1.1. Ожидаемые антропогенные изменения температуры воздуха

Приведенные во втором отчете МГЭИК (1995) оценки глобального потепления (к 2100 году) для различных сценариев эмиссии парниковых газов (СО2) без учета влияния изменений концентрации атмосферного аэрозоля дают для среднегодовой температуры разброс от 1 до 4.5оС к 2100 году; учет возможных эффектов, связанных с изменением концентрации аэрозоля, уменьшает верхнюю оценку до 3.5оС.

Следует отметить, что значительный вклад в неопределенность оценки дает разброс в скорости потепления между различными моделями при одинаковом (1% в год) росте концентрации СО2: от 0.17 до 0.5оС/10 лет к моменту удвоения концентрации; хотя большая часть модельных экспериментов дает величину, близкую к 0.3оС/10 лет (учет аэрозоля уменьшает эту оценку до 0.2оС/10 лет).

Результаты современных неравновесных (с изменяющейся концентрацией парниковых газов и аэрозоля) демонстрируют пространственную неоднородность потепления, преимущественно с более высокими скоростями роста над континентами; над океанами потепление слабее, в некоторых областях океана ряд моделей указывает даже на возможное похолодание. Наиболее сильный рост среднегодовой температуры ожидается в высоких широтах Северного полушария. Оценки потепления для разных сезонов показывают, что в целом оно сильнее в зимнем полушарии.

Непосредственные оценки ожидаемых региональных изменений климата по данным современных моделей представляются ненадежными. Некоторые выводы могут быть сделаны для регионов, для которых разные модели дают сходные результаты. Для регионов суши с типичными размерами 20-30 градусов по широте и долготе, рассмотренных в МГЭИК (1995), ожидается потепление; однако разброс оценок между моделями к моменту удвоения СО2 составляет от 1 до 7 градусов. Доверие к этим оценкам снижается ввиду того, что многие модели неудовлетворительно воспроизводят наблюдаемый климат регионов. Для некоторых регионов получены оценки на основе статистических связей между крупномасштабными вариациями климата (которые модели оценивают удовлетворительно) и региональными колебаниями.

В будущем, с развитием климатических моделей, включающих более совершенное описание динамики океана и физических процессов в климатической системе, можно ожидать улучшение воспроизведения наблюдаемого климата и более надежных оценок изменения климата.

1.2. Наблюдаемые изменения температуры воздуха у поверхности Земного шара и Северного полушария

Согласно принятой в 1995 году Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) оценке среднегодовая температура воздуха в среднем для Земного шара выросла примерно на 0,3-0,6 оС за столетие. Девять из десяти самых теплых лет пришлись на последние 20 лет. В середине столетия наблюдалось определенное похолодание, после чего с 60-х годов происходит особо быстрое потепление (Рис.1).

На Рис.2 представлен ряд среднегодовой температуры Северного полушария. Для большей наглядности ряды среднегодовой аномалии температуры воздуха для Северного полушария, территории РФ в целом и для Европейской части России представлены графически как отклонения от среднего значения в конце "доиндустриального периода", за которое, несколько условно, в данном случае принято среднее значение за первые 20 лет используемого ряда (1986-1905гг.). Следует иметь в виду, что шкалы на осях относятся к значениям аномалий относительно базового периода 1961-1990 гг.

Основные закономерности изменения средней температуры Северного полушария повторяют указанные для Земного шара. Рост температуры в конце ХХ века по сравнению с концом прошлого века (разность средних температур "в конце доиндустриального периода" и базового периода 1961-1990гг.) составил для Северного полушария около 0,3oC. Линейный тренд за полный период наблюдений 1886-1990 гг. для Северного полушария в целом - 0,5oC/100 лет

Однако, на региональном уровне потепление проявляется весьма неоднородно. В некоторых областях Земного шара наблюдается уменьшение температуры воздуха за последние десятилетия. В первую очередь это относится к центральным областям Тихого океана, а также ряда областей Атлантики и прилегающих регионов суши. Региональные особенности процесса потепления могут, в первую очередь, быть связаны с долгопериодными (от десятилетия до нескольких десятков лет) колебаниями в системе океан - атмосфера, а также с эффектом относительно короткоживущих аэрозолей, уменьшающих эффект тепличных газов. В связи с этим особое значение приобретают надежные оценки региональных изменений климата, основанные на высококачественных региональных (национальных) базах климатических данных.

1.3. Температура воздуха на территории РФ

Для оценки изменений климата использован массив данных о средних месячных температурах воздуха и суммах атмосферных осадков на 455 станциях РФ и стран ближнего зарубежья, сформированный, проконтролированный и откорректированный в ИГКЭ по данным ряда отечественных архивов и опубликованных климатических справочников. Наиболее длинные ряды содержат данные с 1886 года, однако основной массив наблюдений начинается с середины 30-х годов.

Сезонные средние значения аномалий (отклонений от средних месячных значений базового периода 1961-1990 гг.) метеорологических величин рассчитывались на станциях для зимы (декабрь-февраль), весны (март-май), лета (июнь-август) и осени (сентябрь-ноябрь) при наличии в архиве данных не менее, чем за два месяца в сезоне. Средние годовые значения рассчитывались для "сезонного" года (декабрь-ноябрь) по средним сезонным при наличии данных не менее трех сезонов.

Для расчета средних значений аномалии по регионам РФ (Рис.3) рассматриваемая территория разбивалась на равновеликие квадраты со стороной 5o дуги меридиана (боксы), и для каждого бокса рассчитывалось среднее арифметическое значение по станциям, входящим в бокс. Среднее по региону рассчитывалось, как взвешенное среднее из средних значений для боксов, имеющих общую часть с регионом с весами, пропорциональными части площади бокса, входящей в регион. Для восточных регионов России ряды представлены после 1935 года, поскольку региональные средние не были достаточно обеспечены данными сети станций за более ранний период.

1.3.1. Изменения температуры воздуха на территории РФ в 20-м веке

Для большей наглядности ряды среднегодовой аномалии температуры воздуха для Северного полушария, территории РФ в целом и для Европейской части России представлены графически относительно среднего значения в конце "доиндустриального периода", за которое, несколько условно, принято среднее значение за первые 20 лет используемого ряда (1986-1905гг.). Следует иметь в виду, что шкалы на осях относятся к значениям аномалий относительно базового периода 1961-1990 гг.

Несмотря на больший разброс значений, основные тенденции изменений температуры на территории России (Рис.4) соответствуют тенденциям изменения средней температуры полушария: рост температуры после конца "доиндустриального периода" до 40-х годов; относительное похолодание до начала 70-х; быстрый рост в последние два десятилетия. Отметим, что похолодание 50-х - 60-х годов, ярко выраженное для территории РФ в целом, почти не наблюдалось в Европейской части России, где после скачкообразного похолодания в начале 40-х в основном наблюдался рост температуры. (Рис.5)

Рост температуры в конце ХХ века по сравнению с концом прошлого века (разность средних температур "в конце доиндустриального периода" и базового периода 1961-1990гг.) составил для Европейской части и для России в целом несколько более 0,6oC. Линейный тренд за период наблюдений 1886-1998 гг. - около 1,0oC/100 лет для РФ в целом и 0,9oC/100 лет для Европейской части России. Эти цифры значительно превышают разности средних температур "в конце доиндустриального периода" и базового периода за счет роста температуры в последние годы.

Как отмечалось выше, представить надежные региональные средние для восточных регионов России удается лишь начиная с середины 30-х годов. Во всех регионах отмечается общий рост температуры за период наблюдений (Рис.6), хотя линейный тренд (1936-1997гг.) невелик (максимальные значения около 1,8 oC/100 лет в Приамурье и Приморье, а также в Байкальском регионе объясняют 18% суммарной дисперсии; в остальных регионах вклад тренда в изменчивость не превышает 10%). Особенно заметно потепление в последние 2-3 десятилетия: положительный тренд температуры после 1970 г. для РФ в целом и для всех восточных регионов превышает 5oC/100 лет. Также для всех регионов в той или иной степени проявляется похолодание после 40-х годов, однако экстремальных значений это похолодание достигает в разные годы.

Анализ трендов температуры на станциях сети показывает, что потепление на территории России во второй половине столетия (1951-1995 гг.) более интенсивно и однородно в пространстве, чем в целом за 100-летие. Однако, в обоих периодах отмечается область отрицательных трендов в районе Северного Кавказа и вблизи Черного моря.

Таким образом, на территории России продолжается потепление, максимум которого отмечен в 1995 г. В 1998 г. средняя годовая температура воздуха для России в целом снизилась до уровня нормы (среднего за 1961-1990 гг.), и 1998 год оказался наиболее холодным за последние 11 лет. Сходная тенденция характерна и для регионов Западной Сибири и Северо-Востока, в то время как в Средней Сибири, Приамурье-Приморье и Прибайкалье-Забайкалье в течение последних 8-11 лет сохранялись положительные аномалии.

Анализ изменения площадей крупных аномалий температуры в ХХ веке на территории России (в целом за 100 лет и во второй половине) также указывает на тенденцию к потеплению: площадь крупных положительных аномалий растет, а отрицательных - падает. В скорости этих изменений отмечается определенная асимметрия (рост площадей положительных аномалий опережает уменьшение площадей отрицательных аномалий), которая усилилась в последние десятилетия.

1.3.2. Аномалии температуры воздуха на территории РФ в 1998 г.

Все приведенные ниже оценки получены по данным о средней месячной температуре воздуха на 455 станциях на территории бывшего СССР за 1951-1998 гг. Аномалии рассчитаны как отклонения от средних за 1961-1990 гг. Осреднение за год проводилось по сезонным данным, т.е. охватывает период с декабря предыдущего года по ноябрь текущего. В качестве интенсивных аномалий рассматриваются аномалии, попавшие в 10% и 30% наиболее крупных аномалий за период с 1886 года.

Практически во всех опубликованных метеорологических обзорах в целом для Земного шара 1998 год характеризуется как самый теплый за весь более чем 100-летний период инструментальных наблюдений. Однако территория России оказалась одним из немногих регионов мира, где 1998 год не только не был рекордно теплым, но был на обширных территориях холодным (температура ниже многолетней средней), а осенью даже рекордно холодным. Средняя годовая температура воздуха для России в целом снизилась до уровня нормы (среднего за 1961-1990 гг.), и 1998 год оказался наиболее холодным за последние 11 лет.

Представление о пространственных особенностях температурных условий на территории России в 1998 году дает (Рис.7), на котором можно проследить локализацию среднегодовой и сезонных аномалий температуры различных знаков и интенсивности. В поле среднегодовой температуры выделяется область отрицательных аномалий, охватывающая север Европейской территории России и большую часть Западной Сибири; отрицательные аномалии отмечаются также в районе Камчатки. Положительные аномалии температуры наблюдались на Дальнем Востоке (в Приморье и Хабаровском крае), в Прибайкалье, а также в южных районах Европейской части страны.

Особый интерес в 1998 году представляют летний и осенний сезоны, когда аномалии одного знака (положительные летом и отрицательные осенью) преобладали в большинстве регионов России. Каждый из летних месяцев устанавливал абсолютный рекорд среднемесячной температуры воздуха (осредненной по территории РФ). Большинство аномалий, отмечавшихся на юго-востоке ЕТ России, Южном Урале, юге Западной Сибири, в центральных районах Средней Сибири, на юге Хабаровского края, на Сахалине, вошли в 10% самых крупных после 1951 года. Осенью отрицательные аномалии температуры воздуха занимали почти всю территорию Европейской России и Западной Сибири. На севере Западной Сибири и северо-востоке Европейской территории наблюдались температуры воздуха, вошедшие в число 10% самых низких за 1951-1998 гг. Ноябрь на большей части России был самым холодным за более чем 100 лет метеорологических наблюдений. Средняя месячная температура воздуха была ниже многолетней на 6-7оС в Центральном и Центрально-Черноземном районах и на 8-13оС - на севере Западной Сибири и Красноярского края.