COMPREHENSIVE RECONSTRUCTION OF THE TEMPERATURE OF THE RUSSIAN ARCTIC OVER THE LAST TWO MILLENIA

Quantitative reconstruction of the average annual temperature in the North-East Europe over the past two millennia is presented.  The reconstruction is based on indirect climatic data - dendrochronological, palynological and historic information.  The reconstruction is intended specially for construction of relative chronology of climatic and historical events in the region.  Five variants of the reconstruction depending on different calibration and verification procedures were studied.  Comparison of reconstruction of decade values of average annual temperatures in the North-East Europe with regional and hemisphere values shows that major climatic events were manifested both across the Northern hemisphere, and within its separate regions.  At the same time the less significant climatic changes at the regional level may be substantially different to the overall climatic picture in the hemisphere.  Across the pre-industrial period the average annual temperatures in years 981-990 were in average 1°С higher and minimal temperatures in 1811—1820 were in average 1.3°С  lower, than in average in 1951-1980.  The reconstructed chronology shows much higher amplitude of variability compared to hemisphere and panarctic reconstructions. 

1. Климанов В. А., Хотинский Н. А., Благовещенская Н. В. Колебания климата за исторический период в центре Русской равнины // Изв. РАН. Сер. географ. — 1995. — № 1. — С. 89—96.
2. Клименко В. В. О главных климатических ритмах голоцена // Доклады РАН. — 1997. — Т. 357, № 3. — С. 399—402.
3. Клименко В. В. Комплексная реконструкция климата российской Арктики в XV—XX вв. // Вестн. МГУ. Сер 5. География. — 2007. — № 6. — С. 16—24.
4. Клименко В. В. Климат: непрочитанная глава истории. — М.: Изд. дом МЭИ, 2009.
5. Клименко В. В. Почему замедляется глобальное потепление? // Доклады РАН. — 2011. — Т. 440, № 4. — С. 536—539.
6. Клименко В. В., Мацковский В. В., Пахомова Л. Ю. Колебания климата высоких широт и освоение Северо-Восточной Европы в Средние века // История и современность. — 2012. — № 2. — С. 130—163.
7. Клименко В. В., Микушина О. В. История и прогноз изменений климата в бассейне Карского и Баренцева морей // Геоэкология. — 2005. — № 1. — С. 43—49.
8. Клименко В. В., Слепцов А. М. Комплек-сная реконструкция климата Восточной Европы за последние 2000 лет // Изв. РГО. — 2003. — Вып. 6. — С. 45—53.
9. Окладников А. П. Русские полярные мореходы XVII века у берегов Таймыра. — М.: Мор. транспорт, 1957.
10. Слепцов А. М. Разработка методов анализа и обобщения палеоклиматических данных (история климата Восточной Европы в последние два тысячелетия): Дис.... канд. техн. наук. — М.: МЭИ, 2002. — 189 с.
11. Aimers J., Hodell D. Societal collapse: Drought and the Maya. // Nature. — 2011. — Vol. 479, № 7371. — P. 44—45.
12. Andreev A. A., Klimanov V. A. Quantitative Holocene climatic reconstruction from Arctic Russia // J. Paleolimnol. — 2000. — Vol. 24, № 1. — P. 81—91.
13. Bekryaev R. V., Polyakov I. V., Alexeev V. A. Role of polar amplification in long-term surface air temperature variations and modern Arctic warming // J. Climate. — 2010. — Vol. 23, № 14. — P. 3888—3906.
14. Briffa K. R., Melvin T. M. A closer look at Regional Curve Standardization of tree-ring records: justification of the need, a warning of some pitfalls, and suggested improvements of its application // Dendroclimatology: Progress and prospects / M. K. Hughes, H. F. Diaz, T. W. Swetnam (eds.). — Berlin: Springer-Verl., 2010. — P. 9—41.
15. Bunn A. G., Sharac T. J., Graumlich L. J. A simulation model to compare methods of tree-ring detrending and to investigate the detectability of low-frequency signals // Tree-Ring Res. — 2004. — Vol. 60, № 2. — P.  77—90.
16. Büntgen U., Tegel W., Nicolussi K. et al. 2500 years of European climate variability and human susceptibility // Science. — 2011. — Vol. 331, № 6017. — P. 578—582.
17. Cook E. R., D’Arrigo R. D., Mann M. E. A well-verified, multiproxy reconstruction of the winter North Atlantic Oscillation Index since A.D. 1400 // J. of Climate. — 2002. — Vol. 15, № 13. — P. 1754—1764.
18. Crespin E., Goosse H., Fichefet T., Mann M. E. The 15th century Arctic warming in coupled model simulations with data assimilation // Climates of the Past. — 2009. — Vol. 5, № 3. — P. 389—401.
19. Cullen H.M., de Menocal P. B., Hemming S. et al. Climate change and the collapse of the Akkadian empire: Evidence from the deep sea // Geology. — 2000. — Vol. 28, № 4. — P. 379—382.
20. Delworth T. L., Mann M. E. Observed and simulated multidecadal variability in the Northern Hemisphere // Climate Dynamics. — 2000. — Vol. 16, № 9. — P. 661—676.
21. Dovgalyuk V. V., Klimenko V. V. On long-term variations in the intensity of El Nino occurrences // Geophysical Research Letters. — 1996. — Vol. 23, № 25. — P. 3771—3774.
22. Esper J., Cook E. R., Schweingruber F. H. Low-frequency signals in long tree-ring chronologies for reconstructing past temperature variability // Science. — 2002. — Vol. 295, № 5563. — P. 2250—2253.
23. Fang J.-Q., Liu G. Relationship between climatic change and the nomadic southward migration in eastern Asia during historical times // Climatic Change. — 1992. — Vol. 22, № 2. — P. 151—169.
24. Fyodorov M. V., Klimenko V. V., Dovgalyuk V. V. Sunspot minima dates: A secular forecast // Solar Physics. — 1996. — Vol. 165, № 1. — P. 193—199.
25. Gurskaya M., Hallinger M., Singh J. et al. Temperature reconstruction in the Ob River valley based on ring widths of three coniferous tree species // Dendrochronologia. — 2012. — Vol. 30, № 4. — P. 302—309.
26. Hantemirov R. M., Shiyatov S. G. A continuous multimillennial ring-width chronology in Yamal, northwestern Siberia // Holocene. — 2002. — Vol. 12, № 6. — P. 717—726.
27. Hodell D. A., Curtis J. H., Brenner M. Possible role of climate in the collapse of Classic Maya civilization // Nature. — 1995. — Vol. 375, № 6530. — P. 391—394.
28. Hurrell J. W. Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation: Regional Temperatures and Precipitation // Science. — 1995. — Vol. 269, № 5224. — P. 676—679.
29. Jones P. D., Briffa K. R., Osborn T. J. et al. High-resolution palaeoclimatology of the last millennium: a review of current status and future prospects // Holocene. — 2009. — Vol. 19, № 1. — P. 3—49.
30. Kaufman D. S., Schneider D. P., McKay N. P. et al. Recent Warming Reverses Long-Term Arctic Cooling // Science. — 2009. — Vol. 325, № 5945. — P. 1236—1239.
31. Klimenko V. V. A Composite Reconstruction of the Russian Arctic Climate Back to A.D. 1435. — Chap. 3 // The Polish Climate in the European Context: An Historical Overview / Eds. R. Przybylak, J. Majorowicz, R. Brázdil, M. Kejna. — Berlin: Springer, 2010. — P. 295—326.
32. Klingbjer P., Moberg A. A composite monthly temperature record from Tornedalen in Northern Sweden // Intern. J. of Climatology. — 2003. — Vol. 23, № 12. — P. 1465—1494.
33. Lee T. C. K., Zwiers F. C., Tsao M. Evaluation of proxy-based millennial reconstruction methods // Clim. Dyn. — 2008. — Vol. 31, № 2—3. — P. 263—281.
34. Ljungqvist F. C. A new reconstruction of temperature variability in the extra-tropical Northern Hemisphere during the last two millennia // Geogr. Ann. — 2010. — Vol. 92A, № 3. — P. 339—351.
35. Mann M. E., Zhang Z., Hughes M. K. et al. Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia // PNAS. — 2008. — Vol. 105, № 36. — P. 13252—13257.
36. Miller G. H., Alley R. B., Brigham-Grette J. et al. Arctic amplification: can the past constrain the future? // Quat. Science Rev. — 2010. — Vol. 29, № 15—16. — P. 1779—1790.
37. Moberg A., Sonechkin D. M., Holmgren K. et al. Highly variable Northern Hemisphere temperatures reconstructed from low- and high-resolution proxy data // Nature. — 2005. — Vol. 433, № 7026. — P. 613—617.
38. Naurzbaev M. M., Vaganov E. A., Sidorova O. V., Schweingruber F. H. Summer temperatures in eastern Taimyr inferred from a 2427-year late-Holocene tree-ring chronology and earlier floating series // The Holocene. — 2002. — Vol. 12, № 6. — P. 727—736.
39. Patteson W. P., Dietrich K. A., Holmden C., Andrews J. T. Two millennia of North Atlantic seasonality and implications for Norse colonies // PNAS. — 2010. — Vol. 107, № 12. — P. 5306—5310.
40. Peterson T. C., Vose R. S. An overview of the Global Historical Climatology Network temperature database // Bull. of the American Meteorological Society. — 1997. — Vol. 78, № 12. — P. 2837—2849.
41. Reimer P. J., Baillie M. G. L., Bard E. et al. IntCal09 and Marine09 Radiocarbon Age Calibration Curves, 0-50,000 Years cal BP // Radiocarbon. — 2009. — Vol. 51, № 4. — P. 1111—1150.
42. Salonen J. S., Seppä H., Väliranta M. et al. The Holocene thermal maximum and Late-Holocene cooling in the tundra of NE European Russia // Quat. Res. — 2011. — Vol. 75, № 6. — P. 501—511.
43. Schlesinger M. E., Ramankutty N. An oscillation in the global climate system of period 65—70 years // Nature. — 1994. — Vol. 367, № 6465. — P. 723—726.
44. Shindell D. T., Schmidt G. A., Mann M. E., Faluvegi G. Dynamic winter climate response to large tropical volcanic eruptions since 1600 // J. Geophys. Res. — 2004. — Vol. 109, № D05104. — doi:10.1029/2003JD004151.
45. Stuiver M., Braziunas T. F. Evidence of solar activity variations // Climate since A.D. 1500 / Eds. R. S. Bradley and P. D. Jones. — London; New York: Routledge, 1995. — P. 593—605.
46. Trenberth K. E. Spatial and temporal variations of the Southern Oscillation // Quart. J. Royal Met. Soc. — 1976. — Vol. 102, № 433. — P. 639—653.
47. Velichko A. A., Andreev A. A., Klimanov V. A. Climate and vegetation dynamics in the tundra and forest zone during the Late Glacial and Holocene // Quat. Int. — 1997. — Vol. 41/42. — P. 71—96.
48. Vinther B. M., Andersen K. K., Jones P. D. et al. Extending Greenland temperature records into the late eighteenth century // J. of Geophys. Res. — 2006. — Vol. 111, № 1105. — doi:10.1029/2005 JD 006810.
49. Wanner H., Beer J., Butikofer J. et al. Mid- to Late Holocene climate change: an overview // Quaternary Science Rev. — 2008. — Vol. 27, № 19—20. — P. 1791—1828.
50. Weiss B. The decline of the Late Bronze Age civilization as a possible response to climate change // Climatic Change. — 1982. — Vol. 4, № 1. — P. 173—198.
51. Winton M. Amplified Arctic climate change: What does surface albedo feedback have to do with it? // Geophys. Res. Lett. — 2006. — Vol. 33. — L03701. — doi:10.1029/2005GL025244.
52. Yamanouchi T. Early 20th century warming in the Arctic: A review // Polar Science. — 2011. — Vol. 5, № 1. — P. 53—71.