СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ МИРОВОГО ОКЕАНА Малинин В.Н.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ
МИРОВОГО ОКЕАНА
Малинин В.Н.
Российский Государственный Гидрометеорологический Университет (РГГМУ),
С.-Петербург,
malinin@rshu.ru
Уровень Мирового океана (УМО) представляет собой важнейший интегральный
индикатор колебаний климата и прежде всего, приповерхностной температуры воздуха
(ПТВ). Действительно, ее изменения формируют режим накопления (расходования) массы
горных ледников, морских льдов, в значительной степени покровных ледников и,
следовательно, определяют поступление пресных вод ледников в океан. Кроме того, ПТВ
влияет на изменчивость испарения и осадков над океаном, а через изменения температуры
поверхности океана вызывает стерические колебания уровня. В соответствии с некоторыми
сценариями изменений климата, основанными на результатах его численного
моделирования, УМО может повыситься на 30100 см (наиболее вероятно 65 см) к концу
столетия. Если такое развитие изменений климата станет реальностью, то это грозит катастрофическим ущербом для инфраструктуры прибрежных территорий, где проживает
около миллиарда жителей Земли. Возможно подтопление крупнейших городов мира:
Лондона, Нью-Йорка, Токио и др. Поэтому задача изучения долговременных колебаний
уровня Мирового океана и особенно построения эффективных систем прогноза
представляется чрезвычайно актуальной. Эксперты МГЭИК (Межправительственной
группы экспертов по изменениям климата) отнесли данный вопрос к числу важнейших
проблем современной гидрометеорологии.
В последние годы в РГГМУ был выполнен цикл исследований, в которых на основе
статистической модели реконструирован УМО за период инструментальных береговых
наблюдений, рассмотрены причины его колебаний в ХХ столетии, предложен новый
подход к оценке тренда, выявлены взаимосвязи с колебаниями климата, а также
разработаны физико-статистические модели прогноза межгодовых колебаний УМО на два
десятилетия и сезонного хода на два года.
Как и следовало ожидать, главной закономерностью межгодовых колебаний УМО
является наличие мощного линейного тренда. В течение ХХ столетия его величина
достигала почти 1,8 мм/год. При этом в последние два десятилетия рост УМО ускорился и
превышает уже 3 мм/год. Это полностью соответствует независимой оценке тренда УМО
по альтиметрическим данным, который за период 1993-2007 гг. равен 3.1 мм/год.
Для выявления вклада различных факторов в формирование тренда УМО может
быть использовано два подхода, различающихся способами оценки эвстатических
факторов. Первый подход, применяемый в иностранных исследованиях и
синтезированный в отчетах МГЭИК, основан на оценках изменений массы горных
ледников, морских льдов, ледниковых покровов Гренландии и Антарктиды, колебаний
объемов поверхностных и подземных вод суши, т.е. на уравнении глобального водного
баланса, описывающего изменения массы воды в криосфере, Мировом океане и на суше.
Как было показано автором, указанные компоненты определяются с погрешностями, не
поддающимися учету, в результате чего возникает очень большая невязка (дисбаланс)
между рассчитанными и фактическими значениями тренда в колебаниях УМО. Более
того, в оценку тренда УМО совершенно ошибочно включается таяние горных ледников,
которое действительно весьма существенно в настоящее время, но может давать
непосредственный вклад в изменения УМО только с ледников, расположенных на
островах в Северном Ледовитом океане и на территории Аляски. Горные ледники,
находящиеся в Европе, Азии, Африке и Ю. Америке могут влиять на УМО только через
приток речных вод к океану. Поэтому непосредственно учитывать их вклад в тренд УМО
вряд ли имеет смысл. В результате невязка в оценках тренда УМО по обобщенным
данным Третьего и Четвертого отчетов МГЭИК без учета вклада горных ледников
составляла примерно 1 мм/год и превышала по абсолютной величине вклад любого
фактора.
Более перспективным представляется выявление вклада факторов в формирование
тренда УМО с использованием уравнения пресноводного баланса океана, включающем в
себя испарение и осадки над океанами, материковый (речной и подземный) сток и
суммарный сток (твердый и жидкий) с ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии. В
этом случае невязка в оценках тренда УМО составляет чуть более 0,2 мм/год, т.е. в 4 раза
меньше.
Несмотря на многочисленные исследования по проблеме колебаний УМО,
состояние ее изученности вряд ли можно признать удовлетворительным. Действительно,
различия в оценках тренда УМО по фактическим данным и вычисленные по компонентам
водного баланса криосферы и суши весьма велики, и в настоящее время можно лишь
ориентировочно полагать, чем они обусловлены, ибо точность оценок многих компонент
невозможно даже проконтролировать. Достаточно очевидно, что совершенствование
методов измерений и расчетов составляющих глобального водного баланса еще на многие
десятилетия останется наиболее важной и актуальной проблемой глобальной гидрологии.
При этом к числу первостепенных задач следует отнести построение комбинированной
системы мониторинга УМО на основе береговых и альтиметрических наблюдений.
Работа выполнена в рамках мероприятия 1.2.1 Федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
(государственный контракт No. П726 от 20 мая 2010 г.) по направлению.
CURRENT POSITION OF THE PROBLEM
OF WORLD OCEAN LEVEL FLUCTUATIONS
Malinin V.
Russian State Hydrometeorological University, St.-Petersburg,
malinin@rshu.ru
Considered are the World ocean fluctuations since 1861 calculated at RSHU, the key
regularity of which is the presence of powerful linear trend. During 20th century its value reached
almost 1.8 mm per year. However, the increase in GSL accelerated during last two decades and
already exceeds 3 mm per year. Two approaches for estimating the contribution of different
factors to GSL trend formation varying in the methods of eustatic factors estimation are
discussed. In foreign research the equation of global water balance describing water mass
variation in the cryosphere, the World Ocean, and on land are used for this goal. Some of its
components are determined with undeterminable errors resulting in a huge misclosure
(disbalance) between calculated and actual trend values in GSL fluctuations.
Detection of factors contribution to GSL trend formation using the equation of fresh
water sea balance seems more promising. If the misclosure in GSL trend estimates according to
integrated data of the Third and Forth IPCC reports exclusively of mountain glaciers contribution
is 1 mm per year and exceeds the contribution of any factor in absolute magnitude in the first
case, it is 4 times less in the second case.