Российские ученые выяснили, что обтекание воздушным потоком рельефа Арктических архипелагов приводит к росту температуры воздуха и уменьшению облачности, а это — к возможному резкому таянию ледников и снега. Виной тому так называемый фён — метеорологическое явление, в результате которого температура воздуха с подветренной стороны горных хребтов может увеличиваться более чем на десяток градусов, как показали уникальные наблюдения на Шпицбергене. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в Atmospheric Chemistry and Physics.
За последние 40 лет сентябрьский минимум площади арктического морского льда снизился в полтора раза, а темпы роста температур сейчас втрое превышают средние по планете. Столь быстрое потепление Арктики ученые называют Арктическим усилением, а его причины до сих пор до конца не изучены. Оно проявляется также в сокращении площади льдов, располагающихся на островах Арктических архипелагов. Ледники на суше интересны тем, что они медленно реагируют на изменения климата и служат своеобразной климатической летописью, позволяя ученым многое узнать о природе прошлого.
Одним из важных с климатической точки зрения регионов Арктики является архипелаг Шпицберген и отделяющий его от Гренландии пролив Фрама. Именно в этом районе теплые воды Гольфстрима проникают в Северный Ледовитый океан, а огромные объемы морского льда выносятся в более низкие широты, где впоследствии тают. Поэтому не случайно, что именно на Шпицбергене расположены научные обсерватории более чем четырнадцати стран.
В своих исследованиях ученые полагаются на анализ длинных рядов данных наблюдений, выделяя в беспорядочно меняющихся показаниях климатические тренды, проявления погодной изменчивости и локальные эффекты. На Шпицбергене это особенно сложная задача, так как многочисленные горные хребты и пики оказывают сильное влияние на местную погоду и метеорологические величины.
В мае–июне 2017 года сотрудники Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН (Москва) принимали участие в измерительной кампании, организованной несколькими немецкими институтами и направленной на исследование облачности в Арктике. Внимание ученых из ИФА РАН привлек случай, когда облачность в районе наблюдений отсутствовала, а температура воздуха у побережья Шпицбергена составила +10°С, в то время как вокруг архипелага она не поднималась выше -5–0°С.
«Мы выдвинули гипотезу, что наблюдавшиеся аномально высокие температуры и ясное небо могли быть обусловлены фёном — явлением, когда воздушный поток нагревается и иссушается при пересечении горного хребта», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Чечин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИФА РАН.
Для проверки гипотезы ученые использовали уникальный по своей полноте массив наблюдений: измерения двух самолетов-лабораторий, судовые на борту ледокола и с нескольких метеостанций, а также данные радиозондирования. В дополнение к этому научный сотрудник ИФА РАН Анна Шестакова провела численные эксперименты по воспроизведению атмосферной циркуляции в районе Шпицбергена в дни наблюдений.
«Нам удалось не только доказать, что мы действительно наблюдали фён, но и выявить конкретный механизм фёнового потепления, а также наглядно продемонстрировать, что именно оно привело к резкому таянию снежного покрова на Шпицбергене», — отметила Шестакова.
Полученные результаты являются первым столь детальным исследованием фёна на Шпицбергене. Опробованная учеными методика обнаружения явления поможет в дальнейшем учесть его влияние на метеорологические величины при анализе климатических изменений в архипелагах Арктики.