Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2021
Ключевые слова: стабильные изотопы, dD, d18O, d13C, дейтериевый эксцесс, многопараметрический подход, целлюлоза в годичных кольцах деревьев, лесные экосистемы, хвойные, засуха, наводнения, вулканы, пожары, деградация вечной мерзлоты, моделирование
Аннотация: 1498 –летние реконструкции, полученные по данным стабильных изотопов углерода и кислорода в целлюлозе годичных колец лиственниц Гмелина (Larix gmelinii Rupr. Rupr.), позволили выявить увеличение засух в течение XX и XXI веков, которые являются беспрецедентными по сравнению с последним тысячелетием, когда среднемесячное количество оПоказать полностьюсадков в июле с 60.4 мм (для периода с 516 до 1799 гг. н.э.) уменьшилось до 44.3 мм (1800 до 2009). Более того, значительное уменьшение количества осадков (> 80%) от среднего значения и повышение летней температуры (суточный максимум > 30 °C) соответствуют чрезвычайно засушливым фазам июля (> 3σ) в 1717, 1732, 1957, 1979, 1980, 2008, 2009 гг, о чем свидетельствует июльская реконструкция осадков (Churakova (Sidorova) et al. 2021, Scientific Reports). Арктическое колебание (АО) оказывает влияние на зимние температурные режимы и осадки в Евразии и Северной Америке. Положительные фазы Арктического колебания (AO+) в мае приносят теплые и часто сухие погодные условия в субарктику Сибири. Результаты нашего исследования показали, что AO+ демонстрирует более высокую амплитуду колебаний и в течение средневекового периода по сравнению с текущим. Однако, в течение современного периода частота положительных колебаний сохраняется более продолжительной. В то время как негативные фазы арктического колебания приводили к похолоданиям, вызванными стратосферными вулканическими извержениями, в 536, 541-542, 1257, 1812, 1814-1815, 1822, 1835, 1883 гг. н.э, которые отчетливо зафиксированы в нашей реконструкции. В течение современных двадцатого-двадцать первого веков колебания АО не превышают амплитуды второй половины первого тысячелетия и средневекового потепления (9-10 вв н.э.). Сравнение региональной АО реконструкции с реконструкцией Североатлантического колебания (NAO, являющегося основным источником изменчивости зимней атмосферной циркуляции в Северном полушарии), показало значительную корреляцию с AO в мае (p < 0.0001) для периода 1049-1969 гг. н.э. Хронологии значительно согласуются в основном в течение Малого ледникового периода (LIA, 1350-1800 гг. н.э.), положительная аномалия во время позднеантичного Малого ледникового периода (LALIA, 516-600 гг.), раннесредневековой климатической аномалии (MCA, 700-1000 гг. н.э.) значимо регистрируется в сезонном реконструированном индексе AO. Согласно данным по стабильному изотопу кислорода в целлюлозе древесных колец (δ18O) (Larix cajanderi Mayr., Larix gmelinii Rupr. Rupr, Picea glauca (Moench) Voss) из субарктических регионов Сибири (Российская Федерация): северо-восточная Якутия, YAK 69◦ с.ш., 149◦ в.д.; восточный Таймыр, TAY, 70◦ с.ш., 103◦ в.д.; и дельты Маккензи, CAN, 68◦ с.ш., 133◦ з.д. (Канада), мы изучили реакцию хвойных пород на текущее изменение климата (1900-2000 гг. н.э.). Анализ климатических трендов локальных метеостанций Чокурдах, Хатанга (Российская Федерация) и Инувик (Канада) и данных сети гридд (68-69° N - 133-134° W) показал, что резкие изменения климата начались с 1980-х годов, со значительным увеличением температурных трендов и уменьшением осадков с 2000 по 2020 год. Текущее потепление и развитие засушливых условий более выражено в западном полушарии (Канадская субарктика) по сравнению с Сибирской субарктикой. Резкие изменения количества осадков, повышение температуры и дефицит упругости водяного пара VPD происходят в основном зимой, весной и осенью в субарктических регионах. Смешанный сигнал был выявлен между δ18O-YAK июльской температуры (r = 0,49; p = 0,001), осадков (r = -0,37; p = 0,02) и VPD (r = 0. 31; p = 0,02). В то время как данные δ18O-CAN показали более длинный и более выраженный сигнал с весенней температурой воздуха (март-май, r = 0,37, p = 0,001) и летней июльской температурой (r = 0,32, p < 0,05), а также весенним VPD (r = 0,54, p = 0,001). Значимые корреляции были также обнаружены между δ18O-TAY и температурой воздуха в июле (r = 0,23, p = 0,04), и ВПД в марте (r = -0,26, p = 0,03). Полученные экогидрологические зависимости (Zharkov et al. 2021) указывают на разную степень важности таких параметров как температуры и влажности воздуха, что может быть объяснено различиями в зависимости от места и вида. Для получения полной картины современных изменений по сравнению с прошлым срочно необходимы новые хронологии стабильных изотопов, включающие обновленные данные за текущие годы (2000-2021), которые планируется получить в рамках данного проекта. Точная реконструкция климатических данных прошлого с использованием локальных и грид-данных для удаленных субарктических участков позволит улучшить качество гидроклиматических реконструкций и моделей прогнозирования климата.