ИСТИНА

Целью исследований является прогноз повторяемости экстремальных ситуаций лавинообразования на Большом Кавказе в ближайшие 10-летия по данным климатических моделей.

The problem considered in this project is interdisciplinary, and is at the junction of two scientific disciplines - avalanche science and climatology, both of which have always had a particular interest in studying extreme events. In avalanche science, such events include winters with catastrophic avalanches when snow avalanches turn into a natural disaster event and may block an access to a vast mountainous region for a long time. A reconstruction of the pattern of extreme avalanche events in the Greater Caucasus, which is the example study area, will use data from a 50-year-long series of observations of snow avalanches at the base station of the Geography Faculty of the Moscow State University in the Elbrus Region (Central Caucasus), results of generalised expedition’ studies carried out in the region through a number of years with participation of the project team members, as well as literary sources and survey data. As for the characterisation of the conditions of avalanche formation and the calculation of avalanche-denotative indicators, data from the last decades of observations from the 41 geo-meteorological stations at the northern and southern macro slopes of the Greater Caucasus (1936-1988) and from 7 geo-meteorological stations from the North Caucasus will be used. It is common in avalanche science to match the years of an increased snowfall with the years of a high avalanche danger. However, in the mountains, the traditional approach to estimating winters’ snowiness does not reflect the real scenario of snow accumulation in the zones of avalanche formation, and such an approach is the reason for a discrepancy in the frequency of high snowiness winters and extreme avalanche event winters. For more accurate diagnostics of the winters’ snowiness and avalanche danger, the method developed by the project members based on the ratio of air temperature and precipitation for the cold period, the primary parameters in the forecast climate models, will be used. To achieve the project goal, the following objectives will be resolved: the most informative indicators of extreme avalanche formation developed in avalanche science will be identified; a catalogue of catastrophic avalanche winters in the studied region will be compiled; an assessment of the potential capabilities of global atmospheric models reproducing the real-situational climate in the Greater Caucasus will be carried out; the adaptation of the mesoscale atmospheric model WRF-ARW with the purpose to reproduce individual extreme situations and an analysis of meteorological mechanisms of their occurrence will be conducted. The main results of the project will be: a systemic compilation of the data chronology of avalanche disasters in the Greater Caucasus in the XX-XXI centuries essential for verification of the improving climate models and for an increase in the reliability of results, and an assessment of the trends in the frequency of occurrence of extreme avalanche events in the region, performed on the basis of numerical experiments with the mesoscale model WRF-ARW, previously adapted to the territory of the Central Caucasus.

1. В ходе работ по проекту будут продолжены исследования на высокогорном стационаре географического факультета МГУ на Центральном Кавказе по дальнейшему пополнению 50-летнего ряда наблюдений с целью слежения и оценки повторяемости экстремальных снеголавинных событий в исследуемом регионе. 2. Будет составлен каталог зим лавинных катастроф на Большом Кавказе в XX-XXI вв., составной частью которого станет база данных о катастрофических лавинах Приэльбрусья (верховья долины р.Баксан) по результатам обобщения 50-летнего ряда стационарных наблюдений (1968-2018). Сведения, содержащиеся в каталоге, будут пополняться и составят актуальную базу данных для верификации результатов моделирования климатогенных явлений. 3. В результате проведенного анализа будут выявлены наиболее информативные лавинно-индикационные показатели экстремальных событий, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях по прогнозу опасных природных явлений на более совершенных климатических моделях. 4. Для условий Большого Кавказа будет проведена адаптация мезомасштабной модели WRF-ARW, широко используемой у нас стране и за рубежом и выполнены численные эксперименты по воспроизведению реально наблюдавшихся зим с массовым сходом катастрофических лавин. 5. Будет выполнена оценка возможности использования результатов глобальных моделей (реанализов и прогнозов IPCC) для анализа и прогноза условий высокой повторяемости лавиноопасных ситуаций. 6. На основе мезомасштабной модели WRF-ARW будет дана оценка физических механизмов формирования экстремальных лавинных событий (мезомасштабных атмосферных явлений, приводящих к экстремальным осадкам, плювиометрических градиентов, температурных аномалий) в условиях современного климата и их оценочный прогноз с учетом изменений базовых климатических показателей, согласно сценариям IPCC.

Авторы проекта в течение длительного времени занимаются изучением снежного покрова и лавин в различных горных системах. Особое внимание в проводимых исследованиях было уделено катастрофическим снежным лавинам, как одному из экстремальных природных явлений горных территорий. За годы исследований был собран обширный материал о катастрофических лавинах Большого Кавказа, который будет положен в основу выполнения проекта.

Пополнение ряда многолетних наблюдений за сезонной динамикой снежного покрова, интенсивными снегопадами, сходом снежных лавин на высокогорном стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ) и определение места зимы 2020/21 г. в многолетнем ряду наблюдений. Будут выявлены наиболее информативные лавинно-индикационные показатели климата, разработанные в лавиноведении, которые прогнозируются современными климатическими моделями. На основе обобщения 50-летнего ряда наблюдений (1968-2018) на стационаре географического факультета МГУ в Приэльбрусье (Центральный Кавказ) будет составлен каталог схода катастрофических лавин и дана оценка повторяемости экстремальных лавинных событий в исследуемом регионе. По материалам среднегорных и высокогорных метеорологических станций Большого Кавказа будет дана оценка изменений в повторяемости интенсивных лавинообразующих снегопадов в XX-XXI вв. и сопутствующих им лавинных катастроф. Будет обоснован выбор репрезентативного периода (продолжительностью в несколько десятилетий) для тестирования климатических моделей с целью воспроизведения реального климата на Большом Кавказе.