ИСТИНА

Проект ориентирован на устойчивость человеческой деятельности в Арктике. В связи с этим мы определяем в качестве конкретного района нашего исследования высокоширотную Арктику как береговую зону и акваторию Северного Ледовитого океана, где присутствует и будет расширяться хозяйственная деятельность в условиях продолжающегося глобального потепления и с учетом технологических достижений, которые сделали и сделают возможным это расширение. К ним относятся существующие и прогнозируемые прибрежные поселения и порты, крупные транспортные пути, акватории рыболовства, районы добычи нефти и газа, объекты горнодобывающей промышленности. Проект нацелен на текущие и прогнозируемые существенные изменения в характеристиках атмосферы, морского льда, вод Северного Ледовитого океана и речного стока, а также производных от этих изменений: - Изменения интегральных факторов, влияющих на деятельность человека, таких как штормовая активность, береговая эрозия, деградация вечной мерзлоты, обледенение судов и морских сооружений, температурный режим домов и фундаментов, продолжительность навигационного и отопительного периода, будущие строительные нормы, доступ к природным ресурсам, и - Рекомендации (с учетом стоимости ) о том, как а) адаптироваться к этим изменениям, б) смягчить их негативные последствия, и в) воспользоваться новыми возможностями, которые откроются при новом состоянии окружающей среды Арктики. В частности , предлагается - собрать и проанализировать всю имеющуюся информацию об исследуемом регионе, включая синоптическую, состояние криосферы, сток, океанографическую и геофизическую (данные наблюдений и реанализы) на период после 1950 г. для последующего расчета них временных рядов социально- важных переменных (СВП), необходимых для функционирования социально-экономической сферы. - сравнить ряды СЗП с результатами глобальных климатических моделей (ГКМ) проекта CMIP5 для 1950 - 2013 гг. и выбрать только те из них, которые достаточно хорошо воспроизводят климатологию и динамику этих временных рядов (надежные модели, НГКМ). - разработать для нашей области исследования (в том числе регионов наиболее перспективного освоения в будущем) наиболее вероятные проекции СВП на следующие несколько десятилетий для каждого из сценарий изменений климата, оцененного НГКМ. - оценить текущее состояние экономики и социальной сферы в населенных пунктах вдоль побережья Северного Ледовитого океана и в устьях арктических рек, условия проживания военнослужащих, моряков транспортных и рыболовных флотов, связав его с СВП и, наконец, - разработать сценарии развития социально-экономических условий региона, в случае отсутствия каких-либо принимаемых мер, разработать рекомендации по минимизации негативных последствий предполагаемых изменений и получению наибольшего эффекта от благоприятных тенденций. Мы полагаем, что быстрые климатические и экологические изменения и дальнейшие продвижение хозяйственной деятельности в Арктику в поисках природных ресурсов и удобных транспортных путей неизбежны. Принимая это как должное, в результате нашего проекта будут сделаны оценки природно-климатических условий, определяющих будущую жизнь и работу людей в Арктике, а также рекомендации о том, как поддержать устойчивое развитие региона на благо его жителей. Предполагается, что наши результаты будут иметь непосредственное отношение к будущим докладам МГЭИК и Арктического Совета, национальному докладу об изменении климата и устойчивому развитию России. Они помогут реализовать растущий фактор изменения климата в построение Стратегии социально-экономического развития в Арктике в 21 веке. Результаты исследования будут включать оценки точности, которые имеют решающее значение в любых оценках риска на уровне принятия решений . Научно-исследовательская группа будет на регулярной основе распространять информацию о результатах своих исследований. Распространение будет включать в себя веб-руководства, статьи в рецензируемых изданиях и подготовку двухтомного Атласа уязвимости инфраструктуры в Арктике и условий жизни населения в результате изменений окружающей среды.

This project will be focused on the sustainability of human well-being in the Arctic. For its purpose, we define our study domain (high Arctic) as the coastal land and open water areas of the Arctic Ocean where human activity is present and will further expand under conditions of the ongoing global warming and on technological advances that have made and will make possible this expansion. These include present and projected coastal settlements and ports, major transportation routes and areas of fishery, areas of industrial oil and gas exploitation and mining. The project scope is to focus on the ongoing and projected significant changes in the Arctic atmosphere, sea ice, ocean and runoff and to derive from these changes: - Changes in the integrated factors affecting human activity such as storminess, coastal erosion, icing of the ships and marine structures, temperature regime of houses and their basements, duration of the navigation period, heating needs, future construction standards, access to natural resources, effects of permafrost changes and - Recommendations (with cost estimates) on how (a) to adapt to these changes, (b) to mitigate their negative consequences, and (c) to sustainably benefit from the opportunities that will be opened by the new state of Arctic environment conditions. Specifically, it is proposed: - to assemble and to analyze all information available in the study region including synoptic, cryospheric, oceanographic, and geophysical data (observational and reanalyses output) for the post- 1950 period to calculate the relevant time series of socially-important variables (SIV) important for the building environment, transportation structures and human well-being. - to compare the SIV time series with the output of the CMIP5 GCM model runs for the 1950- 2013 period and select only those GCMs that reasonably well reproduce climatology and dynamics of these time series (reliable models, rGCMs). - to develop for our study area (including the regions of most perspective future building environment) the most probable decadal projections of SIVs for the next few decades for each scenario of the climate change to be assessed by rGCMs. - to assess the current status of the economy and societal well-being of the population of the settlements along the Arctic coast, servicemen stationed in the region and sailors of transport and fishing fleets linking it with SIVs and, finally, - to perform projections and case studies of this status of the economy and societal well-being of the population of the settlements if no actions are taken, providing risk assessment and to develop recommendations as how to minimize the negative consequences of projected changes and to profit most from the beneficial changes. Our postulation is that rapid climatic and environmental changes are imminent and further human advances in the Arctic in the quest for natural resources and better transportation are inevitable. Taking this for granted, the output of the proposed activity will be a suite of estimates of climatic and environmental conditions affecting the future sustainable life and work of people in the Arctic and recommendations of how to support and enhance this sustainability for the benefit of the Arctic nations. It is anticipated that our results will provide input of immediate relevance to future IPCC and Arctic Council assessments and to the national Climate Change and Sustainability Reports. Our results will help to implement the growing factor of climate change into building strategies for the social-economic development in the Arctic in the 21st century. The study results will include the estimates of accuracy that are critical in any risk assessments at the decision making level. The Research Team will freely disseminate the results of its research. The dissemination will include web-based tutorials, peer reviewed publications and preparation of the 2-volume Atlas of the vulnerability of the Arctic infrastructure and life conditions to environmental changes.

Результатами заявляемого проекта будут: 1. Количественные оценки наблюдаемых долгопериодных изменений климатических характеристик Арктики, включая температуру, параметры гидрологического и ледового режима по наземным наблюдениям in situ, спутниковым наблюдениям и реанализам. 2. Характеристики надежности оценок наблюдаемых климатических изменений и трендов, выявленных по различным источникам данных, оценка согласованности трендов. 3. Характеристики современного состояния окружающей среды в прибрежных районах и оценка их изменений за последние 50 лет. 4. Детальный анализ ключевых механизмов изменений состояния окружающей среды в Арктике и их отклик на изменения гидрологического цикла, наземной криосферы, состояния морского льда. 5. Атлас уязвимости объектов хозяйства в Арктике и условий жизни населения на фоне изменения окружающей среды (Часть 1 – наблюдения) 6. Каталог социально-важных показателей (СВП) и их обоснование. 7. Анализ объединенных изменений СВП в последние десятилетия. 8. Критический анализ ансамбля результатов численных экспериментов климатических моделей проекта CMIP5 и прогноз изменения окружающей среды Арктики на основе анализа СВП 9. Долгопериодные (50-100 лет) и короткопериодные (20-30 лет) сценарии развития транспорта, прибрежной и морской инфраструктуры хозяйства, добычи полезных ископаемых. 10. Атлас уязвимости объектов хозяйства в Арктике и условий жизни населения на фоне изменения окружающей среды (Часть 2 – прогноз) Все вышеперечисленные результаты будут опубликованы в рецензируемых иностранных (Climatic Change, Global and Planetary Change, Journal of Climate, Climate, Weather and Society) и российских журналах (Доклады РАН, Метеорология и гидрология, Водные ресурсы). Кроме этого планируемся издание двухтомного атласа уязвимости объектов хозяйства и условий жизни населения в Арктике на фоне изменения окружающей среды, а также подготовка монографий, основанных на результатах проекта. Результаты будут использованы в будущих докладах МГЭИК и Арктического Совета, при подготовке Национального доклада об изменении климата, новой редакции Стратегии социально-экономического развития в Российской Арктике до 2020 года. В рамках проекта будут предоставлены широкие возможности участия молодых исполнителей в полевых, моделировании и теоретических исследованиях. Результаты проекта войдут в лекционные курсы МГУ имени М.В.Ломоносова для студентов, специализирующихся в области гидрометеорологии, географии и геоэкологии, будут использоваться при чтении лекций в ряде зарубежных университетов. Таким образом, результаты проекта помогут существенно уточнить обоснованность и экономическую эффективность стратегии развития арктических регионов России в ближайшие десятилетия, снизить возможные социальные и экономические ущербы от неблагоприятных природных явлений, подготовить целый ряд высококвалифицированных молодых специалистов в этой области.

Полученные в ходе реализации проекта в 2014-16 гг. количественные оценки пространственно- временных современных и ожидаемых климатических изменений, изменений климатически обусловленных природных ресурсов будут служить основой для выработки рекомендаций по оптимальной адаптации к изменению климата и возможностям смягчения воздействия такого изменения. Однако, проведённые в рамках проекта исследования позволили выявить ряд проблем в оценке и моделировании характеристик природной среды и определяемых ею хозяйственных возможностей, часть из которых могли бы быть решены усилиями уже сложившегося научного коллектива.

Произведён анализ пространственного распределения и трендов показателей климатического потенциала в современном климате и при прогнозируемом потеплении. По данным о средних и экстремально высоких значениях скорости ветра, а также приземного атмосферного давления изучены многолетние изменения штормовой активности над морями Российского сектора Арктики и прогноз повторяемости таких ситуаций в XXI веке. Выполнены исследования по оценке свойств функций распределения средних и экстремальных показателей значений скорости ветра. Показано, что на фоне общего роста температуры в Российском секторе Арктики в целом возрастёт число дней с положительной температурой, также с температурой выше 5°C и 10°C и температурой около нуля, в диапазоне −5<t<5°C, увеличится количество атмосферных осадков, выпадающих в жидком и смешанном виде, уменьшается индекс потребления топлива, ветроэнергетический потенциал возрастает над морями, особенно к северу от 75 град.с.ш., над сушей он убывает. В западных районах российской Арктики изменения климата проявляются в увеличении вероятности высоких скоростей отступания берегов и связанных с этим рисков. 2005–2012 гг. в Баренцевом и Карском морях характеризуются беспрецедентно высокой гидрометеорологической нагрузкой на берега за счёт одновременного усиления термоабразионных и термоденудационых процессов, на Земле Франца-Иосифа — преимущественно за счёт термоабразии. Показано также, что совпадение фаз колебаний интенсивности термоденудации и термоабразии на берегах Баренцева и Карского морей – это особенность последних 30–35 лет (1978–2015). Восстановленные по данным наблюдений и реанализа многолетние колебания факторов динамики берегов демонстрируют несовпадение фаз вплоть до начала 80-х гг. Предыдущее потепление Арктики 30–40-х, сопоставимое по интенсивности с настоящим, в динамике берегов Баренцева и Карского морей отразилось в усилении процессов термоабразии за счёт роста продолжительности безлёдного периода. В отличие от последнего потепления, это усиление не сопровождалось интенсификацией термоденудационных процессов, так как летние температуры оставались на низком уровне. Изучена возможность применения численного гидродинамического моделирования в качестве источника характеристик опасных гидрологических явлений в условиях нестабильности климата. Проведены успешные эксперименты с отечественной численной двумерной моделью движения водного потока STREAM_2D для условий устьевого участка Сев. Двины. Откалиброванная и верифицированная модель позволяет при заданном гидрографе на речной границе устья реки и уровнях на устьевом взморье получать для разных русловых створов скорости течения и уровни воды, расходы воды, границы, глубины затопления поймы и скорости движения потоков на ней; может быть применена для сценарного моделирования и в прогнозной деятельности. В свою очередь, гидрограф стока на верхней границе устья реки (как один из входных параметров настройки и запуска гидродинамических моделей), как показали положительные результаты работ по Проекту, успешно воспроизводится отечественной моделью формирования стока ECOMAG. Получены достоверные статистические оценки наблюдаемых изменений характеристик стока воды и наносов, температуры воды и теплового стока в низовьях и устьях арктических рек. Оценены как межгодовые и долгопериодные закономерности колебаний годового и сезонного стока воды рек за весь период гидрометрических измерений. При оценивании величин стока воды, наносов и теплоты на речных и морских границах устьевых участков арктических рек были исследованы закономерности их вдольрусловой и внутридельтовой трансформации, рассредоточения по элементам русловой сети дельт. В рамках анализа пространственно-временной изменчивости характеристик ледового режима выделены наблюдаемые изменения ледового режима рек при сравнении двух периодов: 1961– 1990 и 1991–2014 гг. Произведено выявление ареалов распространения городских поселений в российской Арктики. На основе созданной базы данных изучены основные изменения в структуре городского населения и составлен прогноз. Для расчётов плотности освоения подготовлена база данных о расстояниях между Арктическими городами, позволившая осуществить расчёты потенциалы поля расселения и экономико-географического положения городов Арктики за различные периоды. Отдельно были изучена система расселения и уровень социально-экономического развития криогенной зоны. Разработана методика оценки экономических потерь в результате разрушения сооружений при деградации мерзлоты в городах Арктической зоны. Разработана методика оценки уязвимости социально-экономических территориальных систем, подверженных воздействию НОЯ на уровне муниципальных образований, в том числе в АЗР. Соотнесение моделей плотности социально-экономического потенциала, плотности населения и жилищного фонда с прогнозом динамики вечной мерзлоты позволило оценить, какая их часть попадёт в зону наиболее интенсивной деградации в среднесрочной перспективе (произведены стоимостные оценки потенциальных ущербов). В результате выявлены МО с наивысшим уровнем природного риска. Произведена оценка инвестиционной привлекательности регионов Арктики, и составляющих её инвестиционного потенциала и инвестиционных рисков. Полученные результаты представлены в виде карт в «Атласе уязвимости объектов хозяйства в Арктике и условий жизни населения на фоне изменения окружающей среды»