RAS Earth ScienceВодные ресурсы Water Resources

  • ISSN (Print) 0321-0596
  • ISSN (Online) 3034-5154

MODELING THE DYNAMICS OF THE CHARACTERISTICS OF SNOW COVER FORMATION REGIME ON THE TERRITORY OF RUSSIAN FEDERATION. 4. SCENARIO PROJECTING OF CHANGES IN SNOW COVER CHARACTERISTICS IN THE 21ST CENTURY

PII
S30345154S0321059625040014-1
DOI
10.7868/S3034515425040014
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 52 / Issue number 4
Pages
3-19
Abstract
A methodology for scenario projecting of changes in the characteristics of snow cover on the territory of the Russian Federation in the 21st century has been developed. The methodology is based on the use of the SWAP land surface model in combination with scenario projections of the long-term dynamics of meteorological forcing fields simulated by five global climate models. Using the developed methodology, the fields of climatic values of maximum snow water equivalent and snow cover duration were simulated for the Russian Federation territory for three projection periods and various scenarios of climate change in the 21st century. The patterns of dynamics of climatic values of snow cover characteristics up to 2100 for the main geographical regions of the Russian Federation (European territory of Russia, Western Siberia, Eastern Siberia and the Far East) were analyzed.
Keywords
снегозапасы продолжительность залегания снежного покрова модель взаимодействия поверхности суши с атмосферой SWAP прогнозирование SSP-сценарии изменения климата
Date of publication
07.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
16

References

  1. 1. Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Александрова Т.М. Описание массива данных “Маршрутные снегомерные съемки”. Свид. гос. регистрации базы данных № 2013620279. http://meteo.ru/data/166-snowsurveys (дата обращения: 21.05.2024)
  2. 2. Гусев Е.М., Джоган Л.Я., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э. Сценарное прогнозирование изменения влагообеспеченности посевов пшеницы в степном Крыму в XXI в. и ряд мер по увеличению эффективности ее возделывания // Почвоведение. 2021. № 5. С. 620–630.
  3. 3. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование процессов тепловлагообмена суши с атмосферой в локальном масштабе для территорий с многолетней мерзлотой // Почвоведение. 2004. № 9. C. 1077–1092.
  4. 4. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование теплои влагообмена поверхности суши с атмосферой. М.: Наука, 2010. 328 с.
  5. 5. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в системе “грунтовые воды – почва – растительный / снежный покров – атмосфера” для территорий с четко выраженной сезонной изменчивостью климата // Почвоведение. 2000. № 6. С. 733–747.
  6. 6. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в бореальных лесных экосистемах // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 2. С. 182–200.
  7. 7. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э., Шурхно Е.А. Моделирование динамики характеристик режима формирования снежного покрова на территории Российской Федерации. 1. Полевые участки ЕТР в исторический период // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 4. С. 423–437.
  8. 8. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э., Шурхно Е.А. Моделирование динамики характеристик режима формирования снежного покрова на территории Российской Федерации. 2. Лесные участки ЕТР в исторический период // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 4. С. 438–450.
  9. 9. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э., Шурхно Е.А. Моделирование динамики характеристик режима формирования снежного покрова на территории Российской Федерации. 3. Полевые и лесные участки Сибири и Дальнего Востока в исторический период // Вод. ресурсы. 2024. Т. 51. № 4. С. 404–416.
  10. 10. Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э., Шурхно Е.А. Сценарные прогнозы изменения снегозапасов в связи с возможными изменениями климата в различных районах земного шара // Вод. ресурсы. 2021. Т. 48. № 1. С. 100–113.
  11. 11. Елисеев А.В. Глобальный цикл CO: основные процессы и взаимодействия с климатом // Фундаментал. приклад. климатология. 2017. № 4. С. 8–31.
  12. 12. Научно-прикладной справочник “Климат России”. 2000–2011–2024 / Под ред. В.М. Веселова, И.Р. Прибыльской, О.А. Мирзеабасова. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 2024. http://aisori-m.meteo. ru/climsprn/faces/shabdocs/Part_8.xhtml?facesredirect=true (дата обращения: 16.04.2024)
  13. 13. Национальный атлас России. Т. 2. Природа и экология / Под ред. А.В. Бородко. М.: ГОСГИСЦЕНТР, 2004. 495 с.
  14. 14. Семенов С.М., Гладильщикова А.А. Сценарии антропогенных изменений климатической системы в XXI веке // Фундаментал. приклад. климатология. 2022. Т. 8. № 1. С. 75–106.
  15. 15. Boone A., Habets F., Noilhan J., Clark D., Dirmeyer P., Fox S., Gusev Y., Haddeland I., Koster R., Lohmann D., Mahanama S., Mitchell K., Nasonova O., Niu G.Y., Pitman A., Polcher J., Shmakin A.B., Tanaka K., van den Hurk B., Verant S., Verseghy D., Viterbo P., Yang Z.-L. The Rhone-aggregation land surface scheme intercomparison project: An overview // J. Climate. 2004. V. 17. № 1. Р. 187–208.
  16. 16. Clapp R.B., Hornberger G.M. Empirical equations for some soil hydraulic properties // Water Resour. Res. 1978. V. 14. P. 601–604.
  17. 17. Commission for Climatology (CCI) – Sixteenth session: Abridged final report with resolutions and recommendations. Geneva: WMO, 2014. 68 p.
  18. 18. Cosby B.J., Hornberger G.M., Clapp R.B., Ginn T.R. A Statistical Exploration of the Relationships of Soil Moisture Characteristics to the Physical Properties of Soils Stochastic Modelling // Water Resour. Res. 1984. V. 26. № 6. P. 682–690.
  19. 19. Cucchi M., Weedon G.P., Amici A., Bellouin N., Lange S., M¨ullerSchmied H., Hersbach H., Buontempo C. WFDE5: bias-adjusted ERA5 reanalysis data for impact studies // Earth System Sci. Data. 2020. V. 12. № 3. P. 2097–2120.
  20. 20. Damon Matthews H. Implications of CO2 fertilization for future climate change in a coupled climate–carbon model // Global Change Biol. 2007. V. 13. № 5. P. 1068–1078.
  21. 21. Essery R., Kim H., Wang L., Bartlett P., Boone A., Brutel-Vuilmet C., Burke E., Cuntz M., Decharme B., Dutra E., Fang X.,Gusev Y., Hagemann S., Haverd V., Kontu A., Krinner G., Lafaysse M., Lejeune Y., Marke T., Marks D., Marty C., Menard C.B., Nasonova O., Nitta T., Pomeroy J., Schädler G., Semenov V., Smirnova T., Swenson S., Turkov D., Wever N., Yuan H. Snow cover duration trends observed at sites and predicted by multiple models // The Cryosphere. 2020. V. 14. P. 4687–4698. https://doi.org/10.5194/tc-14-4687-2020.
  22. 22. Eyring V., Gillett N.P., Achuta Rao K.M., Barimalala R., Barreiro Parrillo M., Bellouin N., Cassou C., Durack P.J., Kosaka Y., McGregor S., Min S., Morgenstern O., Sun Y. Human Influence on the Climate System // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds Masson-Delmotte V., Zhai P., Pirani A., Connors S.L., Péan C., Berger S., Caud N., Chen Y., Goldfarb L., Gomis M.I., Huang M., Leitzell K., Lonnoy E., Matthews J.B.R., Maycock T.K., Waterfield T., Yelekçi O., Yu R., Zhou B. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2021. P. 423–552.
  23. 23. Eythorsson D., Gardarsson S.M., Nijssen B. Projected changes to Northern Hemisphere snow conditions over the period 1950–2100, given two emission scenarios // Remote Sensing Applicat.: Society and Environ. 2023. V. 30. P. 100954.
  24. 24. Gusev E.M. Evolution of agricultural technologies: From “gray” to “green” // Arid Ecosystems. 2020. V. 10. № 1. P. 1–9.
  25. 25. Hennessy K., Whetton P., Walsh K., Smith I.N., Bathols J.M., Hutchinson M., Sharples J. Climate change effects on snow conditions in mainland Australia and adaptation at ski resorts through snowmaking // Climate Res. 2008. V. 35. P. 255–270.
  26. 26. Hosaka M., Nohara D., Kitoh A. Changes in Snow Cover and Snow Water Equivalent Due to Global Warming Simulated by a 20 km-mesh Global Atmospheric Model // SOLA. 2005. V. 1. P. 093–096. doi: 10.2151/sola.2005–025
  27. 27. IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds Core Writing Team, R.K. Pachauri, L.A. Meyer. Geneva: IPCC, 2014. 151 p.
  28. 28. IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu., B. Zhou. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2021. P. 3–32. doi:10.1017/9781009157896.001
  29. 29. IPCC, 2023: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Reportof the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds Core Writing Team, H. Lee., J. Romero. Geneva: IPCC, 2023.184 p.
  30. 30. ISIMIP3 Protocol. https://www.isimip.org/protocol/3/ (дата обращения: 21.04.2024)
  31. 31. Ke C.-Q., Liu X. MODIS-observed spatial and temporal variation in snow cover in Xinjiang, China // Climate Res. 2014. V. 59 (1). P. 15–26.
  32. 32. Krinner G., Derksen C., Essery R., Flanner M., Hagemann S., Clark M., Hall A., Rott H., BrutelVuilmet C., Kim H., Ménard C.B., Mudryk L., Thackeray C., Wang L., Arduini G., Balsamo G., Bartlett P., Boike J., Boone A., Chéruy F., Colin J., Cuntz M., Dai Y., Decharme B., Derry J., Ducharne A., Dutra E., Fang X., Fierz C., Ghattas J., Gusev Y., Haverd V., Kontu A., Lafaysse M., Law R., Lawrence D., Li W., Marke T., Marks D., Nasonova O., Nitta T., Niwano M., Pomeroy J., Raleigh M.S., Schaedler G., Semenov V., Smirnova T., Stacke T., Strasser U., Svenson S., Turkov D., Wang T., Wever N., Yuan H., Zhou W. ESM-SnowMIP. Assessing models and quantifying snow-related climate feedbacks // Geosci. Model Dev. 2018. V. 11. P. 5027–5049.
  33. 33. Lange S. Trend-preserving bias adjustment and statistical downscaling with ISIMIP3BASD (v1.0) // Geosci. Model Dev. 2019. V. 12. № 7. P. 3055–3070.
  34. 34. Masson V., Champeaux J.-L., Chauvin F., Meriguet C., Lacaze R.A. Global Database of Land Surface Parameters at 1-km Resolution in Meteorological and Climate Models // J. Clim. 2003. V. 16. P. 1261–1282.
  35. 35. Menard C.B., Essery R., Arduini G., Bartlett P., Boone A., Brutel-Vuilmet C., Burke E., Cuntz M., Dai Y., Decharmer B., Dutra E., Fang X., Fierz C., Gusev Y., Hagemann S., Haverd V., Kim H., Krinner G., Lafaysse M., Marke T., Nasonova O., Nitta T., Niwano M., Pomeroy J., Schadler G., Semenov V., Smirnova T., Strasser U., Swenson S., Turkov D., Wever N., Yuan H. Scientific and human errors in a snow model intercomparison // Bull. Am. Meteorol. Soci. 2021. V. 102. № 1. P. E61–E79. doi.org/10.1175/ BAMS-D-19-0329
  36. 36. Nasonova O., Gusev Y., Kovalev E. Detection and attribution of changes in streamflow and snowpack in Arctic river basin // Climatic Change. 2023. V. 176. https://doi.org/10.1007/s10584-023-03626-w
  37. 37. Nolin A.W., Sproles E.A., Rupp D.E., Crumley R.L., Webb M.J., Palomaki R.T., Mar E. New Snow Metrics for a Warming World Hydrological Processes // Hydrol. Processes. 2021. V. 35. e14262. DOI: 10.1002/ hyp.14262
  38. 38. Oliver M.A. Kriging: A Method of Interpolation for Geographical Information Systems // Int. J. Geogr. Information Systems. 1990. V. 4. P. 313–332.
  39. 39. O’Neill B.C., Tebaldi C., van Vuuren D.P., Eyring V., Friedlingstein P., Hurtt G., Knutti R., Kriegler E., Lamarque J.-F., Lowe J., Meehl G.A., Moss R., Riahi K., Sanderson B.M. The Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) for CMIP6 // Geosci. Model Dev. 2016. № 9. P. 3461–3482.
  40. 40. Räisänen J. Warmer climate: Less or more snow? // Clim. Dyn. 2008. V. 30. P. 307–319. https://doi.org/10.1007/s00382-007-0289-y
  41. 41. Rasmussen J., Sonnenborg T.O., Stisen S., Seaby L.P., Christensen B.S.B., Hinsby K. Climate change effects on irrigation demands and minimum stream discharge: impact of bias-correction method // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2012. V. 16. P. 4675–4691. https://doi.org/10.5194/hess-16-4675-2012
  42. 42. Riahi K., Vuuren D.V., Kriegler E., Edmonds J., O’Neill B.C., Fujimori S., Bauer N., Calvin K.V., Dellink R., Fricko O., Lutz W., Popp A., Cuaresma J.C., Kc S., Leimbach M., Jiang L., Kram T., Rao S., Emmerling J., Ebi K.L., Hasegawa T., Havlík P., Humpenöder F., Silva L.A., Smith S.J., Stehfest E., Bosetti V., Eom J., Gernaat D.E., Masui T., Rogelj J., Strefier J., Drouet L., Krey V., Luderer G., Harmsen M., Takahashi K., Baumstark L., Doelman J.C., Kainuma M., Klimont Z., Marangoni G., LotzeCampen H., Obersteiner M., Tabeau A., Tavoni M. The Shared Socioeconomic Pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: An overview // Global Environ. Change-human Policy Dimensions. 2017. V. 42. P. 153–168.
  43. 43. Schlosser C.A., Slater A., Robock A., Pitman A.J., Vinnikov Ya., Henderson-Sellers A., Speranskaya N.A., Mitchell K., Boone A., Braden H., Chen F., Cox P., de Rosnay P., Desborough C.E., Dickinson R.E., Dai Y-J., Duan Q., Entin J., Etchevers P., Gedney N., Gusev Y.M., Habets F., Kim J., Koren V., Kowlaczyk E.A., Nasonova O.N., Noilhan J., Schaake J., Shmakin A.B., Smirnova T.G., Verseghy D.L., Wetzel P., Xue Y., Yang Z.L. Simulations of a boreal grassland hydrology at Valdai, Russia: PILPS Phase 2(d) // Mon. Weather Rev. 2000. V. 128. № 2. P. 301–321.
  44. 44. Schmucki E., Marty C., Fierz C., Lehning M. Simulations of 21st century snow response to climate change in Switzerland from a set of RCMs // Int. J. Climatol. 2015. V. 35. № 11. P. 3262–3273. doi: 10.1002/joc.4205
  45. 45. Tebaldi C., Debeire K., Eyring V., Fischer E., Fyfe J., Friedlingstein P., Knutti R., Lowe J., O’Neill B., Sanderson B., van Vuuren D., Riahi K., Meinshausen M., Nicholls Z., Tokarska K.B., Hurtt G., Kriegler E., Lamarque J.-F., Meehl G., Moss R., Bauer S.E., Boucher O., Brovkin V., Byun Y.-H., Dix M., Gualdi S., Guo H., John J.G., Kharin S., Kim Y., Koshiro T., Ma L., Olivié D., Panickal S., Qiao F., Rong X., Rosenbloom N., Schupfner M., Séférian R., Sellar A., Semmler T., Shi X., Song Z., Steger C., Stouffer R., Swart N., Tachiiri K., Tang Q., Tatebe H., Voldoire A., Volodin E., Wyser K., Xin X., Yang S., Yu Y., Ziehn T. Climate model projections from the Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) of CMIP6 // Earth Syst. Dynam. 2021. V. 12. P. 253–293. https:// doi.org/10.5194/esd-12-253-2021
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library