Подбор оптимальной модели климатического реанализа по среднегодовой температуре воздуха для территории Республики Саха (Якутия)

Данные о среднегодовых температурах воздуха (СГТВ) для исторического (1961-1990 гг.) и актуального (1991-2020 гг.) климатических периодов по 91 метеостанции на территории Республики Саха (Якутия) использованы для оценки точности воспроизведения наблюденной СГТВ и ее изменений современными моделями климатического реанализа. Анализ ошибок показывает, что модель GHCNCAMS точнее прочих, с модулем средней ошибки менее 0.15°С, и наибольшим коэффициентом конкордации, воспроизводит современный климат и может использоваться как модель «базового климата» в различных расчетных и прогнозных приложениях. Ограничение этого продукта – временнóе разрешение (месяц). Одновременно, только для оценки изменения температурных характеристик между периодами допустимо использовать также данные реанализа ERA5-Land, имеющие более высокое пространственное и временное разрешение. Коэффициенты регрессии между наблюденными СГТВ и данными реанализа ERA5-Land неустойчивы во времени, что увеличивает неопределенность регрессионного метода приведения одних данных к другим. Все рассмотренные модели реанализа занижают скорость роста СГТВ на некоторых метеостанциях центральной Якутии, что предполагает наличие устойчивых островов тепла в крупных населенных пунктах этой территории.

1. Божилина, Е. А. Принципы географической картографии в современной климатологии / Е. А. Божилина, В. Н. Сорокина. – Текст: непосредственный // Вестник Московского университета. Серия 5. География. – 2012. – № 1. – С. 61–66.

2. Жильцова, Е. Л. О точности воспроизведения температуры и осадков на территории России глобальными климатическими архивами / Е. Л. Жильцова, О. А. Анисимов. – Текст: непосредственный // Метеорология и гидрология. – 2009. – № 10. – С. 79–89.

3. Руководство по специализированному климатологическому обслуживанию экономики: руководство / под редакцией Н. В. Кобышевой; Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова. – Санкт-Петербург: Росгидромет, 2008. – 336 с. – Текст: непосредственный.

4. Булавина, А. С. Пространственно-временной анализ климатических факторов формирования стока Оби / А. С. Булавина. – Текст: непосредственный // Труды Кольского научного центра РАН. – 2022. – Выпуск 10. Океанология. – С. 15–26.

5. Kirillina, K.S. Climate change impacts the state of winter roads connecting indigenous communities: Case study of Sakha (Yakutia) Republic / K. S. Kirillina, N. I. Tananaev, A. N. Savvinova, V. A. Lobanov [etal.]. – Текст: непосредственный // Climate Services. – 2023. – Vol. 30. – 100356. – DOI: 10.1016/j.cliser.2023.100356.

6. Груза, Г. В. О неопределенности некоторых сценарных климатических прогнозов температуры воздуха и осадков на территории России / Г. В. Груза, Э. Я. Ранькова, Л. Н. Аристова, Л. К. Клещенко. – Текст:непосредственный // Метеорология и гидрология. – 2006. – № 10. – С. 2–23.

7. Лемешко, Н. А., Белокопытова М.А. Анализ достоверности и точности современных модельных сценариев климата для юга европейской территории России / Н. А. Лемешко, М. А. Белокопытова // Экологическая деятельность и экологическое просвещение: региональный аспект (материалы всероссийской научной конференции). – Санкт-Петербург, Издательство ЛГУ им. А. С. Пушкина. – 2020. – С. 136–140. – Текст: непосредственный.

8. Кириллина, К. С. Оценка будущего климата Республики Саха (Якутия) / К. С. Кириллина, В. А. Лобанов, Н. Е. Сердитова. – Текст: непосредственный // Ученые записки РГГМУ. – 2015. – № 40. – С. 113–126.

9. Кулаков, М. Ю. Верификация данных реанализа NCEP/NCAR по результатам наблюдений на дрейфующих станциях «Северный полюс» / М. Ю. Кулаков, А. П. Макштас, С. В. Шутилин. – Текст: непосредственный // Проблемы Арктики и Антарктики. – 2013. – № 1(95). – С. 88–96.

10. Васильев, М. С. Сравнение приземной температуры воздуха в Якутии по данным реанализа и наземных наблюдений / М. С. Васильев, С. В. Николашкин, Р. Р. Каримов. – Текст: непосредственный // Вестник СВФУ. – 2014. – Т. 14. – № 5. – С. 82–88.

11. Гидрометцентр РФ. – URL : https://meteoinfo.ru/climatcities, свободный (дата обращения :11.03.2023). – Электронные данные: электронные.

12. Kalnay, E. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project / E. Kalnay, M. Kanamitsu, R. Kistler, W. Collins [et al.]. – Текст: непосредственный // Bulletin of the American Meteorological Society. – 1996. – Vol. 77(3). – P. 437–472. – DOI: 10.1175/1520-0477(1996)077<0437: TNYRP>2.0.CO;2.

13. Muñoz-Sabater, J. ERA5-Land: a state-of-the-art global reanalysis dataset for land applications / J. Muñoz-Sabater, E. Dutra, A. Agusti-Panareda, C. Albergel [et al.]. – Текст: непосредственный // Earth System Science Data. – 2021. – Vol. 13. – P. 4349–4383. – DOI: 10.5194/essd-13-4349-2021.

14. Harris, I. Version 4 of the CRU TS monthly high-resolution gridded multivariate climate dataset / I. Harris, T. J. Osborn, P. Jones, D. Lister. – Текст: непосредственный // Scientifi Data. – 2020. – Vol. 7. – 109. – DOI: 10.1038/s41597-020-0453-3.

15. Fan, Y. A global monthly land surface air temperature analysis for 1948-present / Y. Fan, H. van den Dool. – Текст: непосредственный // Journal of Geophysical Research: Atmosphere. – 2008. – Vol. 113. – D01103. – DOI: 10.1029/2007JD008470.

16. RStudio: Integrated Development for R, v.1.2.5042. 2020. RStudio, Inc., Boston, MA, USA. – URL: http://www.rstudio.com/. – Электронная программа: электронная.

17. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. – 2020. – URL : https://www.R-project.org/ (дата обращения: 10.01.2023). – Электронная программа: электронная.

18. Sumner, M. tidync: A Tidy Approach to ‘NetCDF’ Data Exploration and Extraction. R package version 0.3.0.9001. / Sumner, M. – 2023. – URL : https://docs.ropensci.org/tidync/ (дата обращения: 12.05.2023). – Электронная программа: электронная.

19. QGIS Development Team, 2023. QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation Project. – URL : http://qgis.osgeo.org (дата обращения: 12.05.2023). – Электронная программа: электронный. 20. Макаров В.С. Анализ зимних температурных инверсий в горно-котловинных ландшафтах Оймяконского нагорья // В. С. Макаров. – Текст: непосредственный // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия «Науки о Земле». – 2020. – № 2. – С. 40–45.

20. Esau, I. Urban heat islands in the Arctic cities: an updated compilation of in situ and remote-sensing estimations / I. Esau, V. Miles, A. Soromotin, O. Sizov // Advances in Science and Research. – 2021. – Vol. 18. – P. 51–57. – DOI: 10.5194/asr-18-51-2021.

21. Varentsov, M. Anthropogenic and natural drivers of a strong winter urban heat island in a typical Arctic city / M. Varentsov, P. Konstantinov, A. Baklanov, I. Esau // Atmosphic Chemistry and Physics. – 2018. – Vol. 18(23). – P. 17573–17587.

22. Константинов, П.И. Городские острова тепла российской Федерации: основные характеристики и проблемы изучения / П. И. Константинов, Е. А. Куканова. – Другой вид содержания: электронное // Доклад на Международной конференции ENVIROMIS’2014. – URL: http://www.scert.ru/enviromis/2014/presentation/Presentation/Conference/Session_5/Oral_reports/Konstantinov.pdf (дата обращения: 12.05.2023).