Программа запуска климатической модели ИВМ в

Программа запуска климатической модели ИВМ в ИГКЭ
Этап 1.
Тестирование вычислительного комплекса ИГКЭ
Цель – подтверждение идентичности результатов расчетов,
выполненных в ИВМ и в ИГКЭ. Геоинженерное воздействие отсутствует.
Продолжительность расчетов – минимально возможная (по
рекомендации С.В.Кострыкина).
Выходные параметры для сравнения: средняя глобальная температура,
осадки, площадь ледового покрытия Северного ледовитого океана.
Этап 2.
Сравнение эффектов извержений Эль-Чичон и Пинатубо при задании
параметров в модели ИВМ и в варианте ИГКЭ. Вариант ИГКЭ
предусматривает параметризацию условий «мгновенной» инжекции SO2
в определенные ячейки по широте, долготе и высоте, а также кинетику
образования сернокислотного аэрозоля.
Входные параметры:
Окисление SO2 со временем жизни 30 дней
(e-folding lifetime of SO2 in the stratosphere is 1 month [Wallace J.M. and Hobbs P.V., 2006. Atmospheric
Science: An Introduction Survey. Elsevier Inc. ISBN 10: 0-12-732951-X]). (e-folding lifetime of SO2 in the
stratosphere is (33-35) days. [Rudnick R.L. (ed), 2005. The Crust, Vol.3. ISBN: 0-08-044847-X]). Residence
time (e-folding) is 25 days [Song Guo, Bluth G.J.S., Rose W.I., Watson I.M., Prata A.J., 2004. Reevaluation of SO2 release of the 15 June 1991 Pinatubo eruption using ultraviolet and infrared satellite
sensors. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, Vol. 5, No 4, doi:10.1029/2003GC000654]
Продукт окисления SO2 – сернокислотные аэрозоли с формулой
H2SO4*2H2O (полужидкие, сферической формы) с размером 0,43 мкм
по диаметру, плотностью 1,63 г/см3. Коэффициент экстинкции
сернокислотного аэрозоля 1,5 м2/г. На тонну инжектированного SO2
образуется 2,1 тонны аэрозоля.
Вулкан Эль Чичон (1722’ N, 9344’ W). Извержение с 28 марта по 4
апреля 1982 года. Верхняя кромка газо-пеплового облака – 30 км.
Выброс 3,3 Мт SO2 равномерно распределен в колонне по высоте. (Duff
D., 1993. Holmes’ Principles of Physical Geology. Stanley Thornes (Publishers) Ltd., ISBN 0-7487-4381-2).
Вулкан Пинатубо (1509’ N; 12021’), Извержение основное 15/06/1991,
Максимальная высота газо-пепловой колонны – 34 км. Выброс SO2 19
Мт равномерно распределен в колонне по высоте. [ По Bluth – 20 Мт SO2 Bluth,
G.J.S., Doiron, S.D., Krueger, A.J., Walter, L.S., and Schnetzler, C.C., 1992, Global tracking of the SO2 clouds
from the June 1991 Mount Pinatubo eruptions, Geophysical Research Letters, v. 19,no. 2, p. 151-154. Выброс SO2
по Song Guo (2004) – 18 Мт SO2)
Расчетный период: с 1950 по 2000 год.
Выходные параметры для сравнения с результатами наблюдений и с
модельными результатами ИВМ: величина падения средней глобальной
температуры и продолжительность наличия температурного сигнала.
Этап 3
Предварительная оценка геоинженерного воздействия при постоянной и
равномерной инжекции SO2 с интенсивностью 2 МтSO2/год. Инжекция в
ячейку на высоте 10 км, на широте 70 N, 90 E
Контрольный расчет (без геоинженерного воздействия) на основе
сценария с постоянной концентрацией СО2 (например, 550 ppm.
Продолжительность расчетного периода минимально возможная – до
практического достижения стационарного режима.
Выходные параметры – среднегодовая температура в пределах
полярного круга и площадь ледового покрытия.
Этап 4
Полномасштабный расчет геоинженерного воздействия выбросов
Норильского ГМК в стратосферу (с учетом возможности публикации
результатов).
Контрольный расчет - при сценарии роста концентрации СО2 – RCP8.5.
Период моделирования – 1950-2100
Климатическое воздействие: инжекция SO2 в стратосферу.
Информация на входе:
Три источника инжекции SO2:
1) Эль-Чичон
2) Пинатубо
3) Постоянная инжекция SO2 в Норильске (6920’ N; 8813’E) на
высоте 10 км начиная с 2020 г. по 2100 г. По состоянию на 2013 г.
выброс SO2 предприятиями ГМК составил 1880 тыс. тонн/год
[Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском
крае в 2013 году. Министерство природных ресурсов и экологии Красноярского края.
Красноярск, 2014 г., 282 стр.]
Выходная информация:
1. Среднегодовая и средняя по теплому и холодному сезону
температура для Арктики (в пределах полярного круга), для
территории России, для Северного полушария. Пространственное
распределение температуры.
2. Площадь ледового покрытия в Ледовитом океане среднегодовая и
средняя по теплому и холодному сезону.