Дата выполнения проекта        2012–2013

Информация о проекте

Проект посвящен исследованию взаимосвязи изменений климата и потоков метана в экосистемах криолитозоны Западной Сибири, региона подверженного существенным климатическим изменениям. Существующие на данный момент оценки годовой эмиссии метана с рассматриваемой территории Западной Сибири основаны на немногочисленных данных полевых исследований, проведенных в нескольких точках этого региона. При выполнении проекта предполагается получить экспериментальные данные о потоках метана с ключевых участков разнообразных экосистем исследуемой территории. Будут проведены измерения потоков метана с поверхности озер разного типа происхождения и, в частности, с зеркала термокарстовых озёр, которые в данном регионе не изучались в качестве источников метана. В ходе полевых измерений будут получены данные об интенсивностях поглощения атмосферного метана почвами экосистем региона. Подобные измерения практически не проводились в данном регионе. Результаты этих измерений важны для оценки регионального потока метана в атмосферу. Полученные экспериментальные данные позволят дать репрезентативную региональную оценку вклада исследуемой территории в глобальный метановый бюджет атмосферы. Выявление ключевых климатических факторов, влияющих на эмиссию метана из экосистем криолитозоны Западной Сибири, позволит уточнить параметризацию углеродного цикла в климатических моделях. На основе модельного подхода будет проанализирован процесс формирования термокарстовых озер при деградации приповерхностной мерзлоты и дана оценка изменению суммарной площади озер этого типа при вероятных изменениях климата. С помощью разработанных авторами проекта физико-математических моделей будет произведена оценка изменения интенсивности потока метана в зависимости от гидротермодинамического режима грунтов криолитозоны Западной Сибири при изменении климата для различных антропогенных воздействий, ожидаемых в XXI веке.

Этап 2012 г.:
В ходе выполнения данного этапа проекта сформирована база данных по начальным значениям и входным параметрам разработанных участниками проекта моделей углеродного цикла и процессов тепловлагопереноса в грунте, проведена валидация объединенной схемы и выполнен расчет интенсивностей эмиссии метана болотными экосистемами для XX века. На основе данных полевых измерений, выполненных участниками проекта, проведено исследование регионального потока метана с поверхности пойменных озер тундровой зоны Западной Сибири. Согласно полученным оценкам, величина потока метана с поверхности озер в атмосферу за теплый период года в арктической тундре составляет около 0.5 КтСН4, в типичной тундре - 2.9 КтСН4, в южной тундре - 8.5 КтСН4. Проведены расчеты и анализ возможных изменений основных характеристик криолитозоны рассматриваемого региона до конца XXI века при различных сценариях антропогенного воздействия. Прогнозируемые климатические изменения приведут к увеличению глубины слоя сезонного протаивания многолетнемерзлых грунтов Западной Сибири. В южной части криолитозоны Западной Сибири к концу XXI века ожидается смена режима сезонного протаивания сезонным промерзанием.

Публикации по проекту

Аржанов М.М., Елисеев А.В., Мохов И.И.
Влияние климатических изменений над сушей внетропических широт на динамику многолетнемерзлых грунтов при сценариях RCP в XXI веке по расчетам с глобальной климатической моделью ИФА РАН. Метеорология и гидрология. 2013. [Сдана в печать].

Melton J.R., Wania R., Hodson E.L., Poulter B., Ringeval B., Spahni R., Bohn T., Avis C.A., Beerling D.J., Chen G., Eliseev A.V., Denisov S.N., Hopcroft P.O., Lettenmaier D.P., Riley W.J., Singarayer J.S., Subin Z.M., Tian H., Zurcher S., Brovkin V., van Bodegom P.M., Kleinen T., Yu Z.C., Kaplan J.O.
Present state of global wetland extent and wetland methane modelling: conclusions from a model inter-comparison project (WETCHIMP). Biogeosciences. 2013. V. 10. pp.753-788.

Голубятников Л.Л., Казанцев В.С.
Вклад тундровых озёр Западной Сибири в метановый бюджет атмосферы. Изв. РАН, Физика атмосферы и океана. 2013. [Принята к публикации].

Елисеев А.В., Демченко П.Ф., Аржанов М.М., Мохов И.И.
Гистерезис зависимости площади приповерхностной вечной мерзлоты от глобальной температуры. Доклады Академии наук. 2012. Т.444. N.4. C.444-447.

Денисов С.Н., Елисеев А.В., Мохов И.И.
Изменения климата в глобальной модели ИФА РАН с учетом взаимодействия с метановым циклом при антропогенных сценариях семейства RCP. Метеорология и гидрология. 2013 [Сдана в печать].

Denisov S.N.
Estimations of hydrate stability in Baikal. Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling /Cote J. WMO C.P. N. 2300. Geneva: World Climate Research Programme. 2012. pp. 7.05-7.06.

Arzhanov M.M.
Soil subsidence in the 21st century simulated using anthropogenic climate change scenarios. Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling /Cote J. WMO C.P. N.2300. Geneva: World Climate Research Programme. 2012. P.7-03.

Голубятников Л.Л., Казанцев В.С.
Оценка эмиссии метана из тундровых озер Западной Сибири. XL конференция "Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования". Материалы конференции. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета. 2012. С. 51-55.

Аржанов М.М.
Моделирование термодинамического режима криолитозоны России в XX веке. XL конференция Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета. 2012. С.97-101.

Завалишин Н.Н.
Биотический круговорот в лесных и болотных экосистемах бореальной и лесостепной зон Европейской территории России и Западной Сибири при изменении климата. Избранные труды Международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды ENVIROMIS-2012. Иркутск, 24.06-02.07 2012, с. 130-132.

Завалишин Н.Н.
Методы моделирования динамики биотического круговорота в наземных экосистемах лесной и лесостепной зон Евразии. XL конференция "Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования", материалы. Изд-во ЮФУ, Ростов-на-Дону, 2012, с. 64-66.

Аржанов М.М.
Влияние изменения климата на динамику основных характеристик криолитозоны в XXI веке. XVI междунар. конф. Состав атмосферы. Атмосферное электричество. Климатические процессы. Звенигород. 2012. С.83.

Участники проекта

Лаборатория математической экологии (ИФА им. А.М. Обухова РАН):
Голубятников Л.Л.
Завалишин Н.Н.
Казанцев В.С.

Лаборатория теории климата (ИФА им. А.М. Обухова РАН):
Аржанов М.М.
Денисов С.Н.

Кафедра динамики окружающей среды и изменения климата (Югорский государственный университет):
Заров Е.А.

Национальный исследовательский Томский государственный университет:
Лойко С.В.
Истигечев Г.И.