Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình mô phỏng các chế độ nhiệt và thủy văn của lưu vực sông Siberia dưới điều kiện băng vĩnh cửu từ dữ liệu tái phân tích
Tóm tắt
Một mô hình động một chiều về sự truyền nhiệt và độ ẩm trong đất đã được phát triển. Việc sử dụng dữ liệu tái phân tích ERA-40 làm dữ liệu đầu vào cho phép tính toán các đặc điểm của chế độ nhiệt và thủy văn của đất, bao gồm dòng chảy lưu vực, từ các đặc điểm khí hậu xác định của bầu khí quyển. Kết quả được trình bày từ các thí nghiệm số so sánh các ước tính của mô hình về độ sâu đóng băng theo mùa với các quan sát tại một số trạm ở Siberia. Đối với nửa sau thế kỷ 20, độ sâu của lớp tan băng theo mùa đã được lập bản đồ và dòng chảy từ các lưu vực của các con sông lớn nhất ở Siberia được tính toán. Mô hình tái tạo chính xác sự biến đổi của dòng chảy đã quan sát. Đối với lưu vực sông Ob, các ước tính dòng chảy do mô hình đưa ra khớp tốt với dữ liệu quan sát nếu tính đến các lớp than bùn trong lớp trên cùng 2 mét.
Từ khóa
#mô hình động #truyền nhiệt #độ ẩm #lưu vực sông Siberia #băng vĩnh cửu #dữ liệu tái phân tích #dòng chảy #chế độ nhiệt #chế độ thủy vănTài liệu tham khảo
I. I. Mokhov and V. Ch. Khon, “Model Scenario of Siberian River Runoff Changes,” Dokl. Akad. Nauk 383, 684–687 (2002).
I. I. Mokhov, V. A. Semenov, and V. Ch. Khon, “Estimates of Possible Regional Hydrological Regime Changes in the 21st Century Based on Global Climate Models,” Izv. Akad. Nauk, Fiz. Atmos. Okeana 39, 150–165 (2003) [Izv., Atmos. Ocean. Phys. 39, 130–144 (2003).
V. P. Nechaev, “Some Relations between Permafrost and Climatic Parameters and Their Paleogeographic Significance,” in Problems of the Paleogeography of the Pleistocene of Glacial and Periglacial Regions, Ed. by A. A. Velichko and V. P. Grichuk (Nauka, Moscow, 1981), pp. 211–220 [in Russian].
F. E. Nelson and S. I. Outcalt, “A Computational Method for Prediction and Regionalization of Permafrost,” Arctic. Alp. Res. 19, 279–288 (1987).
P. F. Demchenko, A. A. Velichko, A. V. Eliseev, et al., “Dependence of Permafrost Conditions on Global Warming: Comparison of Models, Scenarios, and Paleoclimatic Reconstructions,” Izv. Akad. Nauk, Fiz. Atmos. Okeana 38, 165–174 (2002) [Izv., Atmos. Ocean. Phys. 38, 143–151 (2002).
T. Zhang, O. W. Frauenfeld, M. C. Serreze, et al., “Spatial and Temporal Variability in Active Layer Thickness over the Russian Arctic Drainage Basin,” J. Geophys. Res. D 110, D16101 (2005).
V. A. Kudryavtsev, Temperature of the Upper Horizons of Permafrost Thickness within the USSR (Akad. Nauk SSSR, Leningrad, 1954) [in Russian].
T. S. Sazonova and V. E. Romanovsky, “A Model for Regional-Scale Estimation of Temporal and Spatial Variability of Active-Layer Thickness and Mean Annual Ground Temperatures,” Permafr. Periglac. Processes, No. 2, 125–140 (2003).
C. Waelbroeck, “Climate-Soil Processes in the Presence of Permafrost: A Systems Modelling Approach,” Ecol. Model. 69, 185–225 (1993).
L. E. Goodrich, “Efficient Numerical Technique for One-Dimensional Thermal Problems with Phase Change,” Int. J. Heat Mass Transfer, No. 5, 160–163 (1978).
E. M. Volodin and V. N. Lykosov, “Parametrization of Heat and Moisture Transfer in the Soil-Vegetation System for Use in Atmospheric General Circulation Models: Formulation and Simulations Based on Local Observational Data,” Izv. Akad. Nauk, Fiz. Atmos. Okeana 34, 453–465 (1998) [Izv., Atmos. Ocean. Phys. 34, 405–416 (1998)].
E. E. Machul’skaya and V. N. Lykosov, “Simulation of the Thermodynamic Response of Permafrost to Seasonal and Interannual Variations in Atmospheric Parameters,” Izv. Akad. Nauk, Fiz. Atmos. Okeana 38, 20–33 (2002) [Izv., Atmos. Ocean. Phys. 38, 15–26 (2002)].
M. Claussen, L. Mysak, A. Weaver, et al., “Earth System Models of Intermediate Complexity: Closing the Gap in the Spectrum of Climate System Model,” Clim. Dyn. 18, 579–586 (2002).
V. Petoukhov, M. Claussen, A. Berger, et al., “EMIC Intercomparison Project (EMIP-CO2): Comparative Analysis of EMIC Simulations of Current Climate and Equilibrium and Transient Responses to Atmospheric CO2 Doubling,” Clim. Dyn., No. 4, 363–385 (2005).
M. M. Arzhanov, A. V. Eliseev, P. F. Demchenko, and I. I. Mokhov, “Simulation of Changes in the Thermal and Hydrologic Regimes of Surface Permafrost with the Use of Climatic Data (Reanalysis),” Kriosfera Zemli 11 (4) (2007).
M. M. Arzhanov, A. A. Anisimov, P. F. Demchenko, et al., “Permafrost Models Intercomparison,” Res. Activ. Atmos. Ocean. Model, No. 1220, 04.01–04.02 (2004).
M. M. Arzhanov, “Simulation of the Thermal and Hydrologic Regimes of Permafrost,” in Proc. of 10th All-Russia Conference of Young Scientists on Atmospheric Composition, Climatic Effects, and Atmospheric Electricity (MAKS, Moscow, 2006), p. 12 [in Russian].
Ya. A. Pachepskii, L. B. Pachepskaya, E. V. Mironenko, and A. S. Komarov, Simulation of the Water-Salt Regime of Grounds with the Use of a Computer (Nauka, Moscow, 1976) [in Russian].
A. V. Pavlov, Thermal Physics of Landscapes (Nauka, Novosibirsk, 1979) [in Russian].
A. M. Globus, Physics of Nonisothermal Intrasoil Moisture Transfer (Gidrometeoizdat, Leningrad, 1983) [in Russian].
G. S. Golitsyn, “To the Theory of Upper-Mantle Convection,” Dokl. Akad. Nauk SSSR 234, 552–555 (1977).
V. A. Alexeev, D. J. Nicolsky, V. E. Romanovsky, et al., “An Evaluation of Deep Soil Configurations in the CLM3 for Improved Representation of Permafrost,” Geophys. Rev. Lett. 34, doi: 10.1029/2007GL02536, L09502 (2007).
O. A. Anisimov, “Estimation of the Sensitivity of Permafrost to a Change in the Global Thermal Regime of the Earth’s Surface,” Meteorol. Gidrol., No. 1, 79–84 (1989).
V. V. Simonov, “Effect of Intraannual Seasonal Connections on the Thermal Regime in Permafrost Regions,” Meteorol. Gidrol., No. 5, 15–22 (2000).
S. M. Uppala, P. W. Kallberg, A. J. Simmos, et al., “The ERA-40 Re-analysis,” Q. J. R. Meteorol. Soc. 131, 2961–3012 (2005).
A. V. Pavlov, “Permafrost-Climate Changes in Northern Russia: Observations, Forecasting,” Izv. Akad. Nauk, Ser. Geograf., No. 6, 39–50 (2003).
T. Zhang, R. G. Barry, K. Knowles, et al., “Statistics and Characteristics of Permafrost and Ground-Ice Distribution in the Northern Hemisphere,” Polar. Geogr. 23(2), 132–154 (1999).
O. A. Anisimov and M. A. Belolutskaya, “Simulation of the Effect of Anthropogenic Warming on Permafrost: Consideration for the Influence of Vegetation,” Meteorol. Gidrol., No. 11, 73–82 (2004).
A. V. Pavlov, Yu. B. Skachkov, and N. B. Kakunov, “Relationship between Multiyear Variations in the Depth of Seasonal Ground Thawing and Meteorological Factors,” Kriosfera Zemli 8(4), 3–11 (2004).
M. New, M. Hulme, and P. Jones, “Representing Twentieth-Century Space-Time Climate Variability. Part II: Development of 1901–96 Monthly Grids of Terrestrial Surface Climate,” J. Clim., No. 13, 2217–2238 (2000).
Global Runoff Data Centre, Second Interim Report on the Arctic River Database for Arctic Climate System Study (ACSYS), Technical Report No. 12 (FIH, Koblenz, 1966).
