Лёд и Снег · 2021 · Т. 61 · № 4
УДК 551.583.7
doi: 10.31857/S2076673421040106
Морской лёд Арктического бассейна в свете современных и прошлых
климатических изменений
© 2021 г. И.И. Борзенкова*, А.А. Ершова, Е.Л. Жильцова, К.О. Шаповалова
Государственный гидрологический институт, Санкт-Петербург, Россия
*irena_borzen@mail.ru
Arctic sea ice in the light of current and past climate changes
I.I. Borzenkova*, A.A. Ershova, E.L. Zhiltsova, K.O. Shapovalova
State Hydrological Institute, St. Petersburg, Russia
*irena_borzen@mail.ru
Received May 26, 2020 / Revised August 8, 2021 / Accepted October 4, 2021
Keywords: сurrent warming, area and thickness sea-ice, warm epochs in the past, ice-free Arctic past and future.
Summary
Data from satellite observations (1979-2020) showed that over the last 40 years, years with a decrease in the area of
summer ice extent and their thickness have prevail. Over 10 years, negative trends in anomalies of ice area and thick-
ness of the ice are -13 and -15%, respectively. There is also a rapid reduction in the area of old ice (> 4 year-old):
while in 1985 it was estimated at 2.7 million km2 while in March 2010 it was 0.34 million km2. The paper analyses
paleo-sea ice extent during the Holocene (the last 12,000 years) based on empirical biomarkers IP25 (a sea ice proxy
with 25 carbon atoms synthesized by the specific Arctic sea ice diatoms Haslea spp. which have been proven to be
a suitable proxy for paleo-sea ice reconstructions) obtained from deep-sea cores from the North Atlantic. The data
obtained showed that during the warm periods of the Early and Middle Holocene, the area of summer sea ice was
reduced to a minimum. This confirms the conclusion made earlier in [28] that the current trend of reducing the area
and thickness of ice is unprecedented over the past 1,500 years. There is no complete analogue of the climate in the
past corresponding to the current level of the CO2 concentration in the atmosphere. The closest time interval in terms
of CO2 content is the warming of the Middle Pliocene between 3 and 4 million years ago, when the CO2 content in
the atmosphere was 450-500 ppm against approximately 420 ppm at present. Paleo-climate reconstructions for this
period estimate the global temperature to be 3.0-3.5±0.5 °C higher than at the end of the 19th century. Summer air
temperatures in the high latitudes of the Northern Hemisphere exceeded the current ones by 8-10 °C, and the sea
ice in the Arctic shelf seas was completely absent in the summer. Empirical data and model simulations have shown
that presently the main driver of the reduction of the Arctic sea ice area is the increase in concentration of CO2 in the
atmosphere. At the present time old sea ice tends to be replaced by seasonal ice demonstrating natural shift from pre-
dominance of permanent ice to the ice-free Arctic. In case of continuous increase in CO2 concentration in the atmo-
sphere despite the emission control measures, one of the scenarios, which had happened in the past, may come true.
Citation: Borzenkova I.I., Ershova A.A., Zhiltsova E.L., Shapovalova K.O. Arctic sea ice in the light of current and past climate changes. Led i Sneg. Ice and
Snow. 2021, 61 (4): 533-546. [In Russian]. doi: 10.31857/S2076673421040106.
Поступила 26 мая 2021 г. / После доработки 8 августа 2021 г. / Принята к печати 4 октября 2021 г.
Ключевые слова: современное потепление, площадь и толщина морского льда Арктики, морской лёд, тёплые эпохи прошлого,
безлёдная Арктика в прошлом и будущем.
За период спутниковых наблюдений (1979-2020 гг.) происходит постоянное уменьшение площади
летних льдов и их толщины со скоростью 13 и 15% за 10 лет соответственно. Отмечается быстрое
сокращение площади льдов старше четырёх лет и увеличение площади однолетних льдов. Анализ
данных о состоянии морских льдов в Арктике за голоцен, за тёплую стадию последнего межледни-
ковья и середину плиоцена показал, что в тёплые эпохи прошлого площадь летних льдов сокраща-
лась до минимальных значений. Эмпирические данные и результаты моделирования показывают,
что в настоящее время запущен механизм замещения многолетних льдов сезонными, что является
естественным состоянием перехода от этапа преобладания сезонных льдов к безлёдной Арктики.
Основной драйвер современного сокращения морских льдов - рост содержания СО2. Если кон-
центрация СО2 в атмосфере будет увеличиваться, то может сработать один из сценариев, имевший
место в прошлом.
533
Морские, речные и озёрные льды
Введение
в последние 40 лет [16]. Вывод о том, что содер
жание углекислого газа - основной драйвер из
Анализ спутниковой информации за послед
менения морского оледенения в Арктическом
ние десятилетия позволяет детально предста
бассейне в настоящее время, был получен и в ра
вить пространственную и временнýю картину
ботах по моделированию климата Арктического
изменения площади и толщины морского льда
бассейна [2, 7, 17].
в Арктическом бассейне [1-4]. Беспрецедент
Задача настоящего исследования - сопоста
но быстрое сокращение площади и толщины
вить данные о современных изменениях пло
морского льда в Арктике свидетельствует о не
щади морских льдов с состоянием оледенения в
сомненной роли повышения температуры воз
Арктике во время относительно близких к наше
духа - следствия усиления «парникового эф
му времени потеплений в прошлом, когда гло
фекта» в результате выбросов углекислого газа
бальная температура превышала современную на
и других парниковых газов. В связи с этим воз
1,0 и 1,5-1,8 °С, что реально может произойти в
никает вопрос о возможном частичном или даже
сравнительно близком будущем. Ситуация, когда
полном исчезновении морских льдов, по край
морской лёд в Арктике из многолетнего превра
ней мере в летнее время, на значительной части
щался в сезонный, неоднократно имела место в
Арктического бассейна в ближайшие десятиле
прошлом, даже при сравнительно небольшом по
тия. Даже при соблюдении Парижского согла
вышении глобальной температуры [9, 11, 12].
шения 2015 г. [5] об ограничении выбросов, что
не позволит повысить глобальную температуру
более чем на 1,5-2,0 °С по сравнению с доинду
Современное потепление и состояние морского
стриальным периодом, максимальное сокраще
льда в Арктическом бассейне
ние площади морского оледенения в Арктике по
данным моделирования может наступить уже к
На рис. 1 приведены данные об изменении
середине настоящего столетия [6, 7].
глобальной температуры и температуры воздуха
Геологическая история морского оледене
в высоких широтах (севернее 60° с.ш.) с 1979 по
ния Арктического бассейна показала, что даже
2020 г., охватывающие период мониторинга пло
при относительно небольшом повышении гло
щади морских льдов с помощью системы спут
бальной температуры на 1,0-1,2 °С в среднем
никовых наблюдений. В качестве индикатора
голоцене и на 1,5-1,8 °С во время максимума
состояния морского оледенения Арктики чаще
потепления последнего межледниковья (мор
всего используются месячные данные о протя
ская изотопная подстадия 5е, около 130 тыс.
жённости ледяного покрова (sea ice extent) или
лет назад) площадь морских льдов и их толщи
площадь морского льда (sea ice area). Данные
на значительно сокращались в летнее время при
доступны на сайте Национального центра дан
одновременном увеличении площади однолет
ных USA по исследованию снега и льда (Nation
них льдов [8-13]. Анализ палеоклиматической
al Snow and Ice Dat Center, NSIDC) [19, 20]. На
информации за последние 65 млн лет позволя
рис. 1, б представлены данные о протяжённости
ет сделать вывод, что снижение концентрации
ледяного покрова в Арктике с 1979 по 2020 г. в
«парниковых» газов и, прежде всего, содержа
конце весенне-летнего сезона (июнь-сентябрь),
ния СО2 в атмосфере было основной причиной
когда площадь морского оледенения достигает
формирования холодных донных вод в океане
минимальных значений. С целью расчёта этого
на границе эоцена/олигоцена (около 38 млн лет
показателя для каждой ячейки Арктического
назад), что в дальнейшем привело к появлению
бассейна размером 25 × 25 км оценивается на
горного, наземного и морского оледенения в вы
личие или отсутствие льда, пороговым значе
соких широтах [13-15].
нием служит сплочённость морского льда 15%
Совместный анализ современных данных об
и более. Ячейки со сплочённостью менее 15%
изменении площади морских льдов в Арктике
считаются чистой водой, при превышении по
и данных о содержании СО2 в атмосфере пока
рога 15%-й сплочённости данная ячейка счита
зал тесную зависимость между ростом концент
ется полностью занятой льдом. Протяжённость
рации СО2 и сокращением площади оледенения
ледяного покрова - удобная характеристика для
534
И.И. Борзенкова и др.
Рис. 1. Глобальная температура, температура воздуха в высоких широтах (севернее 60° с.ш.) и морские льды
Арктического бассейна за последние 40 лет (1979-2020 гг.).
а: 1 - аномалии глобальной температуры воздуха (90° с.ш. - 90° ю.ш.) в отклонениях от температуры за период 1981-
2010 гг.; 2 - аномалии температуры воздуха в широтном поясе 60-90° с.ш. в отклонениях за период 1981-2010 гг.; источ
ник данных [18];
б: 1 - минимальная площадь морского льда (sea ice extent) в сентябре, млн км2; 2 - отклонения значений минимальной
площади льда (в %) от нормы (1981-2010 гг.) за период спутниковых наблюдений с 1979 по 2020 г.; 3 и 4 - линейные
тренды соответственно минимальной площади льда (3) и её отклонения от нормы (4); источник данных [19];
в: 1 - изменение средней толщины льда в Арктическом бассейне в сентябре (м) и 2 - в марте с 1979 по 2020 г.; источник
данных [19, 20]; 3 и 4 - линейные тренды толщины льда в сентябре и в марте соответственно; 5 - изменение толщины
льда с 2009 по 2020 г. по данным CryoSAT-2; источник данных [21]
Fig. 1. Global air temperature, high-latitude air temperature and sea ice extent in the Arctic Basin over the last
40 years (1979-2020).
a: 1 - global air temperature anomalies (90° N - 90° S) relative to the 1981-2010 reference period; 2 - air temperature anomalies
averaged for 60-90°N relative to the 1981-2010 reference period; source: [18];
б: 1 - minimum sea ice extent in September (million square kilometers); 2 - curve shows percentage of minimal sea ice extent de
partures from reference period (1981-2010) from 1979 to 2020; linear trends of the minimal sea ice extent (3) and its departure rela
tive to the period 1981-2020 (4); source: [19];
в: mean sea ice thickness (m) in the Arctic Basin in September (1) and in March (2) from 1979 to 2020 [19, 20]; 3 and 4 - linear
trends for September and March respectively; 5 - sea ice thickness from CryoSAT-2 over the period from 2009 to 2020; source: [21]
535
Морские, речные и озёрные льды
Тренды площади и толщины льда в сентябре [19-21]*
Площадь морского льда
Толщина льда (по данным PIOMAS)
аномалии площади
тренд с 1979 г. отно
аномалии толщины
тренд с 1979 г. отно
Годы
в сентябре,
льда относительно
сительно среднего за
в сентябре,
льда относительно
сительно среднего за
млн км2
среднего за период
период 1981-2010 гг.,
м
среднего за период
период 1981-2010 гг.,
1981-2010 гг., %
%/10 лет
1981-2010 гг., %
%/10 лет
2000
6,25
-2,6
-6,8
1,58
-8,3
-11,1
2001
6,73
5,0
-6,2
1,68
-2,5
-11,0
2002
5,83
-9,1
-7,2
1,64
-4,9
-11,0
2003
6,12
-4,6
-7,4
1,6
-7,2
-11,2
2004
5,98
-6,7
-7,7
1,57
-8,9
-11,3
2005
5,50
-14,2
-8,5
1,49
-13,6
-11,7
2006
5,86
-8,6
-8,6
1,44
-16,5
-12,2
2007
4,27
-33,5
-10,4
1,53
-11,2
-12,1
2008
4,69
-26,9
-11,3
1,38
-19,9
-12,5
2009
5,26
-17,9
-11,5
1,36
-21,1
-12,9
2010
4,87
-24,1
-11,9
1,01
-41,4
-14,2
2011
4,56
-28,9
-12,5
1,02
-40,8
-15,3
2012
3,57
-44,4
-13,6
1,14
-33,9
-15,7
2013
5,21
-18,8
-13,3
1,1
-36,2
-16,1
2014
5,22
-18,6
-13
1,42
-17,6
-15,5
2015
4,62
-28,0
-13,1
1,34
-22,3
-15,1
2016
4,53
-29,4
-13,1
1,11
-35,6
-15,3
2017
4,82
-24,8
-13
1,06
-38,5
-15,5
2018
4,79
-25,4
-12,8
1,11
-35,6
-15,5
2019
4,36
-31,9
-12,8
1,01
-41,4
-15,7
2020
3,93
-38,8
-13,1
1,06
-38,5
-15,7
*Тренды площади льда и толщины льда значимы на 95%-м уровне значимости.
анализа сезонных и межгодовых изменений,
Методы измерения и оценки толщины льда
которая позволяет наиболее адекватно постро
достаточно многообразны. Первыми методами
ить границу распространения льда, особенно во
наблюдений, позволяющими оценить толщину
время таяния льдов, когда использование других
льда, были визуальные наблюдения с морских
индикаторов может привести к недооценке пло
судов и непосредственно с поверхности льда. С
щади оледенения [22].
зарождением и развитием авиации для описания
Как видно из рис. 1, б, повышение темпе
параметров ледяного покрова начали использо
ратуры воздуха в широтной зоне (60-90° с.ш.) в
вать визуальные наблюдения во время авиараз
последние годы составляет около 2 °С по срав
ведок, позднее к ним добавили и инструменталь
нению с нормой (1981-2010 гг.), что практи
ные. Технологии дистанционного зондирования,
чески вдвое превышает изменение глобальной
которые начали применять с середины ХХ в., по
температуры (90° с.ш.-90° ю.ш.). Как видно из
зволили увеличить пространственный охват и
рис. 1, б и таблицы, за весь период спутниковых
число наблюдаемых параметров состояния ле
наблюдений площади летних льдов постоянно
дяного покрова. Большое значение для оцен
уменьшаются, причём скорость их сокращения
ки толщины льда играют данные, полученные в
увеличилась практически вдвое с 2007 г., и в на
ХХ в. с помощью гидролокаторов верхнего об
стоящее время тренд составляет около -13% за
зора, установленных на подводных лодках. С
10 лет. Из данных таблицы видно, что сокра
развитием космических технологий появилась
щение площади морских льдов сопровождается
возможность использовать для мониторинга
уменьшением их толщины.
спутниковую информацию [3].
536
И.И. Борзенкова и др.
Спутниковое дистанционное зондирова
щью системы PIOMAS, даётся в работах [23, 24].
ние позволило расширить знания о простран
Количественные оценки толщины льда в систе
ственном и временнóм изменении толщины льда
ме PIOMAS учитывают характеристики цир
и его возрастном составе. Методы дистанцион
куляции в верхнем слое океана в полярных
ных спутниковых наблюдений развивались в раз
областях Земли, используя при этом данные ре
ных направлениях: использование инфракрасных
анализа NCEP/NCAR. Сравнение данных, по
спутниковых снимков, данных пассивного микро
лученных системой PIOMAS, с материалами
волнового излучения, измерений радиолокацион
дистанционного зондирования, наблюдений с
ных станций с синтезированной апертурой (РСА),
субмарин, аэросъёмок и других натурных на
лазерных высотомеров (альтиметров). В настоя
блюдений, показало хорошее воспроизведение
щее время данные спутникового зондирования
этой системой пространственного распростра
играют главную роль в анализе состояния морско
нения льда разной толщины, а также сезонные и
го льда, при этом данные инструментальных изме
межгодовые изменения толщины льда [25]. Чис
рений in situ с авиационных аппаратов и морских
ленные оценки, полученные в рамках системы
судов обеспечивают необходимую валидацию и
PIOMAS, охватывают площадь севернее 43° с.ш.,
корректировку спутниковых данных [13, 23].
обеспечивая достаточную временнýю протяжён
В апреле 2010 г. Европейским космическим
ность и полноту данных, что важно для клима
агентством (ЕКА) был запущен искусствен
тических моделей, требующих длительных вре
ный спутник Земли CryoSat-2, одна из главных
менных рядов данных. Результаты вычислений
целей которого - измерение толщины морско
объёма и толщины льда в системе PIOMAS были
го льда [19, 21]. Основным инструментом зонда
использованы в качестве инструмента для оцен
служит радиолокационный интерферометриче
ки долгосрочных климатических трендов с по
ский высотомер с синтезированной апертурой
мощью семейства моделей CMIP6 [7].
SIRAL, измеряющий с высокой степенью точ
На рис. 1, в приведены данные об измене
ности превышение морского льда над уровнем
нии толщины льда в Арктике с 1979 по 2020 г.
моря. Толщина льда рассчитывалась по уравне
в марте и сентябре с использованием сведений
нию гидростатического равновесия надводной
системы PIOMAS и данных, полученных спут
части снежно-ледяного покрова и подводной
ником CryoSat-2 за период с 2010 по 2020 г. Как
части льда, учитывающему различия плотностей
видно из рис. 1, в и таблицы, с 2010 г. отмеча
воды, льда и снега.
ется значительное уменьшение толщины льда:
Наблюдения со спутника CryoSat-2 покрыва
отрицательный тренд составляет более 15% за
ют почти всю территорию Северного Ледовитого
10 лет. Отметим, что отрицательный тренд тол
океана, что обусловило широкое использование
щины льда сохраняется за весь период с 1979 по
этих данных в качестве основного источника ин
2020 г. как в сентябре во время минимальной
формации при оценке колебаний толщины и
годовой площади льда, так и в марте, когда ле
объёма арктического льда. Данные исследования
дяной покров Арктики достигает максимума.
с подводных лодок за период с 1958 по 2000 г.,
За 15-летний период спутниковых наблюдений
дополненные спутниковыми наблюдениями с
(ICESat-2 и CS-2) Арктический океан потерял
1999 по 2017 г., показали, что в шести районах
около 2106 км2 [3].
Арктического океана толщина морского льда за
Наряду с данными о толщине льда, важный
последние 60 лет уменьшилась в среднем на 2 м,
показатель состояния ледяного покрова Аркти
или на 66% [13, 19].
ческого бассейна - возраст льда. Для его опре
Кроме непосредственных наблюдений за из
деления используют спутниковые наблюдения
менением толщины льда, была разработана си
и наблюдения за дрейфом льдов. Эти исследо
стема панарктического численного моделиро
вания позволяют получить сведения о возрасте
вания льда и океана - PIOMAS (Pan-Arctic Ice
льда с 1980-х годов. Самые старые льды, возраст
Ocean Modeling and Assimilation System), позво
которых более четырёх лет, - главный компо
ляющая получать непрерывные данные о тол
нент ледяного покрова Арктического бассей
щине и объёме морского оледенения в Арктике.
на, хотя в настоящее время такой лёд состав
Полное описание данных, получаемых с помо
ляет лишь небольшую фракцию пакового льда.
537
Морские, речные и озёрные льды
Если в 1985 г. 33% льдов Арктического бассей
бурения. В работе [27] сделана первая попыт
на составляли старые льды, то в марте 2020 г.
ка получить количественную оценку изменения
на долю старого льда в паковом льде приходи
площади морских льдов в Арктике за последние
лось всего 4,4%. Общая площадь распростра
1500 лет на основе обобщения косвенных дан
нения старых льдов в марте 2010 г. оценивает
ных и прямых измерений. На основе обобщения
ся в 0,34 млн км2 по сравнению с 2,7 млн км2 в
большого объёма косвенной информации авто
1985 г. Однако в марте 2020 г. количество ста
ры сделали вывод о том, что современное сокра
рых льдов даже несколько увеличилось по срав
щение площади льдов в Арктическом бассейне -
нению с 2019 г., когда его площадь оценивалась
беспрецедентное за последние 1450 лет.
всего в 1,2% (или 0,09 млн км2) всей площади
Исследования последних лет были направ
морского оледенения. Площадь ледяного по
лены на разработку количественного индек
крова 3-4-летнего возраста уменьшилась с 6,4%
са, позволяющего оценить изменение площа
в 2019 г. до 3,7% в 2020 г. (NOAA Arctic Repor
ди морского оледенения в прошлом [28-30].
Card, 2020) [1].
Как они показали, некоторые виды диатомо
Как показал анализ эмпирических данных
вых, живущие в морском льду при температурах
о температурном и ледовом режиме, в Арктике
воды, близких к 0 °С, могут быть использованы
за последние 40 лет за счёт современной тёплой
в качестве индикатора наличия или отсутствия
аномалии, когда повышение глобальной тем
морского льда. В результате этих исследова
пературы по сравнению с доиндустриальным
ний был предложен биомаркер IP25 и различные
периодом составило около 0,8±0,2 °С [6], зна
его модификации (PBIP25 и PIIIIP25), основан
чительно изменилось состояние морского оле
ные на наличии в ископаемой морской микро
денения высоких широт Северного полушария.
флоре диатомовых вида Haslea spp. с 25 атомами
Вероятно, и в прошлом, когда повышение гло
углерода. Количественные значения биомарке
бальной температуры было сравнимо с совре
ра IP25 могут изменяться от 0,2 (минимальная
менным или несколько превышало его, площадь
площадь льда или его отсутствие) до 1,0 (полное
морского оледенения сокращалась, а в отдель
покрытие льдом). В настоящее время доступны
ные тёплые периоды в летнее время в шельфо
несколько десятков непрерывных временных
вых морях Арктике мог наблюдаться безлёдный
рядов биомаркера IP25 из разных районов Се
режим [10-12, 15].
верного Ледовитого океана, позволяющие полу
чить определённую пространственную картину
изменения морского оледенения за последние
Морские льды в голоцене (последние12 тыс. лет)
10-12 тыс. лет с временным шагом от первых де
сятилетий до первых столетий.
Сведения о состоянии морских льдов в высо
На рис. 2 приведены данные об изменении
ких широтах Северного полушария за последние
площади морского льда за последние 2000 лет на
тысячелетия носят в основном качественный
основе анализе осадков глубоководного керна
характер, хотя неоднократно предпринимались
MSM5/5-712-1 с временным разрешением около
попытки реконструкции границ распростране
50 лет. Керн взят на континентальном шельфе
ния льдов во время тёплой аномалии средних
Западного Свальбарда в проливе Фрама [31]. В
веков (IX-XIII вв. н.э.) и похолодания «малой
результате биохимического анализа водорослей
ледниковой эпохи» около 1450-1850 гг. Де
и фитопланктона в осадках керна были полу
тальный обзор современных данных о состоя
чены временные ряды биохимических марке
нии морского оледенения за последние 1000 лет
ров (IP25, PIIIIP25, PBIP25) от 47 г. н.э. до 1989 г.
представлен в работе [26]. Реконструкции состо
На рис. 2, а приведена реконструкция темпера
яния морского оледенения в Арктике за послед
туры воздуха внетропической зоны Северного
ние 1000 лет в этой работе основаны на данных
полушария (севернее 30° с.ш.), выполненная на
об изменении видового состава морской микро
основе обобщения дендроклиматической ин
фауны, растительности на островах и в прибреж
формации за последние 2000 лет [32, 33]. Со
ных районах, изменениях в составе глубоковод
вместный анализ этих данных с данными о со
ных осадков, получаемых в результате морского
стоянии морского оледенения позволяет сделать
538
И.И. Борзенкова и др.
Рис. 2. Аномалии температуры воздуха внетропической зоны Северного полушария и площадь морских
льдов за последние 2000 лет.
а: 1 - ежегодные аномалии температуры воздуха внетропической зоны Северного полушария (30-90° с.ш.) в отклонени
ях от современной, °С; 2 - осреднённые 100-летние скользящие аномалии температуры; источник данных [33];
б: биомаркеры площади морского льда IP25, PBIP25 (sea ice extent), полученные по данным глубоководного керна
MSM5/5-712-1 (78°55' с.ш., 6°46' в.д.), взятого у западной континентальной границы архипелага Западный Шпицберген,
пролив Фрама. 1 - IP25; 2 - PBIP25; числовой материал взят из электронного приложения к работе [31];
в: рисунок из работы [27]; площадь морского оледенения Арктики между 1860 и 2000 гг.; 1 - площадь морских льдов (sea
ice extent) в августе по косвенным данным; 2 - площадь льдов в августе, дополненная эмпирическими (спутниковыми)
данными за последние годы и скорректированная авторами [27] с помощью статистических связей; рисунок из элек
тронного приложения к статье [27]
Fig. 2. Air temperature (°C) for the extratropical zone of the Northern Hemisphere and sea ice extent over the last
2000 years.
a: 1 - annual air temperature anomalies (°C) relative to the reference period 1961-1990 averaged over extratropical part of the
Northern Hemisphere (30-90° N) during the last 2000 years; 2 - 100-year running means. Air temperature reconstruction is based
on tree-ring data; source data: [33];
б - sea ice proxy indices of the sea ice extent (IP25 and PBIP25) from marine core MSM5/5-712- (78°55' N, 6°46' E).Continental
margin of the West Svalbard, Frame Strait. 1 - IP25 and 2 - PBIP25; source: data from electronic supplement of [31];
в - figure from [27]; sea ice extent in the Arctic between 1860 and 2000; 1 - curve represents August sea ice extent; 2 - curve shows
improved data of historical August ice extent index derived by statistical interpolation [27]
539
Морские, речные и озёрные льды
вывод о высокой чувствительности площади
по дендроклиматическим данным. По данным
морского льда к сравнительно небольшим коле
работы [34], за последние 700 лет площадь мор
баниям температуры Северного полушария.
ских льдов (sea ice extent) в зимнее время в се
Три периода глобального потепления раз
верных морях изменялась от 800÷1000×103 км2
ной продолжительности (первый - от начала
во время похолодания малой ледниковой эпохи
нашей эры до 200 г. н.э., известный как потепле
до 600×103 км2 и менее в конце потепления сред
ние Романского времени, Roman Warm Period,
них веков, в начале ХХ в. (1920-40 годы) и в
RWP; второй - около 700-800 г. н.э. и третий -
1980-90-х годах.
между Х и ХIII вв. н.э.) характеризовались со
На рис. 3 представлены данные о температу
кращением площади морского оледенения в лет
ре воздуха в высоких широтах и площадь морских
нее время, что нашло отражение в величинах
льдов за голоцен (последние 11 тыс. лет), полу
биохимических показателей. Двум последним
ченные по исследованию глубоководных морских
тёплым интервалам, потеплению между 700 и
кернов с высокой степенью временнóго разреше
800 гг. н.э., которое сильнее всего проявилось в
ния (около 50 лет и менее) из двух районов Арк-
Средиземноморье, и потеплению средних веков
тики (пролив Фрама и Баффинов залив) [35, 37].
(900-1300 гг.) соответствуют самые низкие зна
Температуры воздуха восстановлены на основе
чения биохимических индексов, в отдельные
изотопно-кислородного анализа Гренландского
годы площадь морского льда могла составлять
керна, взятого в рамках международного проекта
20% и менее. Анализ этого рисунка подтверж
GRIP. Реконструкция морских льдов представле
дает вывод, сделанный в работе [27], о том, что
на в виде временных рядов биомаркеров PBIP25 и
современное потепление, начавшееся в 1980-х
PIP25. Как видно из рис. 3, на фоне быстрого по
годах, - беспрецедентное за последние 2000 лет.
вышения температуры на границе позднего дри
Отметим ещё две реконструкции площади
аса и раннего голоцена (около 12,700÷11,600±0,1
морского оледенения, охватывающие последние
календарных лет назад) площадь морских льдов
700-800 лет, выполненные на основе альтерна
быстро сокращалась (значения биомаркеров
тивного подхода. Реконструкция, выполненная
уменьшилось c 0,8-0,9 до 0,4-0,3).
в работе [30], основана на ежегодных данных о
Холодный эпизод раннего голоцена около
площади морских льдов (sea ice extent) в Барен
«8,2 тыс. лет назад» нашёл чёткое отражение в
цевом и Карском морях в летнее время с 1289 по
увеличении площади морского оледенения (ве
1993 г. Реконструкция выполнена на основе кис
личина биомаркера возросла до 0,8), о чём сви
лородно-изотопного анализа ледяных кернов,
детельствуют в том числе и независимые данные
взятых из шести покровных ледников архипела
из разных районов северных широт и высокой
га Свальбард, островов Земли Франца-Иосифа и
Арктики [38]. Относительно низкая степень ле
Северной Земли. Эти данные показали, что если
довитости (биомаркеры в пределах 0,5-0,4) от
в конце потепления средних веков (между 1300 и
мечалась в течение всего среднего голоцена,
1400 гг.) площадь морских льдов составляла около
увеличение площади морского льда началось
5 ×105 км2 и была значительно ниже по сравне
около 4 тыс. лет назад синхронно с похолода
нию с 8÷10 ×105 км2 во время похолодания малой
нием в высоких широтах. В течение последних
ледниковой эпохи, то в 1920-40 годах и в конце
3 тыс. лет биомаркеры не отмечали похолода
1980-х годов прошлого столетия летние льды в
ния в неогляциале. Уменьшение значений био
этих морях составляли всего около 2÷3 ×105 км2.
маркеров PBIP25, PIP25 и HBI III (PIIIIP25) между
Вторая реконструкция охватывает примерно
~ 2,1 и ~ 1,3 тыс. лет назад могло быть связа
тот же период - с 1200 до 1997 г.- и характеризу
но с потеплениями во время Романского пери
ет состояние площади зимних льдов для обшир
ода (RWP) и тёплой аномалии в средние века
ной территории северных морей, от Гренланд
(Medieval Warm Anomaly, MWA), которые отме
ского моря до восточного шельфа Карского [34].
чались на значительной части Северного полу
Реконструкция основана на изотопно-кислород
шария. Такие связи подтверждаются и незави
ном анализе керна, взятого из ледников архи
симой информацией из других районов (район
пелага Свальбард, и данных о температуре воз
Диско в Гренландии, Канадская Арктика и Лаб-
духа на севере Скандинавии, восстановленной
радорское море) [15, 34, 37].
540
И.И. Борзенкова и др.
Рис. 3 Температура воздуха и морские льды Арктики в голоцене (последние 11 тыс. лет).
а: 1 - температура воздуха в высоких широтах по данным Гренландского керна (δ18O) (проект GRIP); источник дан
ных [36]; 2 - холодный эпизод около «8,2 тыс. лет назад»;
б: 1 - реконструкция площади морского оледенения за последние 11 тыс. лет по данным биомаркеров IP25 и PBIP25; мор
ской керн (GeoB19927-3, 73°35' с.ш., 58°05' з.д.) взят у западного побережья Гренландии в Баффиновом заливе; 2 - холод
ный эпизод около «8,2 тыс. лет назад»; 3 - отмечены слои морских осадков, датированные 14С; материалы из статьи [35];
в: 1, 2 - реконструкция площади морского оледенения для поздней весны по данным биомаркеров PBIP25, PDIP25; 3 -
реконструкция площади морского оледенения по данным биомаркера PIIIIP25 на границе ранней весны/поздней зимы;
биомаркеры определены по осадкам из морских кернов, взятых на континентальном шельфе Восточной Гренландии
между 70° и 73° с.ш.; 4 - холодный эпизод около «8,2 тыс. лет назад»; 5 - интервалы голоцена с наименьшей площадью
морских льдов, соответствующие периодам потепления; 6 - интервал раннего голоцена с отсутствием радиоуглеродных
датировок; 7 - чёрными треугольниками отмечены слои осадков, датированные 14С; 8 - зелёными точками отмечены
интервалы с минимальным количеством морского льда; 9 - голубыми точками отмечены интервалы с максимальным
количеством весеннего льда; рисунок из работы [35]
Fig. 3. High-latitude air temperature and sea ice extent during the Holocene (the last 11,000 yr).
a: 1 - high-latitude air temperature record (δ18O) over the last 11,000 years from the GRIP (Greenland Ice Core Project) ice cores;
source [36]; 2 - cool episode about «8.2 ka ago»;
б: 1 - sea ice cover reconstruction over the last 11,000 years from deep-sea marine core sediment core by using biomarkers IP25 and
PBIP25 biomarkers; the core (GeoB19927-3, 73°35' N, 58°05' W) was recovered from Baffin Bay offshore West Greenland; 2 - сool
episode about «8.2 ka ago»; 3 - вlack solid triangles mark the AMS 14C-datings; data are from the supplement to [35];
в: 1, 2- late spring sea ice cover by using biomarkers PBIP25 and PDIP25 and 3 - early spring/winter sea ice cover by biomarker
PIIIIP25. Time series of the biomarkers based on marine deep cores obtained from the continental margins of East Greenland be
tween 70° and 73° N; 4 - сool episode about «8.2 ka ago»; 5 - the warm intervals with minimal sea ice cover; 6 - marks the core
base where the age model is extrapolated only; 7 - black solid triangles mark the AMS 14C-datings; 8 - green dots mark intervals
with minimal sea ice cover; 9 - blue dots mark intervals with maxima spring sea ice cover; figure from [35]
541
Морские, речные и озёрные льды
Данные глубоководного бурения показыва
быть свободны ото льда в конце летнего сезона.
ют, что в наиболее тёплые периоды голоцена
Во время более длительного потепления сред
ситуация напоминала современную, когда со
него голоцена между 8 и 6 тыс. лет назад, когда
кращалась площадь летних льдов при более ста
глобальная температура превышала температуру
бильной площади зимнего оледенения. Самое
конца XIX в. на 1,0±0,2 °С, что практически сов-
значительное сокращение площади летнего
падает с аномалией современной температуры,
оледенения имело место в раннем голоцене -
граница летних морских льдов смещалась к севе
между 10 и 8 тыс. лет назад, когда, по оценкам,
ру, о чём свидетельствует появление лесной рас
сделанным в работе [11], граница льда в Грен
тительности в тундровой зоне и освобождение
ландии отступала в глубь континента на 1000 км.
ото льда части Гренландии [11, 14, 15].
Возможно, что сомкнутый ледяной покров в Се
При более значительном повышении гло
верном Ледовитом океане мог отсутствовать или
бальной температуры на 1,5-1,8 °С по сравне
сильно сокращаться в шельфовых морях Аркти
нию с концом XIX в., которое имело место во
ки в летнее время.
время максимума потепления последнего меж
ледниковья (125-130 тыс. лет назад, изотопная
подстадия 5е в морском разрезе), граница мор
Обсуждение результатов
ского льда даже в зимнее время отступала к се
веру, например в Тихоокеанском секторе при
Сравнительный анализ эмпирических дан
мерно на 800 км [9, 14, 15, 42]. Самые северные
ных о площади и толщине морского льда за по
разрезы, содержащие осадки последнего меж
следние 40-50 лет и в целом за весь голоцен (по
ледниковья, изучены на о. Большой Ляховский,
следние 12 тыс. лет) показал, что единственный
островах Северной Земли, на полуострове Тай
временнóй интервал, когда скорость изменения
мыр и на севере Гренландии [43-45]. Анализ па
температуры могла быть сравнима с современ
леоботанических данных показал, что летние
ной, - это быстрое потепление на границе позд
температуры воздуха во время максимума по
неледниковья и голоцена. Детальная временнáя
тепления 125-130 тыс. лет назад были сравни
шкала климатических событий этого времени
мы с температурами раннего голоцена и пре
датирует границу позднего дриаса/голоцена в
вышали их всего на 1-2 °С. Граница древесной
12,700÷11,600±100 календарных лет назад, а по
растительности продвигалась к северу на 600-
вышение температуры в конце этого периода
700 км [9, 42, 43, 45], температуры воздуха в севе
(около 11,320 календарных лет назад) по изо
ро-восточной Сибири превышали современные
топным данным составило от 5-6 °С до 10±4 °C
на 9 °С. Температура воды в северной Атланти
за промежуток времени от 50 до 100 лет [39, 40].
ке была на 2 °С выше современной. Темпера
Термический максимум раннего голоцена ярче
тура воздуха в центральной части Гренландии
всего проявился в изменении площади ледяного
по данным ледяных кернов превышала темпера
покрова шельфовых морей Северного Ледовито
туру за последние 1000 лет на 8±4 °C [9, 45, 46].
го океана (от Баренцева до Восточно-Сибирско
Основное отличие потепления последнего меж
го) и растительности на островах морей Лапте
ледниковья от потепления раннего голоцена - в
вых и Восточно-Сибирского [41]. В этих районах
его продолжительности. Если потепление в ран
зафиксировано появление древесных форм рас
нем голоцене продолжалось от 100 до 1000 лет,
тительности, а данные глубоководного бурения
то длительность тёплого периода подстадии 5е
в районе Свальбарда показали быстрое сниже
(около125-130 тыс. лет назад) могла быть не
ние биомаркера IP25 от значений, близких к пол
менее пяти тысяч лет [45, 46].
ному оледенению (0,8-0,9), до величин менее
Причина сокращения площади морских
0,2 [12, 15]. Данные биомаркера IP25, получен
льдов и смещения к северу границы древесной
ные по осадкам глубоководного керна из района
растительности в раннем голоцене и во время
Восточной Гренландии, приведены на рис. 3, в.
максимума последнего межледниковья связа
Авторы работы [12] считают, что во время
на с влиянием радиационного фактора, когда
раннеголоценового оптимума температуры шель
приход летней солнечной радиации в результа
фовые моря Северного Ледовитого океана могли
те астрономических факторов (изменения па
542
И.И. Борзенкова и др.
раметров земной орбиты) превышал современ
SSP2-4.5 и SSP5-8.5) к концентрации СО2 в ат
ный уровень в летнее время на 8-10%. Не менее
мосфере. Во всех сценариях свободные ото
важное влияние на повышение весенне-летних
льда в сентябре (площадь морских льдов менее
температур воздуха и таяние льдов оказывает и
1×106 км2) шельфовые моря Арктики могут об
увеличение продолжительности солнечного сия
разоваться даже ранее 2050 г., если антропоген
ния во время полярного дня в высоких широтах.
ная эмиссия СО2 превысит уровень 1000 Gt по
В результате суммирования этих двух факторов
сравнению с уровнем 2019 г. [7].
количество суммарной радиации, достигающее
История образования криосферы в высо
земной поверхности в высоких широтах, могло
ких широтах Северного и Южного полушарий
быть сравнимо с радиацией, получаемой умерен
свидетельствует, что, начиная с позднего мела
ными и даже южными широтами [12]. По расчё
(около 100 млн лет назад), концентрация СО2 в
там, сделанным в работе [12], во время раннего
атмосфере играла ведущую роль в этом процес
лоценового оптимума температуры между 12 и
се [10, 15, 16]. Можно предположить, что быстрое
10 тыс. лет назад, количество солнечной радиа
и резкое снижение концентрации СО2 на грани
ции, поступающей в высокие широты Северного
це эоцен/олигоцен (около 38-37 млн лет назад)
полушария, превышало современный уровень на
от величин, превышающих 1000 ppm в середине
5 Вт/м2. По оценкам моделей климата, радиаци
эоцена, до значений не выше 700-600 ppm в по
онный форсинг при удвоении концентрации СО2
следующие 36 млн лет, было основной причиной
в атмосфере по сравнению с доиндустриальным
снижения температуры воздуха в высоких и уме
уровнем составляет около 3,5 Вт/м2 [47]. Хотя
ренных широтах [14, 15, 48, 52]. В конце этого
порядок величин от влияния этих двух факторов
периода, около 3-3,5 млн лет назад , началось
довольно близкий, влияние солнечной радиации
формирование покровных ледников Восточной
на термический режим зависит также от измене
Антарктиды и Гренландии: сначала в виде гор
ния облачности и альбедо поверхности.
ного оледенения, а позднее (около 3-2 млн лет
В настоящее время предполагают, что причина
назад) появилось постоянное морское оледене
быстрого сокращения площади и толщины мор
ние в высоких широтах обоих полушарий [15, 16].
ского льда в Арктике - увеличение концентрации
Полного аналога климата в прошлом, соот
СО2 и других парниковых газов [2, 7, 8, 16]. Так, в
ветствующего современному уровню концент
начале 2020 г. концентрация СО2 уже превысила
рации СО2 в атмосфере, не существует. Самый
400 ppm и составляет около 412-418 ppm [48].
близкий по содержанию СО2 временнóй ин
Глобальные климатические модели семей
тервал - потепление среднего плиоцена между
ства CMIP (фазы 3 и 5) при задании разных
3-4 млн лет назад, когда содержание СО2 в
сценариев внешнего (например, концентра
атмосфере составляло около 450-500 ppm. Ре
ции СО2) и естественного воздействия воспро
конструкции климата для этого периода оце
изводят отрицательные тренды площади мор
нивают величину глобальной температуры на
ского оледенения и освобождение шельфовых
(3,0÷3,5)±0,5 °С выше по сравнению с концом
морей Арктики ото льда в конце тёплого сезона
XIX в. [15]. Летние температуры воздуха в высо
к концу XXI в. [49, 50]. Сравнение результатов,
ких широтах Северного полушария превышали
полученных в ансамбле климатических моде
современные на 8-10 °С, морские льды в шель
лей CMIP3 и CMIP5, показало, что при значи
фовых морях Арктики отсутствовали полностью
тельном разбросе данных режим свободной ото
в летнее время, в зимнее время ледяной покров
льда Арктики в летнее время в ансамбле моделей
занимал минимальную площадь, преимуще
CMIP5 наступает раньше по сравнению с моде
ственно в центральной части Арктики [14, 15, 51].
лями CMIP3, хотя разброс данных остаётся зна
Если предположить, что, несмотря на ограни
чительным [51]. Некоторые из моделей показы
чительные меры Парижского соглашения, рост
вают освобождение ото льда уже к 2060 г. и даже
СО2 в атмосфере продолжится в последующие
ранее. Результаты моделирования шестой фазы
20-30 лет и концентрация СО2 достигнет нижне
семейства моделей CMIP показали более высо
го предела, характерного для потепления средне
кую чувствительность моделей для всех вариан
го плиоцена, то площадь морского оледенения
тов внешнего воздействия (SSP1-1.9, SSP1-2.6,
может сократиться до минимальных значений.
543
Морские, речные и озёрные льды
Заключение
лоцене в процессе выхода климатической си
стемы из состояния оледенения. В результате
Анализ эмпирических данных о состоянии
быстрого таяния покровных ледников и сокра
морских льдов Арктики за последние 12 тыс. лет
щения площади морского оледенения огром
показал, что криосфера Земли, включающая в
ные массы пресной воды поступали в океан, что
себя и морской лёд, представляет собой наибо
привело к изменению скорости формирования
лее чувствительную часть глобальной климати
глубинных вод в высоких широтах Северной Ат
ческой системы к изменению внешних факто
лантики и вызвало ослабление Гольфстрима.
ров. Устойчивый тренд сокращения площади и
Следствие этих процессов - серия быстрых по
толщины морского льда в Арктическом бассейне
холоданий между 13 и 9 тыс. лет назад, наиболее
в течение последних десятилетий в определён
сильно выраженных в континентальных районах
ной степени подтверждает это заключение. Бы
Европы и Северной Америки [38].
строе сокращение площади старых льдов при од
В настоящее время первые признаки тако
новременном увеличении площади однолетних
го процесса уже обнаружены в поведении Голь
льдов показывает, что в настоящее время меха
фстрима, что связано с распреснением верх
низм замещения многолетних льдов сезонными
него слоя океана в северной части Атлантики
уже запущен. Это - естественное состояние пе
из-за увеличения осадков в высоких широтах и
рехода от этапа преобладания сезонных льдов к
с опреснением верхнего слоя океана при таянии
безлёдной Арктике.
ледников Гренландии и морских льдов в Аркти
Расчёты, выполненные по климатическим
ке [53, 54]. В работе [54] впервые сделана попыт
моделям, показали, что в настоящее время кон
ка реконструкции интенсивности меридиональ
центрация СО2 в атмосфере - основной драй
ной циркуляции в Северной Атлантике (AMOC,
вер сокращения площади морского оледенения
Atlantic Meridional Overturning Circulation) c
в Арктическом бассейне. По оценкам Д. Нотца,
400 г. н.э. до 2000 г. Реконструкция сделана на
арктический лёд теряет около 3±0,3 м2 при по
основе синтеза изотопных измерений (δ18O и
ступлении в атмосферу каждой тонны СО2 [4].
δ15N бентосной и планктонной микрофауны из
Вопрос о том, насколько должна повыситься
глубоководных осадков), а также данных о тем
температура воздуха в высоких широтах, чтобы
пературе глубинных и поверхностных вод с при
процесс таяния морского льда стал необрати
влечением данных континентальных разрезов и
мым, - ключевой в свете современных измене
ледяных кернов из покровных ледников Грен
ний климата. Такие оценки были сделаны уже
ландии. Анализ этих материалов показал, что
сравнительно давно, ещё в начале 1960-х годов,
первые признаки ослабления AMOC были отме
когда для этих целей использовались достаточно
чены ещё в XIX в., затем последовала следующая
простые теплобалансовые расчёты [52]. По мне
фаза ослабления с середины XX в., которая про
нию Дж. Скринна [8], если даже все страны ис
должается до настоящего времени, с усилением
полнят обязательства по Парижскому соглаше
в последние десятилетия. Как показали оценки,
нию 2015 г., то Арктика может освободиться ото
сделанные в работе [38], последствием таких из
льда в летнее время, когда глобальная температу
менений в интенсивности AMOC в начале ран
ра превысит уровень конца XIX в. на 1,5 °С. Такая
него голоцена стало ослабление Гольфстрима
ситуация имела место в прошлом во время мак
и похолодание в течение 160-200 лет, наиболее
симума потепления последнего межледниковья
отчётливо проявившееся в прибрежных регио
(около 125 тыс. лет назад) и в среднем плиоцене.
нах Северной Европы.
В результате дальнейшего сокращения пло
Палеоклиматические реконструкции для
щади покровного оледенения Гренландии и ча
тёплых межледниковий плейстоцена, раннего и
стичного таяния морских льдов дополнительные
среднего голоцена, когда глобальная температура
объёмы пресной воды будут поступать в Север
превышала современную на 1,0-1,5 °С, показали,
ную Атлантику, что может привести к наруше
что площадь морского оледенения сокращалась
нию циркуляции поверхностных и глубинных
и постоянный морской лёд превращался в сезон
вод. Подобная ситуация неоднократно имела
ный [12, 15, 47]. Относительно небольшие изме
место в конце позднеледниковья и в раннем го
нения приходящей солнечной радиации в весен
544
И.И. Борзенкова и др.
не-летнее время выступали в роли триггера для
более и можно ожидать существенных изменений
начала таяния. В настоящее время эмиссия СО2
в ледовом режиме Арктического бассейна, имев
может выступать в роли триггера для начала про
ших место во время потеплений в прошлом.
цесса таяния морских льдов в Арктике.
Анализ современных и палеоклиматических
Благодарности. Работа была выполнена при фи
данных показывает, что механизм замещения
нансовой поддержке гранта РФФИ № 18-05-
многолетних льдов сезонными в настоящее время
60005 «Экосистемы и природопользование в ар
уже запущен. Это - естественное состояние пе
ктических регионах России в контексте стратегий
рехода от этапа преобладания сезонных льдов к
адаптации к изменению климата и устойчивого
безлёдной Арктике. Если предположить, что, не
развития».
смотря на принимаемые меры по ограничению
Acknowledgements. This study was supported by Rus
выбросов СО2, рост концентрации углекислого
sian Foundation For Basic Research, grant № 18-05-
газа и других «парниковых» газов будет продол
60005 «Ecosystems and ecosystem services in the
жаться, то радиационный форсинг приведёт к
Russian Arctic regions in the context of climate ad
повышению глобальной температуры на 1,5 °С и
aptation strategies and sustainable development».
References
org/10.1007/978-3-030-21301.
14. Borzenkova I.I. Izmenenie klimata v kainozoe.
noaa.gov/Report.
Climate change in the Cenozoic. St. Petersburg:
2. Overland J., Dunle E., Box J.E., Corell R., Forsius M.,
Hydrometeoizdat, 1992: 246 p. [In Russian].
Kattsov V., Olsen M.S., Pawlak J., Reiersen L.-O.,
15. Borzenkova I.I. Glaciation history of the Arctic basin:
Wang M. The urgency of Arctic change. Polar Science.
a look from the past to assess possible changes in the
2019, 21: 6-13.
future. Led I Sneg. Ice and Snow. 2016, 56 (2): 221-
3. Kwok R. Arctic sea ice thickness, volume, and multiyear
234. [In Russian].
ice coverage: Losses and coupled variability (1958-
16. Johannessen O.M. Decreasing arctic sea ice mirrors
2018). Environment Research Letters. 2018, 13:
increasing CO2 on decadal time scale. Atmospheric
105005. doi.org/10.1088/1748-9326/aae3ec.
and Oceanic Science Letters. 2008, 1: 51-56.
4. Stroeve J., Notz D. Changing state of Arctic sea ice
17. Stroeve J., Notz D. Changing state of Arctic sea ice
across all seasons. Environment Research Letters.
across all seasons. Environ. Research Letter. 2018, 13:
2018, 13: 103001.
5. UNFCCC2015 Adoption of the Paris Agreement
surface-temperature/v5/access/timeseries. NOAA/
resource/docs/2015/cop21/eng/l09r01.pdf
NCEI NOAA Global Temperature v5 (Data of
6. IPCC, 2018. Special Report on Global Warming of
rotation 20.10.2020).
7. Notz D. SIMIP Community. Arctic sea ice in CMIP6.
Snow and Ice Data Center (Data of rotation 13.10.2020).
Geophys. Resеarch Letter. 2020, 47: e2019GL086749.
data/v2.1. PIOMAS (Data of rotation 27.10.2020).
8. Screen J.A. Arctic sea ice at 1.5 and 2 °C. Nature.
Climate Change. 2018, 8: 360-369.
CryoSAT-2 (Data of rotation 27.10.2020).
9. Stein R., Fahl K., Gierz P., Niessen F., Lohmann G. Arctic
22. Fetterer F., Knowles K., Meier W.N., Savoie M.,
Ocean sea ice cover during the penultimate glacial and the
Windnage A.K. Updated daily. Sea Ice Index,
last interglacial. Nature Communications. 2017, 8: 373.
Version 3. Boulder, Colorado USA, 2017.NSIDC:
10. Jakobsson M., Long A., Ingólfsson Ó., Kjær K.H.,
Spielhagen R.F. New insights on Arctic quaternary climate
org/10.7265/N5K072F8.
variability from paleo-records and numerical modelling.
23. Laxon S.W., Giles K.A., Ridout A.L., Wingham D.J.,
Quaternary Science Reviews. 2010, 29: 3349-3358.
Willatt R., Cullen R., Kwok R., Schweiger A., Zhang J.,
11. Funder S., Goosse H., Jepsen H., Kaas E., Kjær K.H.,
Haas C., Hendricks S., Krishfield R., Kurtz N.,
Korsgaard N.J., Larsen N.K., Linderson H., Lyså A.,
Farrell S., Davidson M. CryoSat-2 estimates of Arctic
Möller P., Olsen J., Willerslev E.A. 10,000-year record
sea ice thickness and volume. Geophys. Research
of Arctic Ocean sea-ice variability-view from the
Letter. 2013, 40: 732-737. doi:10.1002/grl.50193.
24. Zhang J., Hibler W.D., Steele M., Rothrock D.A.
org/10.1126/science.1202760. 747-750.
Arctic ice-ocean modeling with and without climate
12. Stranne C., Jakobsson M., Björk G. Arctic Ocean
restoring. Journ. of Physical Oceanography. 1998, 28:
perennial sea ice breakdown during the Early
Holocene insolation maximum. Quaternary Science
25. Zachary L., Gudrun M., Hal S. Variability of Arctic
Reviews. 2014, 92: 123-132.
sea ice thickness using PIOMAS and the CESM large
13. Sea Ice in the Arctic. Past, Present and Future.
ensemble. Journ. of Climate. 2018, 31: 3233-3247.
2020. Eds.: O.M. Johannessen et al. Springer
doi: 10.1175/JCLI-D-17-0436.1.
545
Морские, речные и озёрные льды
26. Bobylev L.P., Miles M.W. Sea ice in the Arctic
diffusion constants. Quaternary Science Reviews.
paleoenvironments. Sea ice in the Arctic. Past, Present
2005, 4: 513-519.
and Future. Eds.: O.H. Jokannessen et al. Springer
41. Paleoklimat polyarnyh oblastej Zemli v golocene.
Polar Sciences, Springer Nature Switzerland AG,
Paleoclimate of the polar regions of the Earth in the
Holocene. Eds.: D.Y. Bol'shiyanov, S.R. Verkulich St.
27. Kinnard C., Zdanowicz C.M., Fisher D.A., Isaksson E.,
Petersburg: AARI, 2019: 204 p. [In Russian].
de Vernal A., Thompson L.G. Reconstructed changes in
42. Brigham-Grette J., Hopkins D., Ivanov V., Basilyan A.,
Arctic sea ice over the past 1,450 years. Nature. 2011,
Benson S., Heiser P., Pushkar V. Last interglacial (isotope
479: 509-512. doi: 10.1038/nature10581.
stage 5) glacial and sea-level history of coastal Chukotka
28. Belt S.T.,Smik L., Köseoğlu D., Knies J., Husumd K.
Peninsula and St. Lawrence Island, western Beringia.
A novel biomarker-based proxy for the spring
Quaternary Science Reviews. 2001, 20: 419-436.
phytoplankton bloom in Arctic and sub-arctic
43. Kienast F., Wetterich S., Kuzmina S., Schirrmeister L.,
settings - HBI T25. Earth and Planetary Science
Andreev A.A., Tarasov P., Nazarova L., Kossler A.,
Letters. 2019, 523: 115703.
Frolova L.,Kunitsky V.V. Paleontological records
29. Vare L.L., Massé G., Belt S.T. A biomarker-based
indicate the occurrence of open woodlands in a
reconstruction of sea ice conditions for the Barents Sea
dry inland climate at the present-day Arctic coast
in recent centuries. Holocene. 2010, 20: 637-643.
in western Beringia during the Last Interglacial.
30. Zhang Q., Xiao C., Ding M., Dou T. Reconstruction
Quaternary Science Reviews. 2011, 30: 2134-2159.
of autumn sea ice extent changes since AD1289 in
44. Möller P., Alexanderson H., Funder S., Hjort C.
the Barents-Kara Sea, Arctic. Science China Earth
The Taimyr Peninsula and the Severnaya Zemlya
Sciences. 2018, 61: 1279-1291.
archipelago, Arctic Russia: a synthesis of glacial
31. Cabedo-Sanz P., Belt S.T. Seasonal sea ice variability
history and paleo-environmental change during the
in eastern Fram Strait over the last 2000 years. Arktos.
Last Glacial cycle (MIS 5e-2). Quaternary Science
2016, 2 (22). doi: 10.1007/s41063-016-0023-2.
Reviews. 2015, 107: 149-181.
32. Moberg A., Sonechkin D.M., Holmgren K.,
45. McFarlin J.M., Axford Y., Osburn M.R., Kelly M.A.,
Datsenko N.M., Karlen W. Northern Hemisphere
Osterberg E.C., Farnsworth L.B. Pronounced summer
annual temperatures from low- and high-resolution
warming in northwest Greenland during the Holocene
proxy data over the last 2000 years. Nature. 2005, 433
and Last Interglacial. Proc. of the National Academy
(7026): 613-617.
of Sciences. 2018: 1720420115. doi: 10.1073/pnas.
46. NEEM Community Members. Eemian interglacial
34. Macias Fauria M., Grinsted A., Helama S., Moore, J.,
reconstructed from a Greenland folded ice core.
Timonen M., Martma T., Isaksson E., Eronen M.
Nature. 2013, 493: 489-494.
Unprecedented low twentieth century winter sea ice
47. Berger M., Brandefelt J., Nilsson J. The sensitivity
extent in the Western Nordic seas since a.D. 1200.
of the Arctic sea ice to orbitally induced insolation
Climate Dynamics. 2009, 34: 781-795.
changes: a study of the mid-Holocene Paleoclimate
35. Saini J., Stein R., Fahl K., Weiser J., Hebbeln D.,
Modelling Intercomparison Project 2 and
3
Hillaire-Marcel C., de Vernal A. Holocene variability
simulations. Climate of the Past. 2013, 9: 969-982.
in sea ice and primary productivity in the northeastern
48. Cui Y., Brian A., Schubert B.A., Hope Jahren A.H. A
23 m.y. record of low atmospheric CO2. Geology. 2020,
s41063-020-00075-y.
36. ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/greenland/su.
49. Meleshko V.P., Pavlova N., Bobylev L., Golubkin P.
37. Műller J., Wagner A., Fahl K., Stein R., Prange M.,
Current and projected sea ice in the Arctic in the
Lohmann G. Towards quantitative sea ice reconstructions
twenty-first century. Sea Ice in the Arctic. Past,
in the northern North Atlantic: a combined biomarker
Present and Future. Eds.: O.M. Johannessen et al.
and numerical modelling approach. Earth Planet Sci.
Springer Nature Switzerland AG, 2020: 399-464.
Letter. 2011, 306: 137-148.
50. Semenov V.A., Martin T., Berens L.K., Latif M.,
38. Borzenkova I.I., Borisova O.K., Zhiltsova E.L.,
Astaf'eva E.S. Changes in the area of Arctic sea ice in the
Sapelko T.V. Cold Episode 8,200 Years Ago in
ensembles of climate models CMIP3 and CMIP5. Led I
Northern Europe: An Analysis of Empirical Evidence
Sneg. Ice and Snow. 2017, 57 (1): 77-107. [In Russian].
and Possible Causes. Led I Sneg. Ice and Snow. 2017,
51. de Nooijer W., Zhang Q., Li Q., Zhang Q., Li X.,
57 (1): 117-132. [In Russian].
Zhang Z., Guo C., Nisancioglu K.H., et al. Evaluation of
39. Rasmussen S.O., Bigler M., Blockley S.P., Blunier T.,
Arctic warming in mid-Pliocene climate simulations.
Buchardt S.L., Clausen H.B., Cvijanovic I., Dahl-
Jensen D., Johnsen S.J., Fischer H., Seierstad I.K.,
org/10.5194/cp-16-2325-2020.
Steffensen J.P., Anders M., Svensson A.M., Vallelonga P.,
52. Budyko M.I. Evolyutsiya biosfery. Evolution of the
Vinther B.M., Walker M.J.C., Wheatley J.J., Winstrup M.
biosphere. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1984: 487 p.
A stratigraphic framework for abrupt climatic
[In Russian].
changes during the Last Glacial period based on three
53. Sévellec F., FedorovA.V., Liu W. Arctic sea-ice
synchronized Greenland ice-core records: refining
decline weakens the Atlantic Meridional Overturning
and extending the INTIMATE event stratigraphy.
Circulation. Nature Climate Change. 2017, 7: 604-610.
Quaternary Science Reviews. 2014, 106: 14-28.
54. Caesar L., McCarthy G.D., Thornalley D.J.R., Cahill N.,
40. Grachev A.M., Severinghaus J.P. A revised +10±4°C
Rahmstorf S. Current Atlantic Meridional Overturning
magnitude of the abrupt change in Greenland
Circulation weakest in last millennium. Nature
temperature at the Younger Dryas termination using
published GISP2 gas isotope data and air thermal
naturegeoscience.
546
