Small glacier forms and climate changes in the Taymyr Peninsula: new assessments

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

New estimates of the glaciation in the Taimyr Peninsula were obtained on the basis of the satellite data. The glaciation of the Byrranga Mountains was analyzed. These are the northernmost continental mountain glaciers, represented mainly by small forms of glaciation. They were in a relatively stable state until the end of the 20th century, but by 2003 the total area of them had decreased by 17% (Landsat images) compared to the USSR Catalog of Glaciers (1967). And even more (by 35–46%), of their area had decreased by 2022 (Sentinel-2) (CORONA images, 1966) in different basins that have been determined for all groups of glaciers. The use of the ArcticDEM database made it possible to correct the boundaries of the ice divides between the glaciers in the center of the glaciation. If we compare the results of 2022 with the 1967 Catalog, the contraction becomes more intensive – from 48.8 to 56%. Accordingly, the comparison with the Corona images of 1966 demonstrated a certain discrepancy with data of the 1967 Catalog – from 3 to 20% for different basins. Estimates of climatic changes in this region have been made, against the background of which the Byrranga glaciers are shrinking. The most intensive warming in Russia occurred here, on the Taimyr, during the period 1966–2021. The average annual air temperature had risen by 4–5 °C, but in summer the rate of warming was 2 times lower than the annual means. This means that in addition to the air temperature rise, other factors contribute to the accelerated melting of the glaciers. Thus, according to the ERA5-Land reanalysis, a significant increase in the radiation balance was identified (up to 3 W/m2/10 years, which for the period 1966–2021 amounted to 5% of the regional mean), which probably occurred due to a decrease in the surface albedo.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

M. Ananicheva

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: maranan@gmail.com
Ресей, Moscow

I. Korneva

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences; Institute of Natural and Technical Systems

Email: maranan@gmail.com
Ресей, Moscow; Sevastopol

Әдебиет тізімі

  1. Alekseev G.V., Kuzmina S.I., Bobylev L.P., Urazgildeeva A.V., Gnatyuk N.V. The influence of atmospheric transfers of heat and moisture on summer warming in the Arctic. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of the Arctic and Antarctic. 2017, 3: 67–77. [In Russian].
  2. Alisov B.P. Climate of the USSR. Textbook for higher educational institutions. Uchebnoe posobie dlya vysshih uchebnyh zavedenij. Study guide for higher education institutions. M.: Moscow University Publishing House, 1956:125 p. [In Russian].
  3. Alisov B.P., Poltaraus B.V. Klimatologiya. Uchebnik dlya studentov geograficheskih fakul’tetov universitetov, specializiruyushchihsya po meteorologii i klimatologii. Climatology. A textbook for students of geographical faculties of universities specializing in meteorology and climatology. M.: Moscow University Publishing House, 1974: 299 p. [In Russian].
  4. Ananicheva M.D., Kapustin G.A. Assessment of changes in the Byrranga Mountains glaciers based on satellite images and the USSR Glacier Inventory. Led i Sneg. Ice and Snow. 2010, 3 (111): 19–24. [In Russian].
  5. Ananicheva M.D., Kononov Yu.M. Mountain glaciers of the North of Russia: changes in recent decades under the influence of climate variations. Fundamental’naya i prikladnaya klimatologiya. Fundamental and Applied Climatology. 2020, 3: 42–72. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2020-3-42-72 [In Russian].
  6. Ananicheva M., Kononov Yu., Belozerov E. Contemporary state of glaciers in Chukotka and Kolyma highlands. Bulletin of Geography (Physical Geography Series). 2020, 19: 5–18. https://doi.org/10.2478/bgeo-2020-0006
  7. Antonov O.M. Changes in the small glacier boundaries in Northeastern Taimyr over the past decades. Tezisy dokladov XVI Glyaciologicheskogo simpoziuma, Sankt-Peterburg 24–27 maya 2016 goda. Abstracts of the XVI Glaciological Symposium in St. Petersburg on May 24–27, 2016. Saint Petersburg: AARI, 2016: 46 p. [In Russian].
  8. Bekryaev R.V. Changes in the fluxes of downward long-wave radiation and effective radiation of the underlying surface at high latitudes. Fundamental’naya i prikladnaya klimatologiya. Fundamental and Applied Climatology. 2015, 1: 27–48. [In Russian].
  9. Bekryaev R.V., Polyakov I.V., Alexeev V.A. Role of Polar Amplification in Long-Term Surface Air Temperature Variations and Modern Arctic Warming. Journ. Climate. 2010. V. 23. P. 3888–3906. [In Russian].
  10. Bolshiyanov D.Yu. Passivnoye oledeneniye Arktiki i Antarktidy. Passive glaciation of the Arctic and Antarctica. Saint Petersburg: AARI, 2006. 295 p. [In Russian].
  11. Doklad ob osobennostyakh klimata na territorii Rossiῐskoiῐ Federatsii za 2022 god. Report on climate features in the Russian Federation for 2022. Moscow, 2023: 104 p. [In Russian].
  12. Ivanov V.V., Arkhipkin V.S., Lemeshko E.M., Myslenkov S.A., Smirnov A.V., Surkova G.V., Tuzov F.K., Chechin D.G., Shestakova A.A. Changes in hydrological conditions in the Barents Sea as an indicator of climate trends in the Eurasian Arctic in the 21st century. Vestnik Moskovskogo universiteta. Bulletin of Moscow University. Series 5. Geography. 2022, 1: 13–25. [In Russian].
  13. Katalog lednikov SSSR. Angaro-Yeniseyskiy rayon. The USSR Glacier Inventory. Angara-Yenisei region. V. 16. Is. 1, Part 2. Byrranga Mountains. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1980: 52–78. [In Russian].
  14. Latonin M.M., Bashmachnikov I.L., Bobylev L.P. The phenomenon of Arctic amplification and its driving mechanisms. Fundamental’naya i prikladnaya geofizika. Fundamental and Applied Geophysics. 2020, 13 (3): 3–24. [In Russian].
  15. Magidovich V., Magidovich I. Geograficheskiye otkrytiya i issledovaniya XVII-XVIII vekov. Geographical discoveries and research of the 17th–18th centuries. M.: Centerpoligraph, 2004: 495 p. [In Russian].
  16. Ovsyuchenko A.N., Zhostkov R.A., Edemsky D.E., Sobisevich A.L., Sysolin A.I., Presnov D.A. Active tectonics of northeastern Taimyr (Byrranga Mountains) and issues of seismotectonic regionalization of the Russian Arctic. Fizika Zemli. Physics of the Solid Earth. 2023, 6: 207–223. [In Russian].
  17. Radionov V.F., Rusina E.N., Sibir E.E. Long-term variability of annual amounts of total and absorbed solar radiation in the Arctic. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of the Arctic and Antarctic. 2017, 3: 39–50.
  18. Surkova G.V., Romanenko V.A. Seasonal and long-term changes in turbulent heat flows between the sea and the atmosphere in the western sector of the Russian Arctic. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 5. Geografiya. Dinamika prirodnyh processov. Bulletin of Moscow University. Series 5. Geography. Dynamics of natural processes. 2021, 4: 74–82. [In Russian].
  19. Titkova T.B., Ananicheva M.D. Using ERA5–Land Reanalysis and data from weather stations in the mountainous regions of Russia to assess changes in the glacial systems of Eastern Siberia and the Far East. Led I Sneg. Ice and Snow. 2021, 61 (2): 199–213.
  20. Troitsky S.L. Chetvertichnyye otlozheniya i rel’yef ravninnykh poberezhiy Yeniseyskogo zaliva i prilegayushchey chasti gor Byrranga. Quaternary sediments and topography of the coastal plains at the Yenisei Bay and in adjacent parts of the Byrranga Mountains. M.: Science. 1966: 213 p. [In Russian].
  21. Francis J.A., Hunter E. Changes in fabric of the Arctic’s greenhouse blanket. Environ. Research Letters. 2007, 2: 45011.
  22. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press 2023. https://doi.org/10.1017/9781009157896
  23. Kapsch M., Graversen R.G., Tjernström M., Bintanja R. The Effect of Downwelling Longwave and Shortwave Radiation on Arctic Summer Sea Ice. Journ. of Climate. 2016, 29: 1143–1159.
  24. Kim K.Y., Kim J.Y., Kim J., Yeo S., Na H., Hamlington B.D., Leben R.R. Vertical Feedback Mechanism of Winter Arctic Amplification and Sea Ice Loss. Science Reports. 2019, 9: 1184.
  25. Kononov Y.M., Ananicheva M.D., Willis I.C. High-resolution reconstruction of Polar Ural glacier mass balance for the last millennium. Annals of Glaciology. 2005, 42: 163–171. https://doi.org/10.3189/172756405781812709
  26. Porter C., Morin P., Howat I., Noh M., Bates B., Peterman K., Keesey S., Schlenk M., Gardiner J., Tomko K., Willis M., Kellener C., Cloutier M., Husby E., Foga S., Nakamura H., Plantson M., Wethington M., Williamson C., Bauer G., Enos J., Arnold G., Kramer W., Becker P., Doshi A., D’Souza C., Cummens P., Laurier F., Bojesem M. ArcticDEM. 2018 Harvard. Dataverse V3. https://doi.org/10.7910/DVN/OHHUKH
  27. Sviashennikov P., Drugorub A. Long-term trends in total cloud cover in the Arctic based on surface observations in 1985–2020. Bulletin of Geography. Physical Geography Series. 2022, 22: 33–43.
  28. Wang X., Liu J., Yang B. Seasonal Trends in Clouds and Radiation over the Arctic Seas from Satellite Observations during 1982 to 2019. Remote Sensing. 2021, 13 (16): 3201.
  29. Yamanouchi T. Arctic warming by cloud radiation enhanced by moist air intrusion observed at Ny-Ålesund, Svalbard. Polar Science. 2019, 21: 110–116.
  30. Zhang R., Wang H., Fu Q., Rasch P.J., Wu M., Maslowski W. Understanding the cold season Arctic surface warming trend in recent decades. Geophys. Research Letters. 2021, 48: e2021GL094878

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Maps of the Тsum (°C) (а) and Pcold (mm) (б) for the Arctic zone of Russia according to observation data for 1966–2021. The square shows the study area. Magnitudes of changes are significant at the level 95%. The map of the study region (в). Circles show weather stations

Жүктеу (123KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Trend coefficients (W/m2/10 years) of summer (June–August) total values of incoming shortwave radiation (а); reflected shortwave radiation (б); shortwave radiation balance (в); incoming longwave radiation (г); longwave radiation balance (д); the total radiation balance (е); turbulent flux of sensible heat (ж); turbulent flux of latent heat for the period 1966–2021. Black shading shows areas where the trend is statistically insignificant at the 5% level (з)

Жүктеу (71KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Sentinel-2 image of the Byrranga Mountains highlighting the glacial basins. Roman numbers indicate the basins: I – Pregradnaya River – Thaddeus Bay – Laptev Sea; II – Tollya River – Klyuevka River – Laptev Sea; III – Lednikovaya – Malakhitari rivers – Taimyr Lake; IV – Rybnaya River – Laptev Sea; V – Geographa River – Laptev Sea; VI – Leningradskaya River – Kara Sea; VII – Sochavy River – NyunkarakuTari river – Taimyr Lake

Жүктеу (70KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Distribution of Byrranga glaciers in 2022 by aspect (а); and by morphological type (б). The numbers indicate the types: 1 – hanging; 2 – valley; 3 – corrie-hanging; 4 – corrie-valley; 5 – corrie; 6 – couloirs; 7 – transfluent; 8 – slope

Жүктеу (29KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Area of Byrranga glaciers and their number by basin; (а): 1 – number of glaciers, 2 – mean glacier area. Roman numerals indicate glacial basins, which are shown in Fig. 3. Distribution of the highest and lowest elevation points by altitude intervals; (б): 1 – H_low; 2 – H_high

Жүктеу (49KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Fragment of a CORONA image with the contours of glaciers: 1 – Sentinel-2, 2022; 2 – CORONA images, 1966

Жүктеу (77KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».