Устойчивый ступенчатый скачок зимнего потепления Арктики в 2005 году, связанный с возросшим нисходящим длинноволновым потоком радиации при ясном небе

В некоторых районах Арктики современное потепление климата происходит быстрее, чем в других (Isaksen et al., 2022). Это проявляется как в температуре поверхности Земли, так и в приповерхностной температуре воздуха. Главная цель данного исследования – выявить на основе данных климатического реанализа ERA5 пространственно-временную структуру климатических изменений в Арктике за период 1959–2022 гг. Вторичная цель – провести верификацию результатов на основе доступных спутниковых наблюдений. Анализ проводился по двум сезонам: зимнему (с осреднением за декабрь–март) и летнему (с осреднением за июнь–сентябрь). Основное внимание уделялось следующим трём параметрам: среднему поверхностному потоку нисходящей длинноволновой радиации при ясном небе, температуре поверхности Земли и приповерхностной температуре воздуха. Это связано с тем, что Арктическое усиление глобального потепления проявляется наиболее ярко у поверхности Земли, и в значительной степени может определяться влиянием нисходящей длинноволновой радиации при ясном небе (Lu and Cai, 2009). К временным рядам изучаемых характеристик в каждой точке сетки всей Арктики (67°с.ш.–90°с.ш.) была применена статистическая модель ступенчатых изменений (Latonin et al., 2020). Полученные результаты свидетельствуют о тесной пространственно-временной взаимосвязи между всеми параметрами в зимний сезон. Доминирующим зимним годом ступенчатых изменений в Арктике оказался 2005 г. При этом именно этот переход из одного состояния климатической системы в другое статистически значим на большой территории, расположенной преимущественно в Восточном полушарии. Осреднённые по выделенным областям временные ряды высоко коррелируют между собой, а 2005 год характеризует смену резкого роста величин на их изменчивость без выраженного тренда. Имеющиеся спутниковые наблюдения полностью подтверждают временную структуру ступенчатых изменений исследуемых параметров и в значительной степени подтверждают её пространственную структуру. При этом в летний сезон статистически значимых переходов из одного состояния климатической системы в другое для наиболее частых годов ступенчатых изменений обнаружено не было. Таким образом, нисходящий длинноволновой поток радиации при ясном небе является одним из ведущих факторов формирования термического режима Арктики в зимний период.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 23-77-01046 (https://rscf.ru/project/23-77-01046/).