Современные и будущие изменения арктического ледяного покрова:
синтез данных наблюдений и климатических моделей

Резкое сокращение площади арктических морских льдов в летний период является, пожалуй, самой яркой иллюстрацией региональных изменений климата в последние десятилетия. Стремительное (более чем на 10% в десятилетие) уменьшение площади морских льдов летом имеет огромное значение для разработки природных ресурсов, морской навигации и экологии. Таяние морского льда в зимний период происходит менее быстрыми темпами, но приводит к более значительным изменениям турбулентных потоков тепла из океана в атмосферу, ускоренному потеплению над Северным ледовитым океаном и, как показывают последние исследования, влияет на погоду, в частности, приводя к более частым и продолжительным аномальным холодным режимам. Современные климатические модели воспроизводят наблюдаемое сокращение площади арктических морских льдов в последние десятилетия в экспериментах с антропогенным воздействием на климат, что указывает на возможность прогнозирования будущих изменений. При этом модельные результаты характеризуются существенной неопределенностью и ошибками воспроизведения региональных особенностей, как среднего состояния, так и эволюции морских льдов. Принципиальным вопросом для надежного прогноза является вопрос о вкладе долгопериодных (циклических) естественных колебаний климата в современные изменения площади морских льдов. На значительное сокращение площади морских льдов в середине XX века, сравнимое по масштабу с современным, указывают региональные и косвенные данные. В то же время самый распространенный в мире сеточный архив данных по концентрации морских льдов, используемый в отчетах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), не содержит существенных аномалий в этот период, что связано, прежде всего, с отсутствием достаточного количества данных наблюдений. Оценить эволюцию ледяного покрова в период середины XX века можно с использованием более полных и надежных данных по приземной температуре и экспериментов с климатической моделью с использованием предписанных данных по температуре поверхности океана и концентрации морского льда. Такой анализ, проведенный с использованием модели общей циркуляции атмосферы показал, что сокращение площади морских льдов в зимний период в Арктике в целом могло достигать, 0.9 млн. км2, что сравнимо с современным трендом. При этом наиболее значительные изменения происходили в атлантическом секторе Арктики, что указывает на роль притока тепла из Атлантики. Другой важной особенностью изменений площади морских льдов является их сезонные отличия. В то время как климатический тренд выражен значительно сильнее летом, чем зимой, наблюдаемые межгодовые и междекадные колебания площади морских льдов сравнимы по амплитуде. Анализ данным ансамбля климатических моделей CMIP3 и CMIP5 показал, что изменения, вызванные антропогенным воздействием в моделях также происходят быстрее летом. При этом естественные колебания площади морских льдов на различных временных масштабах в большинстве моделей сильнее зимой. Это говорит о том, что существенную роль в современном сокращении арктического ледяного покрова играет внешнее воздействие на климат, прежде всего рост концентрации парниковых газов в атмосфере. Соотношение между сезонными вариациями площади ледяного покрова может использоваться как индикатор антропогенного воздействия на климат. Для более точной количественной оценки вклада естественной и антропогенной составляющих в современных и будущих изменениях ледяного покрова необходим совместный анализ данных наблюдений и численных экспериментов с климатическими моделями с использованием косвенных (прежде всего температурных) данных, в том числе экспериментов на чувствительность к заданным вариациям концентрации морского льда.