Академику Семенову Владимиру Анатольевичу - 50 лет!

23.09.2022

Юбилей академика Семенова Владимира Анатольевича


Академик
Семенов Владимир Анатольевич

Академик Семенов Владимир Анатольевич

Владимир Анатольевич Семенов родился 23 сентября 1972 года.

Работает в Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН — заместитель директора по науке, главный научный сотрудник Отдела исследования климатических процессов, заведующий Лабораторией физики верхней атмосферы. По совместительству — заведующий Лабораторией климатологии Института географии РАН.

Профессор РАН с 2015 года, член-корреспондент РАН c 2016 года, академик РАН c 2022 года — Отделение наук о Земле РАН.

Академик В.А. Семенов — российский учёный-климатолог, один из ведущих в стране специалистов в области диагностики и моделирования климатических изменений, динамики атмосферы, исследования механизмов формирования экстремальных погодно-климатических явлений, климата Арктики. Занимается проблемой предсказуемости климата на временных масштабах от субсезонного до десятилетнего, динамикой стратосферы и верхней атмосферы.

Доктор физико-математических наук с 2010 года, тема диссертации: «Долгопериодные климатические колебания в Арктике и их связь с глобальными изменениями климата».

Основные научные результаты В.А. Семенова:

- предложен физический механизм, объясняющий формирование аномально холодных зим в Северной Евразии в начале XXI века нелинейным откликом атмосферной циркуляции на уменьшение площади арктических морских льдов;

- выявлен механизм формирования экстремальных осадков в Крымске в июле 2012 г., связанный с инициацией режима глубокой конвекции при увеличении температуры Черного моря;

- впервые установлена связь Атлантического долгопериодного колебания (АДК) с изменениями ледяного покрова и температуры и атмосферной циркуляции в Арктике, предложен механизм влияния АДК на климат Арктики;

- предложен новый механизм влияния АДК на климат Арктики с усилением аномалий океанического притока положительной обратной связью между притоком и морским льдом, в частности, объясняющий потепление середины ХХ века в Арктике;

- выявлены существование порога нестабильности в арктической климатической системе и возможность полного прекращения океанического притока в Баренцево море с резким изменением климата в Арктике, объяснен физический механизм этого явления;

- реконструированы сеточные данные по сплоченности арктических морских льдов в первой половине ХХ века с использованием связи между сплоченностью льда, приповерхностной температурой и давлением;

- исследованы изменения характеристик экстремальных осадков в современный период, связь экстремальных осадков с температурой, получены прогнозные оценки изменений осадков, в т.ч. экстремальных на территории России в XXI веке;

- с помощью оригинальных численных экспериментов с глобальной климатической моделью впервые получены количественные оценки вклада естественной долгопериодной изменчивости океанической меридиональной циркуляции в Северной Атлантике в глобальные изменения климата в последние десятилетия XX века;

- предложен механизм влияния АДК на климат Арктики посредством модуляции интенсивности океанического притока в Баренцево море, усиленной положительной обратной связью между притоком и морским льдом;

- предложен механизм, объясняющий формирование аномально холодных погодных режимов зимой над территорией Евразии (отмечавшихся в начале XXI века) как результат нелинейного отклика атмосферной циркуляции на сокращение площади арктических морских льдов.

Из интервью В.А. Семенова: «За две тысячи лет температура в Северном полушарии понизилась примерно на градус. А сейчас она на тот же градус выросла за 100 лет! То есть мы видим в 20 раз более быстрые темпы потепления, чем это было в течение последних двух тысяч лет. Проблема климатических изменений заключается, прежде всего, в их быстроте, плотности и хрупкости созданной им современной инфраструктуры.

Рост температуры вследствие увеличения концентраций парниковых газов в атмосфере — это физический факт, подтвержденный как теоретически, так и экспериментально. Вероятность повышения экстремальных аномалий связана с повышением глобальной температуры. Площадь арктических льдов стремительно сокращается — за последние десятилетия она сокращалась на 13% каждые 10 лет. Это очень много. Площадь летних морских арктических льдов по сравнению с 1970-ми годами уменьшилась уже наполовину. Причем в 2005-2010 годах это таяние еще сильнее ускорилось. В будущем есть риск того, что лед в Арктике вообще станет сезонным явлением. Океан греется вплоть до больших глубин, меняется его химический состав в поверхностном слое, происходит закисление морской воды из-за растущего потока углекислого газа из атмосферы в океан.

В последние двадцать лет мы уже очень точно определяем радиационный баланс со спутников. Измеряя рост парниковых газов, мы видим, как меняется состав атмосферы: углекислого газа, метана, закиси азота. Исследования климата междисциплинарны, невозможно предсказать климат лишь по одной формуле. Учёные второй половины XX века уже пришли к выводу о том, что увеличение парниковых газов в атмосфере, прежде всего, углекислого газа, приводят к нагреву планеты — именно это объясняет тот тренд потепления, который мы наблюдаем в течение XXI века.

Впервые за всю историю Земли влияние человека оказалось выше тех природных рамок, в которых система может демпфировать (ослабить, успокоить) внешние воздействия и тем самым как бы переварить их. Человек впервые оказался способен влиять на климат всей планеты — это удивительный, знаковый для развития сосуществования человека и природы (ноосферы) факт. Все крупнейшие ведущие ученые, занимающиеся климатом, едины в своих выводах — ведущую роль в изменении климата Земли в последние десятилетия, конечно, играет человек.

Антропогенное воздействие — выброс парниковых газов вследствие сжигания ископаемого топлива, это прежде всего нефть, уголь и газ. Общество, в котором мы живем — общество потребления, оно само по себе подразумевает безудержный рост потребления энергии. Десять гигатонн антропогенных эмиссий углерода ни океан, ни суша уже не могут переварить — это слишком много. Поэтому и накапливается в нашей атмосфере этот углерод, углекислый газ.

То, что человек, сжигая ископаемое топливо, изменяет состав атмосферы, в атмосфере накапливается углекислый газ, его содержание увеличилось с доиндустриальной эпохи уже на 40 процентов — это доказано: выделяемый человеком углекислый газ имеет другой изотопный состав, чем природный, все это можно отследить. Атмосфера избавляется от углекислого газа, «сбрасывая» его либо в экосистемы суши, либо в океан, но этот «сток» ограничен.

Антропогенный поток уже сравним с потоками на границе атмосфера-океан и атмосфера-суша. Эта величина настолько значительна, что экосистемы океана и суши уже не могут переварить дополнительный поток углекислого газа, и он начинает накапливаться в атмосфере. Здесь все зависит от временных масштабов: если такое же количество углекислого газа выбросить в атмосферу, скажем, в течение миллиона лет, то это избыточное количество парниковых газов потихоньку поглотилось бы в океан, затем в океанических осадках мертвых организмов ушло бы на дно, и там было бы захоронено. Аналогичное захоронение углерода происходило бы и на суше. Но сейчас рост дисбаланса углеродного цикла происходит слишком быстро: буквально в течение десятилетий.

Радиация, которая раньше уходила от планеты в космос и таким образом балансировала в приходящую солнечную радиацию — начинает поглощаться этим парниковыми газами, возвращаться обратно к поверхности земли, дополнительно ее нагревая.

В России теплеет гораздо быстрее, чем на остальной планете — это так называемое арктическое усиление. В тропиках подъем годовой температуры может составить 2-3 градуса, в то время как в России эта величина, вероятно, составит около 5-6 градусов. Зимой у нас может стать теплее на 8 градусов, а летом — на 4.

Идет сокращения льда в морях Северного Ледовитого океана, в частности, в Баренцевом море — в ближайшие 10 лет ожидается еще более сильное потепление. Увеличивается период безледной навигации вдоль Северного морского пути. По модельным оценкам, выполненным в Институте физики атмосферы, мы видим, что к концу XXI века период безледной навигации увеличится еще на 4-6 месяцев, то есть к концу XXI века Севморпуть может стать практически круглогодичным.

В целом, тем не менее, я бы не стал смертельно пугаться грядущих изменений, но заявил бы о серьезной опасности недооценки климатического фактора при долгосрочном планировании и развитии нашей страны.

Цель: мы должны ограничить и начать снижать миссии парниковых газов и тогда через 10-20 лет мы увидим какой-то эффект — потепление должно затормозиться и к концу века должно начать снижаться. Человек интенсивно уничтожал леса по мере своего развития и увеличение численности населения — отвоевывал у лесов пашни. Этот процесс тоже добавил в потепление существенную часть, может быть 15-20%, это немало. Тем самым мы уже сильно «зеленое» равновесие в плане лесов подпортили, нам его надо восстанавливать.

Мой совет: готовить инфраструктуру крупных мегаполисов к событиям климатических изменений — это создание кондиционированного общественного транспорта, кондиционирование офисных помещений, больше зеленых насаждений, водоемов. Планирование развития города необходимо выстраивать в перспективе на 5-10-15 или даже 20 лет уже с учетом возможности более частых и более интенсивных волн жары в летний период.

Ну, и разумеется, нужно помнить об адекватном финансировании науки, чтобы ученые могли заниматься исследованиями с использованием новейшей аппаратуры, не думая о том, как себя прокормить».

В.А. Семенов является научным руководителем 3 аспирантов, научным консультантом 1 защищенной докторской диссертации.

Автор более 150 научных работ и 5 авторских свидетельств и патентов, автор 5-го оценочного доклада МГЭИК. Специалистам известны его труды, написанные им индивидуально или в соавторстве: «Impact of Atlantic Multidecadal Oscillation on permafrost in the Northern Hemisphere estimated from idealized climate model simulations. Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling», «Extreme precipitation in an atmosphere general circulation model: Impact of horizontal and vertical model resolution», «Large-basin hydrological response to climate model outputs: uncertainty caused by internal atmospheric variability», «Колебания современного климата, вызванные обратными связями в системе атмосфера — полярные льды — океан», «Nonlinear winter atmospheric circulation response to Arctic sea ice concentration anomalies for different periods during 1966–2012», «Climate noise effect on uncertainty of hydrological extremes: numerical experiments with hydrological and climate models», «Super El Niños in Response to Global Warming in the Kiel Climate Model», «Crucial role of Black Sea warming in amplifying the 2012 Krymsk precipitation extreme», «Arctic sea ice area in CMIP3 and CMIP5 climate model ensembles — variability and change», «Evidence for added value of convection-permitting models for studying changes in extreme precipitation», «Изменения климата Арктики в XXI веке: ансамблевые модельные оценки с учетом реалистичности воспроизведения современного климата. Доклады АН», «Связь аномально холодных зимних режимов на территории России с уменьшением площади морских льдов в Баренцевом море», «Влияние Атлантического долгопериодного колебания на формирование засух в Северной Евразии. Доклады АН», «Transit navigation through Northern Sea Route from satellite data and CMIP5 simulations», «Weather noise impact on the uncertainty of simulated water balance components of river basins», «Изменения площади арктических морских льдов в ансамблях климатических моделей CMIP3 и CMIP5», «Оценка неопределенности климатических трендов приповерхностной температуры, связанной с внутренней динамикой атмосферы. Доклады АН», «A link between cold events in Moscow, Russia, in winter and daily anomalies of sea ice concentration in the Barents Sea», «Potential sources of the air masses leading to warm and cold anomalies in Moscow in summer», «Structure of atmospheric circulation variability in the North Atlantic/European Sector related to AMO in summer», «Связь зимних осадков на территории Европы с изменениями ледовитости Арктического бассейна, температуры океана и атмосферной циркуляции», «Характеристики зимних аномалий приземной температуры воздуха в Москве в 1970–2016 гг. при сокращении площади морских льдов в Баренцевом море», «Оценка влияния АМО на крупномасштабную атмосферную циркуляцию в европейском секторе в летний сезон. Доклады АН», «Evaluating impacts of recent Arctic sea-ice loss on the northern hemisphere winter climate change», «Impact of Arctic sea ice variations on winter temperature anomalies in northern hemispheric land areas», «Климатологические исследования в Институте географии РАН: к 100-летию Института», «Многолетний режим температуры воздуха и атмосферных осадков на территории Южного Урала // Доклады Академии наук», «A link between reduced Barents-Kara sea ice and cold winter extremes over northern continents», «The early twentieth-century warming in the Arctic — a possible mechamism», «Arctic climate change: observed and modeled temperature and sea-ice variability», «Оценки возможных региональных изменений гидрологического режима в XXI веке на основе глобальных климатических моделей», «Mechanisms of the Early 20th Century Warming in the Arctic», «A link between surface air temperature and extreme precipitation over Russia from station and reanalysis data», «Современные исследования климата Арктики: прогресс, смена концепций, актуальные задачи, Изв. РАН», «Изменения арктических морских льдов в первой половине ХХ века: пространственно-временная реконструкция на основе температурных данных. Изв. РАН», «Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: insights from coupled regional climate model simulations», «The early twentieth century warming and winter Arctic sea ice», «The Impact of North Atlantic-Arctic Multidecadal Variability on Northern Hemisphere Surface Air Temperature» и др.

В.А. Семенов — член редколлегии журналов «Известия РАН, Физика атмосферы и океана», «Известия РАН, Серия Географическая», «Лед и снег», «Фундаментальная и прикладная климатология».

Член Научного совета РАН по проблемам климата Земли, член Президиума ВАК, член Ученых советов Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Института географии РАН.

Член Научно-технического совета Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, член Научно-технического совета Росприроднадзора.

 

 

 

 

©РАН 2024