site.btaПримерни резултати от анализа на проектния бъдещ климат над България с помощта на климатични индекси

EZ 12:44:31 18-10-2021
AK1240EZ.012
Климат - България

Примерни резултати от анализа на проектния бъдещ климат над България с помощта на климатични индекси

В наши дни свободната обмяна на данни, методи и програмни средства е от ключово значение в климатологията. Основен техен източник са или първичните научни институции, или специализирани информационни портали. „Коперник“ (Copernicus, https://www.copernicus.eu/bg) е програмата на Европейския съюз за наблюдение на Земята, чрез която нашата планета и нейната околна среда се наблюдават в полза на всички европейски граждани. Тя предоставя информационни услуги, основаващи се на спътниково наблюдение на Земята и данни от директни измервания. Програмата се координира и управлява от Европейската комисия. Тя се изпълнява в партньорство с държавите членки, Европейската космическа агенция (ЕКА), Европейската организация за разработване на метеорологични спътници (EUMETSAT), Европейския център за средносрочна прогноза за времето (ECMWF), агенции на ЕС и инициативата Mercator Océan (https://www.mercator-ocean.fr/en/ ). Предоставяните информационни услуги са достъпни безплатно и свободно за своите ползватели като в областта на атмосферните науки основна точка за достъп е т. нар. Copernicus Data Store (CDS).

Настоящата оценка се основава на данни от информационния масив на проекта Inter Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISIMIP 1,  https://www.isimip.org/protocol/) достъпен чрез CDS. Той съдържа цифрокарти на над 20 климатични индикатора за континентите в равномерна работна мрежа с резолюция 0.5°×0.5° от 5 CMIP5 ГЦМ за периода 1950-2099 като проектния бъдещ климат е симулиран по всичките 4 RCP-сценария.

Базата данни на ISIMIP 1 съдържа пълния набор от КИ (5 модела × 4 сценария) като е съществено да се отбележи, че моделните изходи са с корекция на систематическата грешка. От тази база данни е направена представителна извадка съгласно Таблица 1.

В климатологията понастоящем съществува съгласие относно становището, че многомоделните ансамбли са методологически издържан инструмент за анализ на очакваните климатични изменения и най-вече на оценка на несигурността на този анализ. Голяма част от съвременните анализи на проектния (но не само) бъдещ климат се основават на ансамблови оценки. Средната многомоделна стойност (СМС) и особено многомоделната медиана (MMX50) са най-често употребяваните количествени индикативни характеристики. Степента на „разнобой“ между моделите в ансамбъла, който е израз на несигурността на оценката, може да се представи по различни начини, но по причини, на които няма да се спираме, междуквартилното разстояние, т.е. разликата между горния и долния квартил MMX75-MMX25, се прилага най-често. Ето защо анализът ни се основава на MMX50 и MMX75-MMX25.

В настоящето изложение сме възприели типичната за климатологията форма на представяне на резултатите – многогодишните средни стойности (МСС) на КИ от Таблица 1 за 30-годишния период 1981-2010, приет условно за референтен и представителен на настоящия климат, са съпоставени със съответствията им за периода 2070-2099.

Фигура 1 представя сравнение на МСС за TN, TG и TX.

Фиг.1 Многогодишните средни стойности на MMX50 на TN (първи ред), TG (втори ред) и TX (трети ред) за референтния период (1981-2010) в първата колона и многогодишните средни за 2070-2099 за RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 и RCP8.5 във втората, третата, четвъртата и петата колона съответно. Абсолютните разлики на индексите в бъдещия период за RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 и RCP8.5 спрямо референтния са показани в шестата, седмата, осмата и деветата колона съответно. Единиците са ^oC.

Фигура 1 показва постепенно увеличение (т.е. затопляне) на проектните стойности от RCP2.6 към RCP8.5, т.е. пропорционално на радиативния форсинг. При песимистичния сценарий (RCP8.5) измененията на TG и TX надхвърлят 6^oC и са видимо по-големи от тези на TN.

Изменението във времето на площно-осреднените стойности (за района на Фиг. 1, само сушата) на TN, TG и TX е показано на Фигура 2.

Фиг. 2 Площно-осреднени стойности за референтния период (плътна черна линия) и за проектното бъдеще при сценарий RCP2.6 (син), RCP4.5 (зелен), RCP6.0 (жълт) и RCP8.5 (червен цвят). Плътните линии показват ансамбловата медиана, а цветният фон, респективно тънките линии – междуквартилното разстояние (т.е. разликата между горния и долния квартил).

Фигура 2 илюстрира сравнително плавен, но устойчив многогодишен ход на нарастване на TN, TG и TX. Важно е да се отбележи, че и за трите величини се наблюдава практическо припокриване на хронограмите за отделните сценарии до средата на настоящия век.

Продължаваме с анализ на абсолютните минимална и максимална температури, означени TNn и TXx съответно. Фигура 3 илюстрира изменението на площните им разпределения.

Фиг. 3 Многогодишните средни стойности на MMX50 на TNn (първи ред) и TXx (втори ред) за референтния период (1981-2010) в първата колона и многогодишните средни за 2070-2099 за RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 и RCP8.5 във втората, третата, четвъртата и петата колона съответно. Абсолютните разлики на индексите в бъдещия период за RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 и RCP8.5 спрямо референтния са показани в шестата, седмата, осмата и деветата колона съответно. Единиците са ^oC. Щриховката показва мрежовите клетки, в които трендът не е значим на ниво 5%.

Фигура 3 показва плавно увеличение на проектните промени (които са навсякъде положителни!) от RCP2.6 към RCP8.5, т.е. пропорционално на радиативния форсинг. Като цяло фигурата е аналог на Фиг. 1.

Изменението във времето на площно-осреднените стойности на TNn, и TXx е показано на Фигура 4.

Фиг. 4 Като Фигура 2, но за TNn и TXx

Макар и Фигура 4 да е сходна с Фигура 2, се открояват някои специфики, типични за екстремни стойности като TNn и TXx. Най-отчетливата разлика спрямо Фигура 2 е значително по-нерегулярният ход на двете променливи, особено на TNn. Трябва да се отчита, че и числената симулация на екстремни стойности е съпътствана от по-големи (в сравнение със средните стойности) трудности.

Ще завършим изложението ни с анализ на FD, TR, ID, SU, CFD, CSU, CSDI и WSDI, които, поради общия генерален характер на измененията, са представени съвместно, в общата фигура 5.

Фиг. 5 Като Фигура 3, но за FD, TR, ID, SU, CFD, CSU, CSDI и WSDI от първи до осми ред съответно. Единиците са съгласно Таблица 1.

Фигура 5 затвърждава коментираната по-горе картина – намаление на „студените“ индекси (FD, ID, CFD, CSDI) и увеличение на „топлите“ индекси (TR, SU, CSU и WSDI) в, най-общо казано, пропорция на изменението на лъчистото въздействие, т.е. от RCP2.6 към RCP8.5. Макар и пространствената резолюция да е твърде груба за разглеждания пространствен мащаб, за абсолютните индекси (т.е. тези, които са дефинирани чрез абсолютна прагова стойност), а именно FD, TR SU, CFD, CSU в планинските области (Рило-родопския масив, Старопланинската област) се наблюдават по-високи стойности за „студените“ респективно по-ниски за „топлите“ индекси спрямо съответните им над равнинната част от страната ни. Като интересна специфика бихме посочили изменението на CSDI и по-специално липсата на статистически значим тренд и при четирите сценария практически над цялата ни страна. Този индекс, дори в условията на настоящето, е със сравнително ниска стойност, а в проектното бъдеще, в условията на генерално по-топъл климат, стойността му се понижава до нула (най-ниската възможна стойност) и остава такава (т.е. константа) до края на века.

Настоящият анализ, макар и общ и съвсем не изчерпателен, води до няколко основни общи изводи, които, въпреки ограничеността на методологическия подход, изглеждат безспорни:

• В годините до края на настоящия век ще има генерална тенденция на климатично затопляне над територията на цяла България. Този факт, обаче, не изключва аномални прояви на студ с различна продължителност!


• Степента на затопляне варира в зависимост от симулационния модел използван за оценка, методологическия подход и района на интерес, но като цяло е пропорционален на степента на увеличение на лъчистото въздействие, т.е. променя се в посока увеличение от оптимистичния към песимистичния сценарий, т.е. от RCP2.6 към RCP8.5.

Тези генерални тенденции са естествено продължение на регистрираните през изминалите десетилетия в района. Детайлизация (във всички аспекти) на описаната картина ще бъде постигната  през следващите години.

НИМХ