ИСТИНА

Водные объекты на поверхности суши делятся на водоёмы и водотоки. В докладе представлено текущее развитие математического описания этих объектов в блоке деятельного слоя суши модели Земной системы ИВМ РАН. В настоящее время целый ряд систем прогноза погоды и моделей климата включает одномерные модели озёр (Balsamo et al. 2012; Subin et al. 2012)⁠. Довольно успешно воспроизводится температура поверхности озёр и потоки тепла в атмосферу. Следующим этапом развития параметризации водоёмов можно считать включение описания динамики парниковых газов. Разработанные модели метана и углекислого газа в водоёмах (Степаненко et al. 2011; Tan et al. 2015; Stepanenko et al. 2016)⁠ демонстрируют удовлетворительное качество воспроизведения концентрации и потоков метана в атмосферу. В настоящее время модели речной сети выполняют три основные функции в схемах деятельного слоя суши систем прогноза погоды и моделей климата (Arora et al. 1999; Falloon et al. 2007): - расчет стока пресной воды в океан; этот сток существенно влияет на термохалинную циркуляцию океана, например, в устьях рек Сибири; - валидация баланса влаги в модели деятельного слоя суши; речной сток в устье рек является компонентом интегрального по площади речного бассейна баланса влаги, и в частности «интегрирует» ошибки испарения; - диагностика изменений гидрологического режима рек, в частности, их водности, одного из важнейших последствий изменений климата для общества и экономики. К этим функциям в ближайшее десятилетие можно ожидать добавление следующих (см. п. «Современное состояние исследований...»): - расчет температуры поверхности рек как нового типа подстилающей поверхности в рамках мозаичного подхода (особенно при достижении в будущем глобальными моделями разрешения ~1 км, когда многие крупные реки начнут явно разрешаться); - расчет ледового режима рек (важен с точки зрения зимней динамики потока, а также практических задач); - расчет потока парниковых газов из водотоков суши Работа выполняется в МГУ имени М.В.Ломоносова и поддержана грантами РНФ 17-17-01210 “Исследование процессов взаимодействия атмосферного пограничного слоя умеренных и высоких широт с деятельным слоем суши и водоёмами: разработка параметризаций для моделей Земной системы” (в части развития блока биогеохимических процессов в модели водоёма), РФФИ 17-05-01165-а “Параметризация речной сети для моделей Земной системы” (в части развития параметризации речной системы) и РФФИ 16-55-44057 Монг_а “Моделирование взаимодействия термического режима крупных озер Сибири и Монголии с региональными климатическими процессами” (в части валидации модели водоёма на крупных озёрах). Литература Balsamo, G. et al., 2012. On the contribution of lakes in predicting near-surface temperature in a global weather forecasting model. Tellus A, 64(0). Available at: http://www.tellusa.net/index.php/tellusa/article/view/15829/xml [Accessed September 5, 2014]. Stepanenko, V. et al., 2016. LAKE 2.0: a model for temperature, methane, carbon dioxide and oxygen dynamics in lakes. Geoscientific Model Development, 9(5), pp.1977–2006. Available at: http://www.geosci-model-dev.net/9/1977/2016/ [Accessed August 15, 2016]. Subin, Z.M., Riley, W.J. & Mironov, D., 2012. An improved lake model for climate simulations: Model structure, evaluation, and sensitivity analyses in CESM1. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 4(1), p.M02001. Available at: http://doi.wiley.com/10.1029/2011MS000072 [Accessed August 5, 2016]. Tan, Z., Zhuang, Q. & Walter Anthony, K., 2015. Modeling methane emissions from arctic lakes: Model development and site-level study. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, p.n/a-n/a. Available at: http://doi.wiley.com/10.1002/2014MS000344 [Accessed April 29, 2015]. Степаненко, В.М. et al., 2011. Моделирование эмиссии метана из озер зоны вечной мерзлоты. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 47(2), pp.275–288.