TS.3.1.2 Пространственное распределение менений температуры, циркуляции и соответствующих переменных
В обоих полушариях приземные температуры над сухопутными регионами повышались более высокими темпами, чем над океанами. Более длительные ряды наблюдений, доступные сейчас, показывают значительно более высокие темпы потепления над сушей, чем над океаном, в последние два десятилетия (около 0,27°C против 0,13°C за десятилетие). {3.2}
Потепление в последние 30 лет распространилось по всему земному шару, причем наиболее сильно оно выражается в высоких северных широтах. Самое сильное потепление имеет место в северном полушарии зимой (декабрь-февраль) и весной (март-май). Средние арктические температуры в последние 100 лет растут со скоростью, почти вдвое большей, чем в остальных частях света. При этом, однако, арктические температуры крайне изменчивы. С 1925 по 1945 год в Арктике наблюдался несколько более долгий теплый период, почти такой же теплый, как нынешний, однако его географический охват, как представляется, отличается от недавнего потепления, поскольку его масштабы не были глобальными. {3.2}
Есть доказательства долгосрочных изменений в крупномасштабной атмосферной циркуляции, например, сдвиг к полюсам и усиление западных ветров. Региональные климатические тренды могут сильно отличаться от глобального среднего, отражая изменения в циркуляциях и взаимодействиях атмосферы и океана и других компонентов климатической системы. Более сильные максимумы западных ветров в средних широтах наблюдались в обоих полушариях в большинстве времен года по крайней мере с 1979 года до конца 1990-х годов, и были зарегистрированы смещения к полюсам соответствующих атлантических и южных полярных фронтальных струйных течений. Сила западных ветров в северном полушарии увеличилась в 1990-х годах по сравнению с 1960-ми, но потом снизилась до значений, близких к долгопериодному среднему. Возросшая сила западных ветров в северном полушарии изменяет поток тепла от океанов к континентам, являясь одним из основных факторов наблюдаемых зимних изменений в траекториях циклонов и в соответствующем характере трендов осадков и температуры в средних и высоких широтах. Анализ ветров и показательной высоты волны подтверждают основанные на повторном анализе доказательства изменений, происходящих во внетропических штормах в северном полушарии с начала повторного анализа (конец 1970-х гг.) до конца 1990-х гг. Эти изменения сопровождаются тенденцией к усилению зимних полярных вихрей во всей тропосфере и нижних слоях стратосферы. {3.2, 3.5} Вставка TS.2: Режимы (виды) изменчивости климата
Анализ атмосферной и климатической изменчивости показал, что значительный компонент ее может быть описан как флуктуации амплитуды и знака показателей относительно небольшого числа преимущественных режимов изменчивости. Вот некоторые из наиболее известных:
- Эль-Ниньо - Южное колебание (ЭНСО), сопряженная флуктуация в атмосфере и экваториальной части Тихого океана, с преимущественными временными масштабами от 2 до 7 лет. ЭНСО часто измеряют разницей аномалий приземного давления между Таити и Дарвином, а также значениями ТПМ в центральной и восточной экваториальных частях Тихого океана. ЭНСО имеет глобальные дальние корреляционные связи.
- Северо-Атлантическое колебание (САК), мера силы исландского минимума и азорского максимума, а также западных ветров между ними, в основном зимой. САК связывает флуктуации в траекториях циклонов, температуре и осадках из Северной Атлантики в Евразию (см. вставку TS.2, рис 1).
- Северный кольцевой режим (СКР), зимняя флуктуация в амплитуде режима, характеризуемого низким приземным давлением в Арктике и сильными среднеширотными западными ветрами. СКР имеет связи с северным полярным вихрем и, следовательно, со стратосферой.
- Южный кольцевой режим (ЮКР), флуктуация режима, характеризуемого низким антарктическим приземным давлением и сильными среднеширотными западными ветрами, аналогичное СКР, но присутствующее круглый год.
- Тихоокеанско-Североамериканский (ТСА) режим, атмосферный крупномасштабный волновой режим, включающий последовательность тропосферных аномалий высокого и низкого давления, простирающийся с субтропической западной части Тихого океана до восточного берега Северной Америки.
- Тихоокеанское десятилетнее колебание (ТДК), мера ТМП в северной части Тихого океана, очень сильно взаимосвязанная с Северным тихоокеанским индексом (СТИ), мерой глубины алеутского минимума. Ее признаки, однако, присутствуют в большей части Тихого океана.
Степень, в которой все эти преимущественные режимы изменчивости могут считаться истинными видами климатической системы, является темой активных исследований. Есть, однако, доказательства того, что их существование может привести к региональным реакциям на воздействие, имеющим большую амплитуду, чем ожидалось бы в противном случае. В частности, количество наблюдаемых в 20 веке изменений климата можно рассматривать исходя из изменений в этих режимах. Поэтому важно проверить способность компьютерных моделей климата имитировать эти преимущественные режимы (см. раздел TS.4, вставка TS.7) и учесть степень, до которой наблюдаемые изменения, связанные с режимами изменчивости, зависят от внутренней изменчивости или от антропогенного изменения климата. {3.6, 8.4}
Многие региональные изменения климата можно описать при помощи преимущественных режимов изменчивости климата и, следовательно, как изменения в распространенности показателей, которые характеризуют силу и фазу этих режимов. Часто отмечалась важность флуктуаций западных ветров и траекторий циклонов в Северной Атлантике во всех временных масштабах, и эти флуктуации описаны как САК (пояснение этого и других преимущественных режимов см. во вставке TS.2). Характеристики флуктуаций зонально усредненных ветров в двух полушариях в последнее время описываются соответствующими «кольцевыми режимами», Северным и Южным кольцевыми режимами (СКР и ЮКР). Наблюдаемые изменения можно выразить как сдвиг циркуляции в направлении структуры, связанной с одним знаком этих преимущественных режимов. Усилившиеся западные ветры в средних широтах Северной Атлантики можно считать в значительно степени отражающими изменения в САК или СКР; внутривековая изменчивость очевидна также в Атлантике, как в атмосфере, так и в океане. В северном полушарии изменения в циркуляции, связанные с усилением ЮКР, с 1960-х годов до настоящего времени связаны с сильным потеплением над Антарктическим полуостровом и, в меньшей степени, с похолоданием над районами континентальной Антарктики. Наблюдаются также изменения во взаимодействиях «океан-атмосфера» в Тихом океане. ЭНСО – доминирующий режим изменчивости глобального масштаба в межгодовых временных масштабах, хотя временами он не столь очевиден. Климатический сдвиг 1976-1977 годов, связанный с изменением фазы Тихоокеанского десятилетнего колебания (ТДК) в направлении большего числа событий Эль-Ниньо и изменений в эволюции ЭНСО, затронул многие районы, в том числе большинство тропических муссонов. Например, над Северной Америкой ЭНСО и Тихоокеанско-Североамериканские (ТСА) изменения, обусловленные дальними корреляционными связями, как представляется, привели к контрастирующим изменениями по всему континенту, так как западная часть нагрелась больше, чем восточная, тогда как в восточной повысилась облачность и влажность. В тихоокеанском регионе в ХХ веке наблюдается значительная низкочастотная атмосферная изменчивость, с длительными периодами более слабой (1900–1924 гг.; 1947–1976 гг.) и усиленной (1925–1946 гг.; 1977–2003 гг.) циркуляции. {3.2, 3.5, 3.6}
Изменения в экстремумах температуры согласуются с потеплением. Наблюдения показывают повсеместное уменьшение количества морозных дней в среднеширотных регионах, увеличение числа теплых экстремумов (самых теплых 10% дней или ночей) и уменьшение числа дневных холодных экстремумов (самых холодных 10% дней или ночей) (см. вставку TS.5). Наиболее заметные изменения – в числе холодных ночей, которое за 1951-2003 гг. уменьшилось во всех регионах, где имеются данные (76% суши). {3.8}
Длительность волн тепла увеличилась, начиная со второй половины ХХ века. Рекордная жара в западной и центральной Европе летом 2003 года – пример исключительного недавнего экстремума. Это лето (ИИА) стало самым теплым с начала сопоставимых инструментальных наблюдений, около 1780 года (на 1,4°C выше предыдущего рекорда теплоты 1807 года). Весеннее высыхание земной поверхности в Европе стало важным фактором наступления экстремальных температур в 2003 году. Свидетельства говорят о том, что частота и продолжительность волн тепла увеличились и в других регионах. Очень сильная зависимость между наблюдаемой засушливостью и высокими температурами над сушей в тропиках в летний период подчеркивает важную роль, которую играет влага в изменении климата. {3.8, 3.9}
Нет достаточных доказательств, которые позволили бы определить, существуют ли тренды в таких явлениях, как торнадо, град, молнии и пыльные бури, которые происходят в малых пространственных масштабах. {3.8}