -23,9 -24,1 -15,7 -14,9 -25,6 -46,3 -59,2 -59,5 -14,1 -23,1 -44,6 8 Макс., мм 37,7 37,8 39,7 64,1 44 101,2 28,2 27,9 70,9 24,6 26,9 18,6 Середнє, % 5,3 9,1 15,3 5,6 6,6 6,9 -1,9 -11,6 -10,7 1,5 -2,6 -8,1 Середнє, мм 8,3 13,5 22 8 8,2 12,6 -3,5 -17,2 -14,6 2 -4,6 -11,2 Мін., мм -36,4 -26,2 -16,9 -11,4 -13,8 -38,7 -38,5 -64,5 -62,6 -18 -30 -53 9 Макс., мм 49,3 39,3 38 50,8 46 120,6 35,6 37,2 76,8 29,2 27 19,6 Середнє, % 4 7,8 14 7 5,3 4,9 -2,4 -11,3 -18,9 0,3 -1,8 -13 Середнє, мм 6 9,6 18,5 9,9 6 7,3 -4,5 -17,3 -26,3 0,1 -3,5 -18,7 Мін., мм -40,5 -20,5 -11,3 -25,6 -10,3 -28,5 -49,7 -77,2 -92,8 -21,7 -32 -44,5 10 Макс., мм 40,1 44,3 43,9 56,7 38 95,8 27,7 20,1 65,2 35,2 21,1 16,8 115 Із наведених розрахунків величин коефіцієнтів лінійних трендів для окремих сезонів (рис. 2-4, табл. 2) та зміни кількості опадів по десятиріччях (табл. 4) видно, що слід очікувати збільшення сум опадів у зимовий та весняний періоди. Найбільше зростання сум опадів за всіма сценаріями отримано для зимового (В1 – 0,061 мм/рік, А1В – 0,123 мм/рік, А2 – 0,195 мм/рік) і для весняного сезону (В1, А1В – 0,103 мм/рік, А2 – 0,107 мм/рік). Очікуване зростання сум опадів, очевидно, буде обумовлене високою повторюваністю на території випадків сильних опадів у цей період, на що вказують величини коефіцієнтів лінійного тренду для максимальних значень у межах розрахункової сітки. Середні за ансамблем моделей дані показують, що зменшення кількості опадів у літній та осінній періоди відбуватиметься за усіма використаними сценаріями. Найбільші від’ємні значення коефіцієнту лінійного тренду отримано для А2 (-0,305 мм/рік – літо). Слід відмітити також, що для сценаріїв А1В та А2 швидкість зменшення сум опадів улітку перевищує швидкість їх приросту в зимовий сезон. Відомо, що сучасний річний хід опадів в Україні характеризується літнім максимумом та зимовим мінімумом [2]. Тому зростання кількості опадів у зимовий період з одночасним їх зменшенням у літній сезон може призвести до зменшення амплітуди їх річного розподілу. Аналіз змін сум опадів упродовж ХХІ ст. за сезонами на території України (табл. 4) показав, що вони будуть немонотонними. Прогнозується збільшення середніх сум опадів до кінця ХХІ століття в зимовий та весняний сезони від 4,0 % (В1) до 14,0 % (А2) та від 4,9 % (А2) до 7,0 % (В1) відповідно. Збільшення сум опадів у ці сезони матиме коливальний характер упродовж досліджуваного періоду. У літній сезон для всіх сценаріїв прогнозується зменшення кількості опадів від 2,4 % (В1) до 18,9 % (А2) на кінець століття. Для В1 відмічається незначне підвищення опадів у 2 десятиріччі, а для А2 – у 2 та 3 десятиріччях. Літні сезони у другій половині століття прогнозуються відносно посушливими за будь- якого сценарію. Зауважимо, що для весняного та літнього сезонів та для сценарію А2 знайдено найбільші міжмодельні розмахи в проекціях змін опадів протягом всього ХХІ століття, що вказує на можливі значні відхилення від отриманих усереднених значень. В осінній сезон за даними ансамблю МЗЦАО на кінець століття очікується зменшення сум опадів до -1,8 % (А1В) та -13,0 % (А2), тільки для В1 прогнозується незначне зростання на 0,3 %. 116 Зауважимо, що отримані результати щодо кількості опадів, на відміну від температури повітря, повинні сприйматися з певними застереженнями. По-перше, ще раз відмітимо, що тут розглядались усереднені сезонні суми опадів за площею всієї України (розрахункової сітки моделей). Відомо, що опади є досить мінливим у просторі та часі явищем, хоча й мають за достатнього усереднення певний сезонний хід та розподіл за площею. Вони обумовлені передусім географічним положенням та підстильною поверхнею [2]. Але в даному випадку дослідження було обмежене можливостями глобальних кліматичних моделей, і насамперед їх недостатньою роздільною здатністю для аналізу регіональних особливостей режиму зволоження. Ще однією причиною для обережного сприйняття отриманих результатів щодо кількості опадів та їх можливих майбутніх змін в Україні є те, що в кліматичних моделях використовують спрощені методи параметризації процесів формування опадів в атмосфері. Однак, проведене дослідження все ж виявило певні тенденції в можливих майбутніх змінах сезонних характеристик опадів, і отримані висновки відповідають сучасному стану розвитку кліматичної науки. Висновки Для отримання прогностичних значень кліматичних характеристик для території України в ХХІ столітті сформовано ансамбль із 10 моделей загальної циркуляції атмосфери та океанів (МЗЦАО) та проаналізовано результати їх розрахунків (загалом 84 розрахунки) для 3 сценаріїв (В1, А1В, А2). Усереднені для розрахункової сітки МЗЦАО прогностичні сезонні значення температури повітря та сум опадів до 2100 р. показали, що: • очікується підвищення приземної температури повітря у всі сезони року, з найбільшими швидкостями зростання температур у зимовий період; • з високою ймовірністю можна стверджувати, що підвищення річної температури повітря відбуватиметься за рахунок зменшення повторюваності низьких температур у зимовий сезон по всій території України; • перехідні термічні сезони матимуть приблизно однакові швидкості та характер змін температури; 117 • такі зміни температури можуть призвести до згладжування річного ходу та зменшення його амплітуди переважно за рахунок підвищення температури у зимовий період; • прогностичні дані вказують на можливість зміни режиму випадання опадів за рахунок збільшення їх сум у зимовий та весняний періоди та зменшення у літній та осінній сезони; • найбільші швидкості змін приземної температури повітря та сум опадів отримано в моделях для сценарію А2, найменші – для В1. Наведені вище результати оцінок прогнозованих змін за сезонами основних кліматичних характеристик потребують подальшого вивчення та уточнення як з використанням моделей загальної циркуляції атмосфери, так і регіональних кліматичних моделей. Представлена кількісна оцінка можливих змін температури повітря та сум опадів для окремих сезонів року в ХХІ столітті для території України зроблена вперше. Отже, отримані результати є початковим, але дуже важливим і очікуваним кроком у розвитку нового напрямку вивчення тенденцій майбутніх кліматичних змін на тривалі періоди для нашої держави. Такий підхід потребує подальшого розвитку та вдосконалення методів і методик аналізу даних моделювань. Одним із методів уточнення модельних результатів МЗЦАО є застосування регіональних кліматичних моделей, що мають значно менші горизонтальні кроки розрахункових сіток. Це підвищить точність отриманих результатів та дасть можливість дослідити регіональні відмінності в майбутніх сезонних змінах клімату в межах країни. Автори висловлюють подяку міжнародній спільноті розробників кліматичних моделей та робочій групі з об’єднаних моделей (WGCM) Всесвітньої програми з дослідження клімату (WCRP) за отримані для аналізу дані модельних розрахунків, та учасникам Програми діагнозу й порівняння кліматичних моделей (РСМDI) за зберігання модельних даних проекту СМІР3 (Архів даних WCRP СМІР3 підтримується Управлінням з науки Міністерства енергетики США). Автори також вдячні співробітникам відділу кліматичних досліджень і довгострокового прогнозу погоди УкрНДГМІ за обговорення результатів і конструктивні зауваження. * * 1. Говоркова В.А., Катцов В.М., Мелешко В.П., Павлова Т.В. Школьник И.М. Климат России в ХХІ веке. Ч. 2. Оценка пригодности моделей общей 118 циркуляции атмосферы и океана CMIP3 для расчетов будущих изменений климата России // Метеорология и гидрология. – № 8, 2008. – С. 5-19. 2. Клімат України / За ред. В.М. Ліпінського, В.А. Дячука, В.М. Бабіченко/ – К.: Вид-во Раєвського, 2003. – 343 с. 3. Краківська С.В., Паламарчук Л.В., Шедеменко І.П., Дюкель Г.О., Гнатюк Н.В. Верифікація даних світового кліматичного центру (CRU) та регіональної моделі клімату (RЕМО) щодо прогнозу приземної температури повітря за контрольний період 1961–90 рр. // Наук. пр. УкрНДГМІ. – № 257, 2008. – С. 42-60. 4. Кричак С.О. Региональное моделирование современного климата европейской территории России с помощью модели RegCM3 // Метеорология и гидрология. – № 1, 2008. – С. 31-41. 5. Мелешко В.П., Катцов В.М., Говорков В.А., Спорышев П.В., Школьник И.М., Шнееров Б.Е. Климат России в ХХІ веке. Ч. 3. Будущие изменения климата, рассчитанные с помощью ансамбля моделей общей циркуляции атмосферы и океана CMIP3 // Метеорология и гидрология. – № 9, 2008. – С. 5-21. 6. Мелешко В.П., Катцов В.М., Мирвис В.М., Говоркова В.А., Павлова Т.В. Климат России в ХХІ веке. Часть І. Новые свидетельства антропогенного изменения климата и современные возможности его расчета // Метеорология и гидрология. – № 6, 2008. – С. 5-19. 7. Паламарчук Л.В., Краківська С.В., Шедеменко І.П., Дюкель Г.О., Гнатюк Н.В. Верифікація даних світового кліматичного центру (CRU) та регіональної моделі клімату (RЕМО) щодо прогнозу поля опадів в Україні за контрольний період 1961-1990 рр. // Наук. пр. УкрНДГМІ. – № 258, 2009. – С. 69-83. 8. Christensen J.H., B. Hewitson, A. Busuioc et al. Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. – 2007. – P. 847-940. 9. Meehl G.A., T.F. Stocker, W.D. Collins et al. Global Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. – 2007. – P. 747-845. 10. Mitchell T.D., Carter T.R., Jones P.D., et al. A comprehensive set of high- resolution grids of monthly climate for Europe and the globe: The observed record (1901-2000) and 16 scenarios (2001-2100) // Tyndall Centre Working 119 Paper No.55, Tyndall Centre for Climate Change Research, University of East Anglia, Norwich, UK, 2004. 11. Nakićenović, N., and R. Swart (eds.) Special Report on Emissions Scenarios. A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. – 2000. – 599 p. 12. Randall, D.A., R.A. Wood, S. Bony et al. Climate Models and Their Evaluation. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. – 2007. – P. 589-662. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут, Київ, Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України, Київ Л.В. Паламарчук, Н.В. Гнатюк, С.В. Краковская, И.П. Шедеменко, Г.А. Дюкель Сезонные изменения климата в Украине в ХХІ столетии Приведены результаты исследования и первая количественная оценка изменений температуры воздуха и количества осадков для территории Украины на XXI век по сезонам с использованием ансамбля из 10 моделей общей циркуляции атмосферы и океанов (МОЦАО) проекта СМIР3. Проанализированы и представлены различия в прогнозах исследуемых величин для трех специально разработанных МГЕИК сценариев: В1, А1В, А2. Ключевые слова: модель общей циркуляции атмосферы и океанов (МОЦАО), проекция сезонных изменений климата в Украине, скорость изменения климатических характеристик, ансамблевое среднее. 120 L.V. Palamarchuk, N.V. Gnatiuk, S.V. Krakovska, I.P. Shedemenko, G.O. Diukel Seasonal climate change in Ukraine in the 21st century For the first time quantitative estimations of seasonal surface air temperature and precipitation changes for the territory of Ukraine in the 21st century obtained through the ensemble of 10 General Circulation Models of Atmosphere and Oceans (GCMAO) from the project CMIP3 have been received. Differences in the projected characteristics during the 21 st century for three specially worked out by IPCC scenarios (В1, А1В and А2) have been analyzed and presented. Keywords: General Circulation Models of Atmosphere and Oceans (GCMAO), seasonal climate change projections for Ukraine, rate of climate characteristics change, ensemble mean.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58536
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn XXXX-0054
language Ukrainian
last_indexed 2025-11-27T22:13:25Z
publishDate 2010
publisher Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України
record_format dspace
spelling Паламарчук, Л.В.
Гнатюк, Н.В.
Краковська, С.В.
Шедеменко, І.П.
Дюкель, Г.О.
2014-03-27T15:41:37Z
2014-03-27T15:41:37Z
2010
Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті / Л.В. Паламарчук, Н.В. Гнатюк, С.В. Краковська, І.П. Шедеменко, Г.О. Дюкель // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 104-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
XXXX-0054
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58536
551.58.001.57;551.58.001.18+551.509.3
Наведено результати дослідження та перша кількісна оцінка зміни температури повітря та кількості опадів для території України на ХХІ століття по сезонах з використанням ансамблю з 10 глобальних моделей проекту СМІР3. Проаналізовано та представлено відмінності у прогнозах досліджуваних величин для трьох спеціально розроблених МГЕЗК сценаріїв: В1, А1В, А2.
Приведены результаты исследования и первая количественная оценка изменений температуры воздуха и количества осадков для территории Украины на XXI век по сезонам с использованием ансамбля из 10 моделей общей циркуляции атмосферы и океанов (МОЦАО) проекта СМIР3. Проанализированы и представлены различия в прогнозах исследуемых величин для трех специально разработанных МГЕИК сценариев: В1, А1В, А2.
For the first time quantitative estimations of seasonal surface air temperature and precipitation changes for the territory of Ukraine in the 21st century obtained through the ensemble of 10 General Circulation Models of Atmosphere and Oceans (GCMAO) from the project CMIP3 have been received. Differences in the projected characteristics during the 21st century for three specially worked out by IPCC scenarios (В1, А1В and А2) have been analyzed and presented.
uk
Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України
Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту
Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія
Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
Сезонные изменения климата в Украине в ХХІ столетии
Seasonal climate change in Ukraine in the 21st century
Article
published earlier
spellingShingle Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
Паламарчук, Л.В.
Гнатюк, Н.В.
Краковська, С.В.
Шедеменко, І.П.
Дюкель, Г.О.
Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія
title Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
title_alt Сезонные изменения климата в Украине в ХХІ столетии
Seasonal climate change in Ukraine in the 21st century
title_full Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
title_fullStr Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
title_full_unstemmed Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
title_short Сезонні зміни клімату в україні в ХХІ столітті
title_sort сезонні зміни клімату в україні в ххі столітті
topic Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія
topic_facet Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58536
work_keys_str_mv AT palamarčuklv sezonnízmíniklímatuvukraínívhhístolíttí
AT gnatûknv sezonnízmíniklímatuvukraínívhhístolíttí
AT krakovsʹkasv sezonnízmíniklímatuvukraínívhhístolíttí
AT šedemenkoíp sezonnízmíniklímatuvukraínívhhístolíttí
AT dûkelʹgo sezonnízmíniklímatuvukraínívhhístolíttí
AT palamarčuklv sezonnyeizmeneniâklimatavukrainevhhístoletii
AT gnatûknv sezonnyeizmeneniâklimatavukrainevhhístoletii
AT krakovsʹkasv sezonnyeizmeneniâklimatavukrainevhhístoletii
AT šedemenkoíp sezonnyeizmeneniâklimatavukrainevhhístoletii
AT dûkelʹgo sezonnyeizmeneniâklimatavukrainevhhístoletii
AT palamarčuklv seasonalclimatechangeinukraineinthe21stcentury
AT gnatûknv seasonalclimatechangeinukraineinthe21stcentury
AT krakovsʹkasv seasonalclimatechangeinukraineinthe21stcentury
AT šedemenkoíp seasonalclimatechangeinukraineinthe21stcentury
AT dûkelʹgo seasonalclimatechangeinukraineinthe21stcentury