Russian national report

224
A. I. Danilov, V. E. Lagun, A. V. Klepikov
Modern methods of standard upper-air network station measurements data 
analysis, quality control, proceeding and interpretation are summarized in [22]. 
The impact of observed and projected changes in meteorological conditions and 
in the Arctic permafrost layer and the emission of greenhouse gases has been 
studied in the series of articles [23–38].
Possible Northern Hemisphere land permafrost dynamics due to current climate 
changes in the 21
st
 century are estimated using the IAP RAS global climate model 
under the different RCP scenarios [24]. According to model calculations [24] the 
annual mean northern land temperature during the 21
st
 century amounts to 1,2–
5,3 °C depending on the RCP scenario and permanent surface permafrost in the late 
21
st
 century persists in several high-latitude parts Siberia and North America.
Based on experimental dataset [31] the total contribution of Western Siberia 
tundra  lakes  methane  emission  into  atmospheric  budget  is  estimated  as  20 
KtCH4/year. The high spatial and inter-annual variability of the surface methane 
concentration in the atmosphere over Northern Eurasia area is demonstrated in 
[32] based on regular station multi-year measurement results. Methane emission 
over the East Siberian Arctic Shelf under the changing sub-sea permafrost con‑
ditions based on detailed ground hydrothermal regime model is estimated in [33].
Projected degradation of subsea permafrost over Russian Arctic shelf impact 
to methane release from the Late Pleistocene to present time at the West Yamal 
area shelf is modeled in [34]. Possible release of methane from the seabed mech‑
anism in a present Arctic warming conditions is described. Field high-resolution 
seismic measurements of subsea permafrost distribution in the South Kara Sea 
are demonstrated that that local permafrost has degraded more significantly than 
previously thought [35].
Relationships between summer vegetation phenology parameters for Arctic 
tundra coastal zone and spring the peculiarity of atmospheric circulation and sea 
ice distribution are investigated in [36] using satellite data, reanalysis and mod‑
el statistical modeling results.
Current permafrost degradation dynamics on Svalbard are estimated in [37] 
based on multi-year meteorological observation, snow and moss distribution and 
thermodynamic modelling information.
The review of Russian field and model Arctic atmosphere methane studies, 
including relevant surface methane concentration measurements at the Russian 
Arctic sites and regional modeling results are presented in [38]. The estimations 
of both methane emission from the Russian territory and climatic effect of atmos‑
pheric methane content are also discussed in [38]. Modern permafrost stability 
level assessment taking into account current climate change is presented in [39].
Considerable attention during the reporting period was paid to the analysis 
of the of synoptic climatology parameters as important indicators of the current 
meteorological conditions, such as climatic variability [40–45].

---

225
Polar Meteorology
Handbook [40] presents information about Arctic atmosphere unique natural 
event: a polar mesoscale cyclone (PMC) or polar low. Polar mesocyclones now 
attract a lot of attention of many scientists. An interest to PMCs is due to neces‑
sity of possible origin strong storm and very strong storm weather events fore‑
casting and their impact on economic objects infrastructure and sea transport 
tools. This information is useful to support the hydrometeorological service and 
to increase the quality of forecasting over Arctic sea area of water where mesos‑
cale cyclogenesis processes develop which is necessity for regional Roshydrom‑
et branches and oil and natural gas production companies working on Arctic 
shelf. Polar mesocyclonic vortex weather conditions, duration and drift speed 
data are presented in this Handbook. Possible polar mesocyclone genesis mech‑
anisms and their annual course and interannual variations peculiarities are de‑
scribed. Possibility of mesoscale cyclone projection estimation and brief descrip‑
tion of 20 typical mesoscale cyclogenesis events are collected. The Handbook 
Annex contents regional PMCs catalogue-calendar with mesoscale cloudy eddies 
geographical coordinates, size and shape indication for 1981–2006 [40].
The high latitudes atmospheric circulation many‑year dynamic study been 
carried out using a multiscale (global and regional) atmospheric modeling system 
with horizontal resolutions of 200, 50 and 25 km [41]. The analysis of polar 
mesocyclones winter season activity has been investigated in [41] depending on 
the spatial resolution of the model system and compared with that in the reanal‑
yses and satellite-derived analyses [40].
Numerical estimates of the sensitivity of the Northern Hemisphere cyclones 
number and size to the surface temperature changes are investigated due to mul‑
tiyear NCEP/NCAR reanalysis data and are compared with model of synoptic 
eddies activities (MMPKh model) results [42]. According to the reanalysis data 
number of extratropical cyclones and the density of their packing in extratropical 
latitudes characterized by decrease during the surface temperature increases pe‑
riod. Important variations in annual mean values in the number and size of 
mid-latitude cyclones are connected with the troposphere vertical temperature 
gradient: an increase the vertical temperature gradient in the troposphere corre‑
sponds decreases the cyclone size [42].
Arctic region cyclonic climatology parameters (frequency, size, intensity) and 
their changes have been analyzed with the use of the HIRHAM regional climate 
model simulations with SRES-A1B anthropogenic scenario for the twenty first cen‑
tury a warmer climate for different seasonal conditions and compared from ERA-40 
reanalysis data in [43]. According to the HIRHAM simulations, the frequency of 
cyclones is increasing in warm seasons and decreasing in cold seasons for a warm‑
er climate era in the twenty first century, but these changes are statistically insignif‑
icant [43]. Some increase in the small cyclones number was detected in cold seasons 
on the contrary to cold seasons, while its frequency decreases in warm seasons [43].

---