ИСТИНА

Актуальность исследования обусловлена растущим антропогенным воздействием на климатическую систему, приводящим к изменениям в крупномасштабных модах атмосферной циркуляции, что влияет на частоту экстремальных погодных явлений и региональные климатические режимы. Цель работы – оценить качество воспроизведения ключевых тихоокеанских и внетропических осцилляций в российской модели Земной системы INM-CM6 и выявить улучшения по сравнению с предыдущей версией модели. В докладе оценивается качество воспроизведения Арктической (AO) и Антарктической осцилляций (AAO), Североатлантического (NAO) и Тихоокеанского-Северо-Американского колебаний (PNA), Эль-Ниньо – Южного колебания (включая разделение два типа Эль-Ниньо: Восточно-Тихоокеанское и Центрально-Тихоокеанское) и удаленного отклика на него, а также Тихоокеанского десятилетнего (PDO) и Междекадного Тихоокеанского колебаний (IPO). Для этого использовались данные единственного семейства моделей Земной системы Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука Российской академии наук – INM-CM, участвовавшего в рамках Шестой фазы проекта сравнения климатических моделей (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 – CMIP6). В настоящее время разрабатывается и тестируется новая версия INM-CM6, которая планируется к участию в Седьмой фазе проекта (CMIP7). Модель INM-CM представляет собой важный инструмент для изучения изменчивости климата и прогнозирования его будущих изменений и демонстрирует результаты, сопоставимые с ведущими зарубежными аналогами. В версии INM-CM6 внесены существенные усовершенствования, в частности, обновлены параметризации облачности и вертикального переноса импульса при глубокой конвекции. Переход от диагностической к прогностической схеме расчета облачности заметно повысил точность моделирования облачного покрова и радиационно-облачного форсинга. Кроме того, учет вертикального обмена импульсом при конвективных процессах улучшил воспроизведение среднеклиматического состояния тропической атмосферы в Тихоокеанском регионе, внутрисезонной изменчивости, включая характеристики колебаний Маддена–Джулиана, а также циркуляционного и термического отклика тропосферы и стратосферы внетропических широт на события Эль-Ниньо по сравнению с предыдущей конфигурацией модели. Для анализа воспроизведения изменчивости Эль-Ниньо, а также PDO и IPO, применялся метод эмпирических ортогональных функций (ЭОФ) к полям аномалий температуры поверхности океана. Аналогичный ЭОФ-подход использовался для выделения мод атмосферной циркуляции. AO определялась как первая ведущая мода (ЭОФ1) аномалий геопотенциала на уровне 1000 гПа в Северном полушарии севернее 20° с.ш. AAO выделялась как ЭОФ1 аномалий геопотенциала на уровне 700 гПа южнее 20° ю.ш. NAO рассчитывалось как ведущая ЭОФ-мода аномалий давления на уровне моря. PNA определялось через регрессию аномалий геопотенциала на уровне 500 гПа на нормированный индекс PNA. Оценка удаленного отклика на Эль-Ниньо внетропических широт включала расчеты вертикальной компоненты трехмерного потока волновой активности Пламба в тропосфере и стратосфере Северного полушария. Все модельные результаты сравнивались с полями реанализа ERA5 и HadISST. Основные результаты анализа показывают, что модель INM-CM6 корректно воспроизводит пространственные структуры, временную изменчивость и другие характеристики рассмотренных осцилляций, что повышает надежность модели для сезонных и декадных прогнозов, а также проекций изменений климата на середину и конец XXI века.