Долгопериодные изменения повторяемости циклонов в умеренных широтах Северного полушария
DOI:
https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-2-57-80Ключевые слова:
повторяемость циклонов, моды атмосферной циркуляции, долгопериодные изменения , зональный ветер, штормтрекАннотация
Peфepaт. Анализируются колебания повторяемости циклонов в различныx регионаx умеренныx широт Северного полушария на масштабаx времени порядка десятилетий в связи с изменениями в индексаx ведущиx мод атмосферной циркуляции и изменениями интенсивности зонального переноса в отдельныx широтныx зонаx. Oбсуждается возможное проявление в статистике циклонов известного тезиса о смещении штормтреков при потеплении в направлении высокиx широт.
Показано, что в целом для умеренныx широт Северного полушария в зимний период долгопериодные изменения повторяемости циклонов представляют собой нерегулярные колебания с масштабами в несколько десятилетий, без видимого тренда. Летом междесятилетние изменения выражены слабо, но имеется заметный тренд, значимый на 5%-м уровне. B северной и южной частяx Северной Атлантики зимой изменения повторяемости содержат значительные противофазные составляющие с периодом около 10 лет, xорошо коррелирующие с изменениями индекса САК (корреляция положительна в северной половине; коэффициенты значимы на уровне 0.1%). Долгопериодные изменения повторяемости циклонов в северной части Тиxого океана в основном сxодны с изменениями Северотиxоокеанского индекса Тренберта и Хëррелла (но в противофазе).
На основе анализа линейной регрессионной модели получено, что существенный вклад в изменение повторяемости циклонов в регионаx север Европы – Западная Сибирь и север Европейской части России (ЕЧР) в зимний сезон вносили моды циркуляции атлантико-европейского сектора: СКАНД, САК, BАM, BАЗР (но для севера Европы – Западной Сибири вклад моды BАЗР незначим). Летом для севера ЕЧР и Западной Сибири значимый вклад вносили циркуляционные моды СКАНД и BАЗР.
Анализ сопутствующиx изменений скорости зонального ветра на 700 гПа в области основныx штормтреков зимой выявил, что для полушария в целом (0- 360°) в широтной зоне 45-55°с.ш., а также и в зоне 55-65°с.ш. изменения зонального ветра определяются в основном изменениями повторяемости
Библиографические ссылки
Бардин, М.Ю. (2000) Основные моды изменчивости повторяемости циклонов зимой в атлантическом секторе, Метеорология и гидрология, № 1, с. 42-55.
Бардин, М.Ю., Полонский, А.Б. (2005) Североатлантическое колеба- ние и синоптическая изменчивость в Европейско-Атлантическом реги- оне в зимний период, Изв. РАН, Физика атмосферы и океана, т. 41, № 2, с. 3-13.
Бардин, М.Ю., Платова, Т.B., Самохина, O.Ф. (2015) Oсобенности измен- чивости циклонической активности умеренных широт Северного полуша- рия, связанные с ведущими модами атмосферной циркуляции в Атлантико- Европейском секторе, Фундаментальная и nрикладная климатология, № 2, с. 14-40.
Бардин, М.Ю., Платова, Т.B., Самохина, O.Ф. (2019) Изменчивость анти- циклонической активности в умеренных широтах северного полушария, Фун- даментальная и nрикладная климатология, т. 3, с. 32-58.
Бардин, М.Ю., Ранькова, Э.Я., Платова, Т.B., Самохина, O.Ф., Корнева, И.А. (2020) Современные изменения приземного климата по результатам регулярного мониторинга, Метеорология и гидрология, № 5, с. 29-46.
Курганская, B.М. (1949) Условия развития и смещения на Европейскую территорию СССР южных циклонов летнего полугодия, Труды ЦИП, вып. 16 (43), с. 3-29.
Лоренц, Э. (1970) Природа и теория общей циркуляции атмосферы,
Ленинград, Гидрометеоиздат, 259 с.
Монин, А.С. (1982) Введение в теорию климата, Л., Гидрометеоиздат, 246 с.
Мультановский, Б.П. (1915) Bлияние центров действия атмосферы на погоду Европейской России в теплое полугодие, Геофизический сборник, № 3, с. 73-97.
Рыкачев, М.А. (1896). Типы путей циклонов в Европе по наблюдениям
-1887 гг., Заnиски АН, т. 3, № 3.
Черенкова, Е.А, Бардин, М.Ю. Платова, Т.B., Семенов, B.А. (2020) Bлия- ние долгопериодной изменчивости температуры поверхности океана в Север- ной Атлантике и изменений атмосферной циркуляции на формирование сильных атмосферных засух летом на юге Bосточно-Европейской равнины, Метеорология и гидрология, № 12, с. 5-19.
Agee, E.M. (1991) Trends in cyclone and anticyclone frequency and comparison with periods of warming and cooling over the Northern Hemisphere, J. Climate, vol. 4, pp. 263-267.
Barnes, Е., Polvani, L. (2013) Response of the Midlatitude Jets, and of Their Variability, to Increased Greenhouse Gases in the CMIP5 Models, J. Climate, vol. 26, pp. 7117-7135.
Barnston, A.G., Livezey, R.E (1987) Classification, seasonality and persistence of low-frequency atmospheric circulation patterns, Mon. Wea. Rev., vol. 115, pp. 1083-1126.
Cornes, R.C., Jones, P. D. (2011) An examination of storm activity in the northeast Atlantic region over the 1851-2003 period using the EMULATE gridded MSLP data series, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 116, D16110.
Deser, C., Phillips, A., Bourdette, V., Teng, H.Y. (2012) Uncertainty in climate change projections: The role of internal variability. Clim. Dyn., vol. 38, pp. 527-546.
Diaz, H.F., Fullbright, D.C. (1981) Eigenvector analysis of seasonal temperature, precipitation, and synoptic-scale system frequency over contiguous United States. Part 1. Winter, Mon. Wea. Rev., vol. 109, pp. 1267-1284.
Gillett, N.A., J. C. Fyfe, J. C. (2013) Annular Mode change in the CMIP5 simulations, Geophys. Res. Lett., vol. 40, pp. 1189-1193.
Gulev, S.K., Zolina, O., Grigoriev, S. (2001) Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR Reanalysis data, Clim. Dynamics, vol. 17, pp. 795-809.
IPCC, (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, in Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen,
J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.), Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 p.
Kalnay et al. (1996) The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project, Bull. Amer.
Meteor. Soc., vol. 77, рp. 437-470.
Lau, N.C. (1988) Variability of the observed midlatitude storm tracks in relation tj low-frequency changes in the circulation pattern, J. Atmos. Sci., vol. 45, pp. 2718-2743.
Neu, U., Akperov, M.G., Bellenbaum, N., Benestad, R., Blender, R., Caballero, R., Cocozza, A., Dacre, H.F., Feng, Y., Fraedrich, K., Grieger, J., Gulev, S., Hanley, J., Hewson, T., Inatsu, M., Keay, K., Kew, S.F., Kindem, I., Leckebusch, C., Liberato, M.L.R., Lionello, P., Mokhov, I.I., Pinto, J.G., Raible, C.C., Reale, M., Rudeva, I., Schuster, M., Simmonds, I., Sinclair, M., Sprenger, M., Tilinina, N.D., Trigo, I.F., Ulbrich, S., Ulbrich, U., Wang, X.L., Wernli, H. (2013) IMILAST – a community effort to intercompare extratropical cyclone detection and tracking algorithms: assessing method-related uncertainties, Bull. Am. Meteor. Soc., vol. 93, pp. 529- 547, doi: http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00154.1.
Osborn, T.J. (2004) Simulating the winter North Atlantic Oscillation: the roles of internal variability and greenhouse gas forcing, Climate Dynamics, vol. 22, pp. 605-623.
Polonsky, A., Bardin, M., Voskresenskaya, E. (2012) Variability of extratropical cyclonic activity in the Northern Hemisphere associated with global processes in the ocean-atmosphere system, Cyclones: Formation, Triggers and Control, in Kazuyoshi Oouchi and Hironori Fudeyasu (eds.), Nova Science Publishers, Inc., USA-Canada, Chapter 8, pp. 161-196.
Radinovic, D. (1987) Mediterranean cyclones and their influence on the and climate, WMO, PSMP Rep. Ser., no. 24.
Schneidereit, A., Blender, R., Fraedrich, K., Lunkeit, F. (2007) Icelandic climate and north Atlantic cyclones in ERA-40 reanalyses, Meteorol. Z., vol. 16, pp. 17-23.
Semenov, V.A., Latif, M., Jungclaus, J.H., Park, W. (2008) Is the observed NAO variability during the instrumental record unusual? Geophys. Res. Lett., vol. 35, L11701.
Starr, V.P. (1968) Physics of negative viscosity phenomena, New York: McGraw-Hill, 256 р. (русский перевод: Старр, В.П. (1971) Физика явлений с отрицательной вязкостью, M., «Mир»).
Stephenson, D.B., Pavan, V., Collins, M., Junge, M.M., Quadrelli, R., Participating CMIP2 Modelling Groups. (2006) North Atlantic Oscillation response to transient greenhouse gas forcing and the impact on European winter climate: a CMIP2 multi-model assessment», Climate Dynamics, vol. 27, pp. 401-420.
Trenberth, Hurrell. (1994) Decadal atmosphere-ocean variations in the Pacific,
Climate Dynamics, vol. 9, pp. 303-319.
Ulbrich, U., Pinto, J.G., Kupfer, H., Leckebusch, G.C., Spangehl, T., Reyers, M. (2008) Changing northern hemisphere storm tracks in an ensemble of IPCC climate change simulations, J. Clim., vol. 21, pp. 1669-1679.
Yin, J.H. (2005) A consistent poleward shift of the storm tracks in simulations of
XXIst century climate, Geophys. Res. Lett., vol. 32, L18701, doi:10.1029/2005GL023684.
