Климат и его изменения: математическая теория и численное моделирование

В работе представлена модель климатической системы, построенная на основе объединения моделей общей циркуляции атмосферы и океана без использования процедуры коррекции турбулентных потоков тепла на поверхности океана. Описан метод вычисления оператора отклика климатических моделей и реальной климатической системы на малые внешние воздействия. Метод основан на применении диссипационно-флуктуационных соотношений для систем с большим числом положительных показателей Ляпунова. Для иллюстрации эффективности предложенного подхода приведены результаты построения приближенного оператора отклика модели общей циркуляции атмосферы. Приведены некоторые результаты сравнения характеристик современного климата, полученных в ходе экспериментов с совместной моделью, с аналогичными данными по сообществу моделей, участвующих в проекте SMIP. Проанализирован отклик совместной модели атмосферы и океана на увеличение атмосферной концентрации $\rm{CO}_2$. Установлено, что максимальное потепление происходит в центре Евразии и достигает там 2–3.5 К. В холодную половину года это потепление выражено сильнее (3–5 К), чем в теплую половину (1–1.5 К). Приблизительно третья часть величины потепления в холодное полугодие в Евразии (1–2 К) объясняется изменением динамики атмосферы, а именно увеличением индекса арктической осцилляции.