ИСТИНА

Происходящие в 21 веке климатические изменения проявляются в широком спектре явлений и процессов. В последние десятилетия увеличивается частота возникновения экстремальных явлений погоды, таких как волны жары, засухи и экстремальные осадки. Одним из механизмов, приводящих к росту числа неблагоприятных явлений погоды, может быть перестройка крупномасштабной циркуляции атмосферы, проявляющаяся в изменении локализации и интенсивности центров действия атмосферы и смещении районов активной циклонической деятельности. Для прогноза таких изменений необходимо качественное воспроизведение в климатических моделях трехмерной структуры атмосферной циркуляции. Хотя поля ветра являются одними из наиболее успешно воспроизводящихся в моделях метеорологических параметров, некоторые расхождения с реально наблюдающейся циркуляцией могут сказаться на качестве прогноза ее изменения в будущем климате. Поэтому в настоящем исследовании проведена оценка воспроизведения климатической моделью Института вычислительной математики РАН INMCM6M [1] трехмерной структуры зональной и региональной атмосферной циркуляции в тропосфере и нижней стратосфере. В работе были использованы среднемесячные данные реанализа ERA5 за период 1985-2020гг и данные климатической модели INM-CM6M для эксперимента historical за период 1985-2014гг (10 членов модельного ансамбля). Для расчета зональной и региональной циркуляции скорости ветра использовались данные о зональной и меридиональной компонентах скорости ветра на изобарических поверхностях 200, 500, 850 и 1000 гПа, а для построения вертикальных разрезов зональной циркуляции ветра – данные о зональной компоненте скорости ветра на всех доступных в реанализе и модели геопотенциальных поверхностях от 1000 до 100гПа. Для оценки качества воспроизведения атмосферной циркуляции в модели INM-CM6M были рассчитаны зональный и региональный индексы циркуляции Петросянца-Гущиной [2,3]. Зональный индекс характеризует интенсивность циркуляции зональной компоненты скорости ветра на каждом круге широты. Региональный индекс представляет собой интеграл скорости ветра по замкнутому контуру, который был рассчитан для 18 различных центров действия атмосферы. В целом модель INM-CM6M реалистично воспроизводит общую структуру зональной циркуляции ветра. Наиболее значительные ошибки в модели по сравнению с реанализом отмечаются в умеренных широтах обоих полушарий в холодное полугодие и выражаются в завышении интенсивности западных ветров практически во всей тропосфере. Кроме того, модель недооценивает интенсивность восточных ветров в летний период в зоне пассатной циркуляции в средней тропосфере. Для большинства исследуемых центров действия атмосферы модель INM-CM6M верно воспроизводит годовой ход интенсивности циркуляции в депрессии или антициклоне, но склонна недооценивать абсолютные значения индекса региональной циркуляции ветра в нижней тропосфере и переоценивать в средней и верхней тропосфере. Наилучшие результаты модель показывает для областей экваториальных ложбин, района Индийского муссона и сезонных центров действия атмосферы над Северной Америкой. Наибольшие расхождения с данными реанализа отмечаются для районов циклонической активности в умеренных широтах южного полушария. Несмотря на ряд недостатков, выявленных при анализе качества воспроизведения климатической моделью INM-CM6M годового хода зональной и региональной циркуляции, в целом модель достаточно успешно воспроизводит основные черты циркуляции, поэтому ее можно использовать для оценки изменения циркуляции в XXI веке.