Климат Арктики

редактировать

Карта Арктики. Красная линия - изотерма 10 ° C в июле, обычно используемая для определения арктического региона; также показан Полярный круг. Белая область показывает средний минимум протяженности морского льда летом 1975 года.

Климат Арктики характеризует продолжительными холодными зимами. и короткое прохладное лето. климат по всей Арктике сильно колеблется, но все регионы испытывают экстремальные солнечной радиации как летом, так и зимой. Некоторые части Арктики покрыты льдом (морской лед, ледниковый лед или снег ) круглый год, и почти во всех частях Арктики существует длительный период периоды с некоторой формой льда на поверхности.

Арктика состоит из океана, который в основном окружен сушей. Таким образом, климат большей части Арктики смягчается океанской водой, температура которой не может быть ниже -2 ° C (28 ° F). Зимой эта относительно теплая вода, даже на то, что она покрыта полярным льдом, не позволяет Северному полюсу быть самым холодным местом в Северном полушарии, и это также одна из причин того, что Антарктида намного холоднее, чем Арктика. Летом наличие близлежащих вод удерживает прибрежные районы от потепления, как в противном случае.

Содержание

  • 1 Обзор Арктики
  • 2 История наблюдений за климатом в Арктике
    • 2.1 Ранние европейские исследования
    • 2.2 Ранние европейские исследования
    • 2.3 Наблюдения в эпоху холодной войны
    • 2.4 Спутник эпоха
  • 3 Солнечная радиация
    • 3,1 Зима
    • 3,2 Весна
    • 3,3 Лето
    • 3,4
  • 4 Температура
    • 4,1 Рекордно низкие температуры в Северном полушарии
    • 4,2 Арктический бассейн
    • 4.3 Канадская брия
    • 4.4 Гренландия
    • 4.5 Незамерзающие моря
  • 5 Осадки
    • 5.1 Арктический бассейн
    • 5.2 Канадский архипелаг
    • 5,3 Гренландия
    • 5.4 Незамерзающие моря
  • 6 Морской лед
  • 7 Ветер
  • 8 Изменения климата Арктики
    • 8.1 Прошлый климат
    • 8.2 Глобальное потепление
  • 9 См. Также
  • 10 Примечания
  • 11 Библиография
  • 12 Внешняя Дополнительная ссылки
  • 13 литература

Обзор Арктики

Существуют разные определения Арктики. Наиболее широко используемое определение, область к северу от полярного круга, где солнце не садится в июньское солнцестояние, используется в астрономическом и некоторых географических контекстах. Однако два наиболее широко используемых в контексте климата - территория северной линии деревьев и область, в которой средняя летняя температура ниже 10 ° C (50 ° F), что почти совпадают по большинству участков суши ( NSIDC ).

Страны, составляющие Арктический регион.

Это определение Арктики можно разделить на четыре различных региона:

При перемещении вглубь суши от побережья над материковой частью Северной Америки и Евразии, сдерживающее влияние Северного Ледовитого океана быстро уменьшается, и меняется с арктического субарктического, как правило, на расстояние менее 500 километров (310 миль).

История наблюдений за климатом в Арктике

Наблюдения за погодой и климатом в этом регионе, как правило, разнесены большие расстояния и непродолжительны по сравнению со средними широтами и тропики. Хотя викинги исследовали некоторые районы Арктики более тысячелетия назад, небольшое количество людей вдоль арктического побережья намного дольше, научные знания об этом развивались медленно; большие острова Северная Земля, к северу от полуострова Таймыр на материковой части России, не были открыты до 1913 года и не были нанесены на карту до начала 1930-х годов

Ранние исследования Европы

Большая часть исторического исследования Арктики была мотивирована поисками Северо-Западного и Северо-Восточного проходов. Экспедиции шестнадцатого и семнадцатого веков в основном управлялись торговцами в поисках коротких путей между Атлантическим и Тихим океанами. Эти набеги в Арктику осуществлялись недалеко от североамериканского и евразийского побережья и не привели к поиску судоходного маршрута через оба пролива.

Национальные и коммерческие экспедиции продолжали расширять детализацию карттики на протяжении восемнадцатого века, но в степени игнорировали другие научные наблюдения. Экспедиции с 1760-х до середины 19-го века также были сбиты с толку попытками плыть на север из-за того, что океан, окружающий Северный полюс, не имеет льда. Эти ранние исследования действительно предоставлены о состоянии морского льда в Арктике, а также некоторые другие данные, связанные с климатом.

К началу 19 века некоторые экспедиции делали упор на сборе более подробных метеорологических, океанографических и геомагнитных наблюдений, но они оставались спорадическими. Начало с 1850-х годов регулярные метеорологические наблюдения стали распространенными во многих странах, британский флот, внедрил систему подробных наблюдений. В результате экспедиции второй половины XIX века начали давать картину климата Арктики.

Первые европейские наблюдательные работы

Фотография первой станции МПГ на участке Карского моря зимой

Первой крупной попыткой европейцев изучить метеорологию Арктики Первая Международный полярный год (МПГ) с 1882 по 1883 год. Одиннадцать стран оказали поддержку в создании двенадцати наблюдений в Арктике. Наблюдения не были такими массовыми или продолжительными, как было бы необходимо для подробного описания климата.

В 1884 году на берегу Гренландии были обнаружены обломки корабля, брошенного годами ранее у восточного арктического побережья России. Это заставило Фритьофа Нансена понять, что морской лед перемещается с сибирской стороны Арктики на атлантическую сторону. Он решил использовать это движение, заморозив специально сконструированный корабль Фрам во льду и позволив ему перенести его через океан. Метеорологические наблюдения проводились с корабля во время его перехода с сентября 1893 по август 1896 года. Эта экспедиция также дала ценную информацию о циркуляции ледяной поверхности Северного Ледовитого океана.

В начале 1930-х годов были проведены первые основные метеорологические исследования внутри ледникового покрова Гренландии. Они предоставили знания, возможно, о самом суровом климате Арктики, а также первое предположение о том, что ледяной щит лежит во впадине коренной породы внизу (теперь известно, что это вызвано весом самого льда).

Через пятьдесят лет после первого МПГ, с 1932 по 1933 год, был организован второй МПГ. Этот был больше, чем первый, с 94 метеорологическими станциями, но Вторая мировая война задержала или помешала публикации большей части данных, собранных во время нее. Еще один важный момент в арктических наблюдениях перед Второй мировой войной произошел в 1937 году, когда в СССР была создана первая из более 30 дрейфующих станций на Северном полюсе. Эта станция, как и более поздние, была установлена ​​на толстом льду льдине и дрейфовала почти год, ее команда наблюдала за атмосферой и океаном по пути.

Наблюдения в эпоху холодной войны

После Второй мировой войны Арктика, лежащая между СССР и Северной Америкой, непреднамеренно и случайно стала линией фронта холодной войны. значительно расширяя наше понимание его климата. Между 1947 и 1957 годами правительства Соединенных Штатов и Канады построили станцию ​​вдоль арктического побережья известную как Линия дальнего раннего предупреждения (DEWLINE), для предупреждения о советском ядерном нападении. Многие из этих станций собирали метеорологические данные.

Участок DEWLINE в Пойнт-Лей, Аляска

Советский Союз также интересовался Арктикой и установил там значительное присутствие, продолжая дрейфующие станции на Северном полюсе. Эта программа действовала непрерывно, с 30 станциями в Арктике с 1950 по 1991 год. Эти станции собирают данные, которые по сей день ценны для понимания климата Арктического бассейна. На этой карте показано расположение арктических исследовательских центров в середине 1970-х годов и следы дрейфующих станций в период с 1958 по 1975 год.

Еще одним преимуществом холодной войны стало получение данных наблюдений от United Государства и советские военно-морские путешествия в Арктику. В 1958 году американская атомная подводная лодка Наутилус стала первым кораблем, достигшим Северного полюса. В последующие десятилетия подводные лодки регулярно бродили под арктическим морским льдом, собирая данные гидролокационных наблюдений за толщиной и протяженностью льда по мере их льда. Эти данные стали доступны после холодной войны и свидетельствуют об истончении арктического морского льда. Советский флот также действовал в Арктике, в том числе на атомном ледоколе Арктика в 1977 году к Северному полюсу, когда надводный корабль достиг полюса.

Научные экспедиции в Арктику также стали распространенными в течение десятилетий холодной войны, иногда с материально-технической или финансовой выгодой за счет военных интересов. В 1966 году в Кэмп-Сенчури был пробурен первый глубокий ледяной керн в Гренландии, что предоставило представление о климате во время последнего ледникового периода. Этот рекорд был увеличен в начале 1990-х годов, когда два более глубоких керна были взяты недалеко от центра Гренландского ледникового щита. Начиная с 1979 года Программа буев Северного Ледовитого океана (Международная программа буев Арктики с 1991 года) собирала метеорологические данные и данные о дрейфе льда в Северном Ледовитом океане с помощью сети из 20–30 буев.

Спутниковая эпоха

Конец Советского Союза в 1991 году привел к резкому сокращению регулярных наблюдений из Арктики. Правительство России положило конец системе дрейфующих станций на Северном полюсе и закрыло многие наземные станции в российской Арктике. Аналогичным образом правительства Соединенных Штатов и Канады сократили расходы на наблюдения в Арктике, предполагаемая потребность в DEWLINE снизилась. В результате наиболее полная коллекция приземных наблюдений в Арктике относится к периоду 1960–1990 гг.

Обширный набор спутниковых инструментов дистанционного зондирования, находящийся в настоящее время на орбите, помог, чтобы заменить некоторые наблюдения, которые были утеряны после холодной войны, и обеспечил освещение, которое без них было бы невозможно. Регулярные спутниковые наблюдения за Арктикой начались в начале 1970-х годов и с тех пор расширяются и улучшаются. Результатом этих наблюдений являются подробные данные о площади морского льда в Арктике с 1979 г.; уменьшенная степень, отмеченная в этой записи (NASA, NSIDC ), и ее возможная связь с антропогенным глобальным потеплением способствовала повышению интереса к Арктике в последние годы. Сегодняшние спутниковые инструменты позволяют получать обычные изображения не только облаков, снега и морского льда в Арктике, но и других, возможно, менее ожидаемых, включая температуру поверхности и атмосферы, содержание влаги в атмосфере, ветры и концентрацию озона.

Гражданские научные исследования на земле, безусловно, продолжаются в Арктике, и в период с 2007 по 2009 год они становятся все активнее, поскольку страны мира увеличивают расходы на полярные исследования в рамках третьего международного полярного года. В течение этих двух лет тысячи ученых из более чем 60 стран будут сотрудничать для выполнения более 200 проектов, связанных с использованием физических, биологических и социальных Арктики и Антарктики (МПГ ).

Современные исследователи в Арктике также извлекают выгоду из компьютерных моделей. Эти части программного обеспечения иногда являются более реалистичными, чтобы сделать результаты более реалистичными. Модели, хотя и несовершенные, часто дают ценную информацию по вопросам, проверить с климатом, которые невозможно проверить в реальном мире. Они также используются, чтобы попытаться предсказать будущий климат и влияние, которое изменилось в атмосфере, вызванной климатом, вызванным климатом, на климатические условия и за ее пределами. Еще одним интересным применением было их использование вместе с историческими данными для достижения наилучшей оценки погодных условий на всем земном шаре за последние 50 лет, заполняя регионы, где не проводились наблюдения (ECMWF ). Эти наборы данных реанализа позволяют компенсировать отсутствие наблюдений над Арктикой.

Солнечная радиация

Изменения продолжительности дня в зависимости от широты и времени года. Атмосферная рефракция заставляет Солнце казаться выше в небе, чем это геометрически, и поэтому продолжительность 24-часового дня или ночи немного отличается от полярных кругов. Различия в продолжительности дневного света с широтой и временем года. Меньший угол, под которым пересекает горизонт в полярных регионах, по сравнению с тропиками, приводит к более длительным периодам сумерек в полярных регионах и объясняет асимметрию графику.

Почти вся энергия, доступная для поверхности и атмосферы Земля исходит от Солнца в виде солнечного излучения (солнечного света, включая невидимый ультрафиолетовый и инфракрасный свет). Различия в количестве солнечной радиации, обеспечивающая различные части Земли, является основным фактором глобального и регионального климата. Широта является важным фактором, определяющим среднегодовое количество солнечной радиации, достигающей верхних слоев атмосферы; падающая солнечная радиация плавно спадает от экватора к полюсам. Следовательно, температура имеет тенденцию к появлению широты.

Кроме того, продолжительность каждого дня, которая определяет сезоном, оказывает значительное влияние на климат. 24-часовые дни, наблюдаемые летом у полюсов, приводят к тому, что в этих регионах большой среднесуточный поток солнечной энергии достигает верхних слоев атмосферы. Во время июньского солнцестояния в течение дня на Северном полюсе на 36% больше солнечной радиации достигает верхних слоев атмосферы, чем на экваторе. Однако в течение месяцев с сентябрьского равноденствия до мартовского равноденствия Северный полюс не получает солнечного света.

Климат Арктики также зависит от количества солнечного света, достигшего поверхности и поглощенного ею. Изменения облачного покрова могут вызвать большие колебания количества солнечной радиации, достигающей поверхности в местах с одинаковой широтой. Различия в поверхностном альбедо, вызванные, например, наличием или отсутствием снега и льда, сильно на долю солнечной радиации, достигающей поверхности, которая отражается, а не поглощается.

Зима

Зима с ноября по февраль в Арктике солнце остается очень низко в небе или не встает вообще. Там, где оно действительно поднимается, низкое положение солнца на небе означает, что даже в полдень на небе мало энергии. Кроме того, большая часть небольшого количества солнечной радиации, достигающей поверхности, отражается ярким снежным покровом. Холодный снег отражает от 70% до 90% попадающей на него солнечной радиации, а зимой покрывает большую часть арктической суши и ледяной поверхности. Эти факторы вызывают к незначительному поступлению солнечной энергии в Арктику зимой; Единственное, что удерживает тепло в течение всей зимы, - это перенос тепла из недр суши и океана (из которых оба получают тепло летом и выделяют его зимой) на поверхность и в. атмосферу.

Весна

Арктические дни быстро удлиняются в марте и апреле и поднимается выше в небе, и поднимается больше солнечной радиации в Арктику, чем зимой. В эти первые месяцы весны в Северном полушарии большая часть Арктики все еще находится в зимних условиях, но с добавлением солнечного света. Сохраняющиеся низкие температуры и устойчивый белый снежный покров означают, что эта дополнительная энергия, достигающая Арктики от солнца, медленно оказывает значительное влияние, потому что она в основном отражается, не нагревая поверхность. К маю температура повышается, поскольку дневной свет круглосуточно достигает многих районов, но большая часть Арктики все еще покрыта снегом, поэтому поверхность Арктики отражает более 70% солнечной энергии, которая достигает ее во всех областях, кроме Норвежского моря. и южная часть Берингова моря, где океан свободен ото льда, и некоторые участки суши, прилегающие к этим морям, где сдерживающее влияние открытой воды способствует раннему таянию снега.

На большей части Арктики значительная часть таяние снега начинается в конце мая или где-то в июне. Это начинает обратную связь, поскольку тающий снег отражает меньше солнечной радиации (от 50% до 60%), чем сухой снег, что позволяет поглощать больше энергии и таять быстрее. Когда снег исчезает на суше, нижележащие поверхности поглощают еще больше энергии и начинают быстро нагреваться.

Лето

На Северном полюсе в день июньского солнцестояния, около 21 июня, солнце вращается под углом 23,5 ° над горизонтом. Это знаменует собой полдень в годичный для поляка день; с этого момента до сентябрьского равноденствия Солнце будет медленно приближаться все ближе и ближе к горизонту, предлагая полюсу все меньше и меньше солнечной радиации. Этот период заходящего солнца также примерно соответствует лету в Арктике.

На этой фотографии, сделанной с самолета, изображен участок морского льда. Светло-синие области - это талые пруды, а самые темные области - это открытая вода.

Поскольку Арктика продолжает получать энергию от солнца в это время, земля, которая к настоящему времени в основном свободна от снега, может нагреваться в ясные дни когда ветер не дует с холодного океана. Над Северным Ледовитым океаном снежный покров на морском льду исчезает, и на морском льду начинают образовываться пруды с талой водой, что еще больше снижает количество солнечного света, отражаемого льдом, и способствует большему таянию льда. По краям Северного Ледовитого океана лед будет таять и разрушаться, обнажая океанскую воду, которая поглощает почти все поступающее к нему солнечное излучение, сохраняя энергию в толще воды. К июлю и августу большая часть суши обнажается и поглощает более 80% солнечной энергии, которая достигает поверхности. Там, где остается морской лед, в центральной части Арктического бассейна и проливах между островами Канадского архипелага, из-за множества талых водоемов и отсутствия снега поглощается около половины солнечной энергии, но в основном это идет на таяние льда, поскольку лед поверхность не может нагреваться выше нуля.

Частые облачности, частота которых превышает 80% на большей части Северного Ледовитого океана в июле, уменьшает количество солнечной радиации, достигающей поверхности, за счет отражения большей ее части до того, как она достигнет поверхности. Необычные ясные периоды могут привести к усилению таяния морского льдаили повышение температуры (NSIDC ).

Гренландия: Внутренняя часть Гренландии отличается от остальной части Арктики. Низкая частота весенних и летних облаков и большая высота над уровнем моря, которая снижает количество солнечной радиации, поглощаемой или рассеиваемой атмосферой, в совокупности обеспечивает региону больше всего приходящей солнечной радиации на поверхность из любой точки Арктики. Однако большая высота над уровнем моря и соответствующие низкие температуры позволяют удерживать яркий снег от таяния, ограничивая согревающий эффект всей этой солнечной радиации.

Осень

В сентябре и октябрьские дни становятся короче, а в северных районах солнце полностью исчезает с неба. Количество солнечной радиации, доступной для поверхности, уменьшается, температура следуют этого примера. Морской лед начинает повторно замерзать, и в итоге он покрывается свежим снежным покровом, заставляя его отражать еще больше уменьшающегося количества солнечного света, достигающего его. Аналогичным образом в начале сентября как северные, так и южные районы суши покрываются зимним снежным покровом, который в сочетании с пониженной солнечной радиацией на поверхности обеспечивает конец теплым дням, которые могут быть в этих районах летом. К ноябрю зима в самом разгаре на большей части Арктики, и небольшое количество солнечной радиации, все еще достигающей региона, не играет роли в его климате.

Температура

Средняя температура января в Арктике Средняя температура июля в Арктике

Арктика часто воспринимается как регион, застрявший в постоянной глубокой заморозке. Хотя большая часть региона действительно испытывает очень низкие температуры, существует значительная изменчивость как в зависимости от местоположения, так и от сезона. Зимние температуры в среднем ниже нуля по всей Арктике, за исключением небольших регионов в южной части Норвежского и Берингова морей, которые всю зиму остаются свободными от льда. Средние температуры летом выше нуля во всех регионах, кроме центральной части Арктического бассейна, где морской лед сохраняется в течение всего лета.

Как правило, самые холодные и самые теплые месяцы на картах первой средней температуры в Арктике в июле и июле. Эти карты были составлены с использованием данных из NCEP / NCAR Reanalysis, который объединяет доступные данные в компьютерную модель для создания согласованного глобального набора данных. Ни модели, ни данные не идеальны, поэтому карты могут отличаться от других оценок температуры поверхности; В некоторых частях этих показателей показывают, что средняя температура в центральной части Северного Ледовитого океана в июле была чуть ниже нуля, на несколько градусов ниже, чем показано на картах (СССР, 1985). Более ранняя климатология температуры в Арктике, полностью основанная на данных данных, на этой карте из Атласа полярных регионов ЦРУ.

Рекордно низкие температуры в северном полушарии

Самое холодное место в Северном полушарии находится не в Арктике, а в глубине Дальнего Востока России, в правом верхнем квадранте карт. Это связано с континентальным климатом, которые задерживают холодный плотный воздух и создают сильные температурные инверсии, где температура увеличивается, а не уменьшается. с высотой. Самая низкая средняя температура в Северном полушарии составляет -67,7 ° C (-89,9 ° F), что было в Оймяконе 6 февраля 1933 года, а также в Верхоянске 5 и 7 февраля. Февраль 1892 года соответственно. Этот регион не является частью Арктики, потому что его континентальный климат также позволяет ему иметь теплое лето со средней температурой июля 15 ° C (59 ° F). На рисунке ниже показывающем график климатологию станций для Якутска является репрезентативным для этой части Дальнего Востока; В Якутске климат чуть менее суровый, чем в Верхоянске.

Ежемесячная и годовая климатология восьми мест в Арктике и субарктике

Арктический бассейн

Арктический бассейн обычно круглый год покрыт морским льдом, что сильно влияет на его летние температуры. Он также переживает самый продолжительный период без солнечного света в любой части Арктики и самый продолжительный период непрерывного солнечного света, хотя частая облачность летом снижает этого солнечного излучения.

Несмотря на то, что он расположен в центре Северного полюса, это приносит долгий период темноты, это не самая холодная часть Арктики. Зимой тепло, передаваемое от воды с температурой −2 ° C (28 ° F) через трещины во льду и участки открытой воды, смягчить климат, поддерживая средние зимние температуры от −30 до −35 ° C (−22 до -31 ° F)). Минимальные температуры в этом регионе зимой составляют около -50 ° C (-58 ° F).

Летом морской лед предохраняет поверхность от нагревания выше нуля. Морской лед - это в основном пресная вода, так как соль отталкивается льдом по мере его образования, поэтому тающий лед имеет температуру 0 ° C (32 ° F), и любая дополнительная энергия от солнца идет на таяние большего количества льда, а не на утепление поверхности. Температура воздуха на стандартной высоте измерения около 2 метров над поверхностью может подняться на несколько градусов выше нуля в период с конца мая по сентябрь, хотя, как правило, в пределах некоторой степени замерзания с очень небольшими колебаниями во время таяния. сезон.

На рисунке ниже показывающегоологию станций, нижний левый график для НП 7–8 представляет условия в Арктическом бассейне. На этом графике показаны данные советских дрейфующих станций на Северном полюсе под номерами 7 и 8. На нем показано, что средняя температура в самых холодных месяцы находится в районе –30, а температура быстро повышается с апреля по май; Июль - самый теплый месяц, и сужение линий показывает, что температура не сильно отличается от нуля в середине лета; с августа по декабрь температура стабильно понижается. Небольшой дневной температурный диапазон (длина вертикальных полос) объясняется тем, что высота Солнца над горизонтом не меняется в этом регионе в течение одного дня.

Большая часть зимней изменчивости в этом регионе занимается с облаками. тепловое излучение, испускаемое одним из основных источников энергии в этом регионе зимой. Облачное небо может излучать гораздо больше энергии на поверхности, чем ясное небо, поэтому зимой в облачной погоду здесь обычно тепло, а когда ясно, эта область быстро остывает.

Канадская брия

Зимняя на канадском архипелаге температуры аналогичная температурам в Арктическом бассейне, но в летние месяцы с июня по август наличие такой большой площади суши в этом регионе позволяет ему нагреваться больше, чем лед. покрыл Арктический бассейн. На приведенном выше рисунке климатологии станции график Резольюты типичен для этого региона. Наличие большинства из большинства из которых теряет свой снежный покров, позволяет летним температурам подниматься намного выше нуля. Средняя высокая температура летом приближается к 10 ° C (50 ° F), средняя низкая температура в июле выше нуля, хотя температуры ниже наблюдаются каждый месяц в году.

Проливы между этим островами часто остаются покрытыми морским льдом в течение всего лета. Этот лед поддерживает температуру поверхности до точки замерзания, как и над Арктическим бассейном, поэтому в месте на проливе, вероятно, будет летний климат, больше похожий на Арктический бассейн, с более высокими максимальными температурами из-за ветров, дующих поблизости. теплые острова.

Гренландия

Толщина ледяного покрова Гренландии. Обратите внимание, что большая часть зеленой зоны имеет постоянный снежный покров, его толщина составляет менее 10 м (33 фута).

Климатически Гренландия разделена на два очень разных региона: прибрежный регион, большая часть которого свободна ото льда, и внутренний ледяной покров. Гренландский ледяной щит покрывает около 80% территории Гренландии, местами простираясь до побережья, имеет среднюю высоту 2100 м (6900 футов) и максимальную высоту 3200 м (10 500 футов). Большая часть ледникового покрова круглый год остается ниже нуля, а климат здесь самый холодный из всех частей Арктики. Прибрежные районы могут подвергаться воздействию близлежащих открытых вод или нагревания через морской лед из океана, многие части летом теряют свой снежный покров, что позволяет им поглощать больше солнечной радиации и нагревать больше, чем внутренняя часть.

Прибрежные районы северной части Гренландии испытывают зимние температуры, аналогичные или немного более высокие, чем на Канадском архипелаге, со средней температурой января от -30 до -25 ° C (от -22 до -13 ° F). Эти регионы немного теплее, чем Архипелаг, из-за их более близкой близости к районам тонкого однолетнего морского ледяного покрова или к открытому океану в Баффинова заливе и Гренландском море.

Прибрежные районы южной части острова больше подвержены влиянию открытого воды океана и частого прохождения циклонов, которые позволяют удерживать там температуру ниже минимума. на севере. В результате этого увеличивается средняя температура в этих регионах, примерно от -20 до -4 ° C (от -4 до 25 ° F).

Внутренний ледяной покров в степени ослабает влияние воздуха со стороны океана или циклонов, его большая высота также способствует более холодному климату, поскольку температура имеет тенденцию к понижению с высотой. В результате зимние температуры ниже, чем где-либо еще в Арктике, со средней температурой января от -45 до -30 ° C (от -49 до -22 ° F), в зависимости от местоположения и набора данных. Минимальные температуры зимой в более высоких частях ледникового щита могут опускаться ниже -60 ° C (-76 ° F) (CIA, 1978). На приведенном выше рисунке климатологии станции центральный график представляет высокий ледяной щит Гренландии.

Летом в прибрежных районах Гренландии температуры на островах Канадского архипелага: в июле они в среднем на несколько градусов выше нуля, чем на севере и востоке.. Внутренний ледяной щит остается покрытым снегом в течение лета, хотя на его части всего немного таяние снега. Этот снежный покров в сочетании с возвышенностью ледникового покрова помогает поддерживать здесь низкие температуры: в среднем в июле от -12 до 0 ° C (от 10 до 32 ° F). Вдоль побережья температура не меняется слишком сильно из-за сдерживающего воздействия близлежащей воды или таяния морского льда. Внутри температура не может подняться намного выше нуля из-за заснеженной поверхности, но может упасть до -30 ° C (-22 ° F) даже в июле. Температура выше 20 ° C бывает редко, но иногда случается на крайнем юге и прибрежных юго-западных районах.

Незамерзающие моря

Большинство арктических морей покрыто льдом в течение части года (см. Карту в разделе «Морской лед» ниже); «незамерзающие» здесь относятся к тем, которые не покрыты круглый год.

Единственными регионами, которые остаются свободными ото льда в течение года, являются южная часть Баренцева моря и большая часть Норвежского моря. У них очень небольшие годовые колебания температуры; средние зимние температуры поддерживаются около или выше точки замерзания морской воды (около -2 ° C (28 ° F)), поскольку незамерзший океан не может иметь температуру ниже этой, а летние температуры в тех частях этих регионов, которые считаются частью в Арктике в среднем ниже 10 ° C (50 ° F). В течение 46-летнего периода, когда записи погоды велись на острове Шемя в южной части Берингова моря, средняя температура самого холодного месяца (февраля) составляла -0,6 ° C (30,9 ° F), а самый теплый месяц (август) был 9,7 ° C (49,5 ° F); температура никогда не опускалась ниже -17 ° C (1 ° F) и не поднималась выше 18 ° C (64 ° F); Западный региональный климатический центр )

Остальные моря покрыты льдом на некоторое время зимой и весной, но теряют его летом. В этих регионах летняя температура составляет от 0 до 8 ° C (от 32 до 46 ° F). Зимний ледяной покров позволяет температурам в этих регионах падать намного ниже, чем в регионах, свободных ото льда круглый год. В большинстве морей, покрытых льдом в сезон, средняя зимняя температура составляет от -30 до -15 ° C (от -22 до 5 ° F). Области вблизи кромки морского льда останутся несколько более теплыми из-за сдерживающего влияния близлежащей открытой воды. На приведенном выше рисунке по климатологии станций графики для мыса Барроу, Тикси, Мурманска и Исфьорда типичны для участков суши, прилегающих к морям, которые сезонно покрыты льдом. Наличие суши позволяет температурам достигать чуть более экстремальных значений, чем сами моря.

Практически свободная ото льда Арктика может стать реальностью в сентябре, где-то с 2050 по 2100 год.

Осадки

Осадки в большей части Арктики выпадают только тогда, когда дождь и снег. На большинстве территорий снег является преобладающей или единственной формой осадков зимой, тогда как летом выпадают и дождь, и снег (Серрез и Барри, 2005). Основным исключением из этого общего описания является высокая часть Гренландского ледникового щита, на которую в любое время года выпадают все осадки в виде снега.

Точные климатологические данные о количестве осадков сложнее составить для Арктики, чем климатологии других переменных, таких как температура и давление. Все переменные измеряются на относительно небольшом количестве станций в Арктике, но наблюдения за осадками становятся более неопределенными из-за сложности улова измерителем всего выпадающего снега. Обычно ветром препятствуют попаданию некоторого количества падающего снега в датчики осадков, что приводит к занижению количества осадков в регионах, которые получают значительную часть своих осадков в виде снегопада. В данные вносятся поправки, чтобы учесть эти неуловленные осадки, но они несовершенны и вносят некоторую ошибку в климатологию (Серрез и Барри, 2005).

Имеющиеся наблюдения показывают, что количество осадков различается примерно в 10 раз по всей Арктике, при этом в некоторых частях бассейна и Канадского архипелага выпадает менее 150 мм (5,9 дюйма) осадков в год, и части юго- восточной Гренландии получают более 1200 мм (47 дюймов) ежегодно. В ежегодно ежегодно поступает менее 500 мм (20 дюймов) (Серрез и Херст, 2000, СССР, 1985). Для сравнения, среднегодовое количество осадков по всей планете составляет около 1000 мм (39 дюймов); см. Осадки ). В этой статье указаны количества в жидком эквиваленте, что означает, что замороженные осадки плавятся перед их измерением.

Арктический бассейн

Арктический бассейн - одна из самых засушливых частей Арктики. На большей части бассейна выпадает менее 250 мм (9,8 дюйма) осадков в год, что квалифицирует его как пустыню. Более мелкие районы Арктического бассейна к северу от Свальбарда и полуострова Таймыр получают до 400 мм (16 дюймов) в год (Серрез и Херст, 2000).

Ежемесячные суммы осадков на большей части Арктического бассейна составляют около 15 мм (0,59 дюйма) с ноября по май и повышаются до 20-30 мм (0,79-1,18 дюйма) в июле, августе и сентябрь (Серрез и Hurst 2000). Сухие зимы являются результатом низкой частоты циклонов в регионе этого времени и региона от теплой открытой воды, которая может быть влаги (Серрез и Барри, 2005). Несмотря на небольшое количество осадков зимой, от 25% до 35% наблюдений за осадками, чем в июле, когда от 20% до 25% наблюдений сообщали об осадках (Серрез и Барри, 2005). Зимой выпадает много осадков, возможно, алмазная пыль. Количество дней с измеримыми осадками (более 0,1 мм [0,004 дюйма] в день) в июле несколько больше, чем в январе (СССР, 1985). Из январских наблюдений за осадками от 95% до 99% указывают на то, что они были заморожены. В июле от 40% до 60% наблюдений за наблюдениями указывают на то, что они замерзли (Серрез и Барри, 2005).

Части бассейна к северу от Шпицбергена и полуострова. Эти регионы представляют собой множество ослабевающих циклонов североатлантического , который наиболее активен зимой. В результате количество осадков в этих частях бассейна зимой больше, чем указано выше. Теплый воздух, переносимый в эти жидкие регионы, чаще, чем в остальной части Арктического бассейна, как зимой, так и летом.

Канадский архипелаг

Годовое количество осадков на Канадском архипелаге резко возрастает с севера на юг. Северные острова получают такое же количество с аналогичным годовым циклом, что и центральный Арктический бассейн. На Баффиновом острове и на более мелких островах вокруг него суммы увеличиваются с чуть более 200 мм (7,9 дюйма) на севере до примерно 500 мм (20 дюймов) на юге, где находятся циклоны из Северной Атлантики. чаще (Серрез и Херст, 2000).

Гренландия

Годовое количество осадков, приведенное ниже для Гренландии, взято из рисунка 6.5 в работе Серрез и Барри (2005). Анализ погодных условий путем анализа годовых слоев населения (в жидком эквиваленте) был модифицирован на побережье с помощью моделей, за нехватки долгосрочных метеорологических данных в Гренландии, особенно во внутренних районах. чтобы учесть влияние местности на количество осадков.

Южная третья Гренландия выходит на тропу штормов в Северной Атлантике, регион на который часто циклоны. Эти частые циклоны приводят к большему количеству годовых осадков, чем на большей части Арктики. Это особенно вблизи побережья, где местность поднимается от уровня моря до более чем 2 500 м (8 200 футов), увеличенное количество осадков из-за орографического подъема. В результате годовое количество осадков составляет от 400 мм (16 дюймов) над южной внутренней частью до более 1200 мм (47 дюймов) около южного и юго-восточного побережья. В некоторых местах на этих берегах возникает орографическое подъема, выпадает до 2200 мм (87 дюймов) осадков в год. Зимой, когда штормовая тропа наиболее активна, осадков выпадает больше, чем летом.

Западное побережье центральной трети Гренландии также находится под некоторыми циклонами и орографического подъема, общее количество осадков на склоне ледникового покрова у этого достижения достигает 600 мм (24 дюйма) в год. На восточном побережье центральной трети острова выпадает от 200 до 600 мм (7,9–23,6 дюйма) осадков в год, с увеличением количества осадков с севера на юг. Осадки над северным побережьем аналогичны осадкам в центральной части Арктического бассейна.

Внутренняя часть центрального и северного ледникового щита Гренландии - самая засушливая часть Арктики. Годовые суммы здесь колеблются от менее 100 до примерно 200 мм (от 4 до 8 дюймов). В этом регионе ниже нуля, поэтому все осадки выпадают в виде снега, причем летом их больше, чем зимой. (СССР 1985).

Незамерзающие моря

Чукотское, море Лаптевых, Карское море и Баффиновый залив получают несколько больше осадков, чем Арктический бассейн, с годовой суммой от 200 до 400 мм (от 7,9 до 15,7 дюйма); Годовые циклы в Чукотском море, море Лаптевых и Баффинова заливе аналогичны таковым в Арктическом бассейне: летом выпадает больше осадков, чем зимой, в то время как в Карском море годовой цикл меньше из-за увеличения зимних осадков, вызванных циклонами с севера. Трасса атлантического шторма.

Лабрадор, Норвежское, Гренландское и Баренцево моря, а также Дания и пролив Дэвиса сильно подвержены влиянию циклонов на тропе шторма в Северной Атлантике, которая наиболее активна зимой. В результате в этих регионах зимой выпадает больше осадков, чем летом. Годовое количество осадков быстро увеличивается с примерно 400 мм (16 дюймов) на севере до примерно 1400 мм (55 дюймов) в южной части региона. Зимой часто выпадают осадки, поддающееся измерению общего количества выпадает в среднем за 20 дней каждого января в Норвежском море (СССР, 1985). Морское море находится под северной частью Тихого океана, и здесь годовое количество осадков составляет от 400 до 800 мм (от 16 до 31 дюйма), также с зимним максимумом.

Морской лед

Оценки абсолютного и среднего минимума и максимума протяженности морского льда в Арктике на середину 1970-х годов

Морской лед - это замерзшее море вода, которая плавает по поверхности океана. Это преобладающий тип поверхности в течение года в Арктике, и в какой-то момент он покрывает большую часть поверхности океана в Арктике. Лед может быть голым, или он может быть покрыт снегом или прудами с талой водой, в зависимости от места и времени года. Морской лед относительно тонкий, обычно менее 4 м (13 футов), с более толстыми гребнями (NSIDC ). Веб-камера Северного полюса NOAA отслеживает переходы арктического морского льда летом в период весеннего таяния, летнего таяния прудов и осеннего ледостава с тех пор, веб-камера была развернута в 2002 году по настоящее время.

Морской лед важен для климата и океана по-разному. Уменьшает передачу тепла из океана в атмосфере; он вызывает поглощение количества солнечной энергии на поверхности, на которой может накапливаться снег, что еще больше снижает потребление солнечной энергии; так как соль удаляется из льда по мере его образования, увеличивает соленость поверхностных вод океана там, где она образует, и уменьшает соленость там, где она тает, и то и другое может повлиять на циркуляцию океана.

Карта на показаны области, покрытые морским льдом, когда он имеет максимальную протяженность (март) и минимальная протяженность (сентябрь). Эта карта составлена ​​в 1970-х годах, и с тех пор площадь морского льда уменьшилась (см. Ниже), но это все еще дает разумный обзор. В максимальной степени в марте морской лед покрывает около 15 миллионов км² (5,8 миллиона квадратных миль) в северном полушарии, что почти равно площади самой большой страны, Россия.

Ветры и океанские течения вызывают образование морского льда. двигаться. Типичная картина движения льда на карте справа. В среднем эти движения переносят морской лед с российской стороны Северного Ледовитого океана в Атлантический океан через район к востоку от Гренландии, в то время как они заставляют на североамериканской стороне вращаться по часовой стрелке, иногда в течение многих лет.

Ветер

Скорость ветра над Арктическим бассейном и западной частью Канадского архипелага в среднем составляет от 4 до 6 метров в секунду (14 и 22 километров в час, 9 и 13 миль в час) в любое время года.. Сильные ветры действительно случаются во время штормов, часто вызывая белую дымку, но они редко превышают 25 м / с (90 км / ч (56 миль / ч) в этих районах.

В любое время. Самые сильные средние ветры наблюдаются в Североатлантических морях, Баффиновой Заливе, Беринговом и Чукотском морях, где наиболее распространена активность циклонов . На атлантической стороне ветры наиболее сильны зимой, в среднем от 7 до 12 м / с ( от 25 до 43 км / ч (от 16 до 27 миль в час), и самый низкий показатель летом, в среднем от 5 до 7 м / с (от 18 до 25 км / ч (от 11 до 16 миль в час). На тихоокеанской стороне они в среднем 6 до 9 м / с (от 22 до 32 км / ч (от 14 до 20 миль / ч) круглый год. Максимальная скорость ветра в атлантическом регионе может приближаться к 50 м / с (180 км / ч) (110 миль / ч) зимой).

Изменения арктического климата

Прошлый климат

оледенение Северного полушария во время последних ледниковых периодов. ых щитов толщиной от 3 до 4 километров вызвало понижение уровня моря примерно на 120 м.

Как и на остальной части планеты, климат в Арктике изменился в результате ут время. Считается, что около 55 миллионов лет назад в некоторых частях существовали субтропические экосистемы и температура поверхности моря в Арктике поднялась примерно до 23 ° C (73 ° F) во время палеоцен-эоценового теплового максимума. В более недавнем прошлом планета пережила серию ледниковых периодов и межледниковых периодов за последние 2 миллиона лет, причем последний ледниковый период достиг его максимальной протяженности около 18 000 лет назад и закончилась примерно 10 000 лет назад. Во время этих ледниковых периодов большие области северной Северной Америки и Евразии были покрыты ледяными щитами, подобными тем, которые обнаруживаются сегодня в Гренландии; Климатические условия Арктики простирались бы намного южнее, а условия в современном Арктическом регионе, вероятно, были бы холоднее. Температура приближенные значения предполагают, что в течение последних 8000 лет климат был стабильным, с глобально усредненными колебаниями температуры менее 1 ° C (34 ° F); (см. Палеоклимат ).

Глобальное потепление

На изображении выше показано, где средние температуры воздуха (октябрь 2010 г. - сентябрь 2011 г.) были на 3 градуса Цельсия выше (красный) или ниже (синий) долгосрочного среднего значения (1981 –2010 гг.). На карте аномалия средней глобальной температуры за 10 лет (2000–2009 гг.) Относительно среднего значения за 1951–1980 гг. Наибольшее повышение температуры наблюдается в Арктике и на Антарктическом полуострове. Источник: Обсерватория Земли НАСА

Есть несколько причин прогнозировать, что климатические изменения, по какой-либо причине могут усилиться в Арктике по сравнению со средними широтами и тропиками. Во-первых, это обратная связь между льдом и альбедо, при которой начальное потепление вызывает таяние снега и льда, обнажая более темные поверхности, которые поглощают больше солнечного света, что приводит к еще большему потеплению. Во-вторых, поскольку более холодный воздух содержит меньше водяного пара, чем более теплый воздух, в Арктике большая часть любого увеличения радиации, поглощаемой поверхности, идет на нагревание воздуха, тогда как в тропиках большая часть идет на испарение. В-третьих, поскольку структура температуры в Арктике препятствует вертикальному движению воздуха, глубина атмосферного слоя, который должен нагреваться, чтобы вызвать потепление приповерхностного воздуха, в Арктике намного меньше, чем в тропиках. В-четвертых, уменьшение площади электрического потепления приводит к передаче энергии из теплого океана в атмосфере. Наконец, изменения в атмосферной и океанской циркуляции, вызванные изменением глобальной температуры, могут привести к переносу большего количества тепла в Арктику, усиливая потепление в Арктике.

Согласно Межправитель группе экспертов по изменению глобального климата (МГЭИК), «потепление климатической системы», средняя температура увеличилась на 0,6–0,9 ° C (1,1–1,6 ° F) за последнее столетие. В этом отчете также говорится, что «большая часть наблюдаемого повышения средних глобальных температур с середины 20-го века весьма вероятно [вероятность более 90%] из-за наблюдаемого увеличения антропогенных концентраций парниковых газов». МГЭИК также указывает, что за последние 100 лет среднегодовая температура в Арктике увеличилась почти в два раза по сравнению с глобальной средней температурой. В 2009 году НАСА сообщило, что 45% или наблюдаемого потепления в Арктике с 1976 года, вероятно, произошли изменения в крошечных частицах, переносимых по воздуху, называемые аэрозолями.

Климатические модели предсказывают, что повышение температуры в Арктике в ближайшее время столетия будет по-прежнему примерно вдвое выше среднемировой температуры. К концу 21 века прогнозируется повышение среднегодовой температуры в Арктике на 2,8–7,8 ° C (от 5,0 до 14,0 ° F), а зимой - на 4,3–11,4 ° C (от 7, От 7 до 20,5 ° F).)) чем летом. Ожидается, что уменьшение протяженности и толщины морского льда продолжается в течение следующего столетия, и некоторые модели предсказывают, что Северный Ледовитый океан освободится от морского льда в конце лета к середине-концу столетия.

Исследование, опубликованное в журнале Science в сентябре 2009 года, показало, что температуры в Арктике в настоящее время выше, чем они были в любое время за предыдущие 2000 лет. Группа под руководством Даррелла Кауфмана из Университета Аризоны использовала образцы ледяных кернов, годичных колец и озерных отложений с 23 участков, чтобы сделать снимки меняющегося климата. Геологи смогли отследить летние температуры в Арктике еще во времена римлян, изученные естественные сигналы в ландшафте. Результаты показали, что в течение примерно 1900 лет температура неуклонно падала из-за прецессии земной орбиты, из-за которой в северном полушарии летом планета находилась немного дальше от Солнца. Эти изменения орбиты приводят к холодному периоду, известному как небольшой ледниковый период, в 17, 18 и 19 веках. Тем не менее, 100 лет повысилась, несмотря на продолжающиеся орбиты Земли, ведущие к дальнейшему похолоданию. Самый большой подъем произошел с 1950 года, причем из четырех самых теплых десятилетий за последние 2000 лет приходились на период с 1950 по 2000 год. Последнее десятилетие было самым теплым за историю наблюдений.

См. Также

  • значок Портал глобального потепления

Антарктида

Примечания

Библиография

Внешние ссылки

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-15 11:36:28
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте