РЕГИОНАЛЬНАЯ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ЛЕТНЕГО ПОТЕПЛЕНИЯ МАТЕРИКОВОЙ АРКТИКИ КАК ИНДИКАТОР ПРИРОДНЫХ ГРАНИЦ СЕВЕРНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Выявлены особенности летнего потепления различных секторов Арктической зоны России в современный период и в ближайшем будущем. Представлен уникальный анализ междекадного распространения трендов характеристик поверхности природных зон (вегетационного индекса, суммарной эвапотранспирации, температуры поверхности, альбедо) в связи с рассмотренной особенностью летнего потепления 1991—2018 гг. Изменение климатических условий дает предпосылки к изменению спектральных характеристик ландшафтных зон, особенно в центральном секторе российской Арктической зоны. Анализ потепления основан на оценке температурных трендов и широтного смещения изотермы +10°С в летние месяцы. Согласно физико-географическому подходу, южная граница тундры проходит примерно по изотерме июля +10°С. В условиях потепления такой индикатор является ключевым для определения изменения теплообеспеченности и развития вегетации в северных ландшафтных зонах. В 1991—2018 гг. в российской Арктической зоне продвижение изотермы +10°С к северу увеличивается от десятилетия к десятилетию. Наибольшие сдвиги заметны в июне в западном и центральном секторах российской Арктики, что приводит к росту температуры поверхности и увеличению зоны активной вегетации растений. В результате положительные тренды NDVI и эвапотранспирации и отрицательные альбедо достигают максимальных значений в лесотундре Западной Сибири и тундре Таймыра. При этом в июле смещение изотермы +10° минимально на большей части территории, что отразилось в минимуме изменений спектральных характеристик поверхности. Август отмечен значительными колебаниями положения изотермы между декадами. Модельные прогнозы предполагают, что в следующем десятилетии (2031—2040 гг.) на фоне продолжающегося потепления колебание положения изотермы в июле ожидается в пределах стандартного отклонения конца ХХ в. (1991—2000 гг.). В июне и августе возможно более ощутимое смещение к северу изотермы в западном секторе Арктической зоны, что предполагает дальнейшее увеличение здесь зоны активной вегетации и изменение спектральных характеристик поверхности.

1. Arctic Report Cards 2019 / Eds. Richter-Mange J., Druckenmiller M. L., Jeffrierss M. — [S. l.], 2019. — 99 p. — URL: http://www.arctic.noaa.gov/Report-Card.

2. Алексеев Г. В., Кузмина С. И., Глок Н. И. Влияние аномалий температуры океана в низких широтах на атмосферный перенос тепла в Арктику // Фундамент. и прикладная климатология. — 2017. — № 1. — С. 106—123.

3. Алексеев Г. В., Кузьмина С. И., Бобылев Л. П. и др. Влияние атмосферных переносов тепла и влаги на летнее потепление в Арктике // Проблемы Арк­тики и Антарктики. — 2017. — № 3 (113). — С. 67—77.

4. Клещенко Л. К. О связи среднесезонной температуры воздуха на территории России с колебаниями крупномасштабной циркуляции атмосферы во второй половине ХХ века // Труды ВНИИГМИ-МЦД. — 2012. — Вып. 176.

5. Полонский А. Б. Атлантическая мультидекадная осцилляция и ее проявления в Атлантико-Европейском регионе // Мор. гидрофиз. журн. — 2008. — № 4. — С. 69—79.

6. Семенов В. А., Черенкова Е. А. Оценка влияния атлантической мультидекадной осцилляции на крупномасштабную атмосферную циркуляцию в Атлантическом секторе в летний сезон // Докл. РАН. — 2018. — Т. 478, № 6. — С. 697—701. — DOI: 10.7868/S0869565218060178.

7. Шерстюков Б. Г. Анализ изменений климата и их последствий // Труды ВНИИГМИ-МЦД. — 2012. — Вып. 176.

8. Малинин В. Н., Вайновский П. А. О причинах первого потепления Арк­тики в ХХ столетии // Ученые зап. РГГМУ. — 2018. — № 53. — С. 34—55.

9. Pithan F., Mauritsen T. Arctic amplification dominated by temperature feedbacks in contemporary climate models // Nat. Geosci. — 2014. — № 7. — P. 181—184. — URL: https://doi.org/10.1038/ngeo2071.

10. Dufour A., Zolina O., Gulev S. K. Atmospheric moisture transport to the Arctic // J. Climate. — 2016. — № 29. — P. 5061—5081.

11. Kim B.-M., Hong J.-Y., Jun S.-Y. et al. Major cause of unprecedented Arctic warming in January 2016. Critical role of Atlantic windstorm // Sci. Rep. — 2017. — № 7. — P. 40051. — URL: https://doi.org/10.1038/srep40051.

12. Вильфанд Р. М., Страшная А. И., Береза О. В. О динамике агроклиматических показателей условий сева, зимовки и формировании урожая основных зерновых культур // Труды Гидрометцентра России. — 2016. — Вып. 360. — С. 45—78.

13. Мартынов А. Н., Мельников Е. С., Ковязин В. Ф. и др. Основы лесного хозяйства и таксация леса. — СПб.: Лань, 2008. — 372 с.

14. Myers-Smith I. H., Elmendorf S. C., Beck P. S. A. et al. Climate sensitivity of shrub growth across the tundra biome // Nat. Clim. Change. — 2015. — № 5. — P. 887—891.

15. Salmon V. G., Breen A. L., Kumar J. et al. Alder distribution and expansion across a tundra hillslope: implications for local N cycling // Front. Plant Sci. — 2019. — № 10. — P. 1099. — URL: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01099.

16. Титкова Т. Б., Виноградова В. В. Отклик растительности на изменение климатических условий в бореальных и субарктических ландшафтах в начале XXI века // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. — 2015. — Т. 12, № 3. — С. 75—86.

17. Титкова Т. Б., Виноградова В. В. Изменения климата в переходных природных зонах севера России и их проявление в спектральных характеристиках ландшафтов // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. — 2019. — Т. 16, № 5. — С. 310—323. — DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-310.

18. Vinogradova V., Titkova T., Zolotokrylin A. How climate change is affecting the transitional natural zones of the Northern and Arctic regions of Russia // Polar Science. — 2021. — Febr. 11. — URL: https://doi.org/10.1016/j.polar.2021.100652.

19. Fatichi S., Pappas C., Ivanov V. Modeling plant–water interactions: an ecohydrological overview from the cell to the global scale // WIREs Water. — 2016. — Vol. 3. — P. 327—368. — DOI: 10.1002/wat2.1125.

20. Olchev A. V., Deshcherevskaya O. A., Kurbatova Y. A. et al. CO2 and H2O exchange in the forest ecosystems of southern taiga under climate change // Doklady Biological Sciences. — 2013. — Vol. 450. — P. 173—176. — DOI: 10.1134/S0012496613030216.

21. Кононова Н. К., Самохина О. Ф. Колебания температуры воздуха в высоких широтах России и их связь с циркуляцией атмосферы Северного полушария // Фундам. и прикладная климатология. — 2017. — Т. 3, № 3. — С. 28—56.

22. Тунаев Е. Л., Горбатенко В. П., Поднебесных Н. В. Особенности циклогенеза над территорией Западной Сибири за период 1976—2015 гг. // Труды Гидрометеор. науч.-исслед. центра Российской Федерации. — 2017. — № 364. — С. 81—92.

23. Замолодчиков Д. Г. Оценка климатогенных изменений разнообразия древесных пород по данным учета лесного фонда // Успехи соврем. биологии. — 2011. — Т. 131, № 4. — С. 382—392.

24. Русанова Г. В. Почвы реликтовых островков ели на северо-западе Большеземельской тундры // Лесоведение. — 2006. — № 2. — С. 21—25.

25. Kravtsova V. I., Loshkareva A. R. Dynamics of vegetation in the tundra-taiga ecotone on the Kola Peninsula depending on climate fluctuations // Russian J. Ecology. — 2013. — No. 4. — P. 303—311. — DOI: 10.1134/ S1067413613040085.