Сезонные и географические особенности вертикальной структуры трендов температуры в атмосфере Земли (в слое 0-30 км), оцененные по данным радиозондирования
DOI:
https://doi.org/10.21513/2410-8758-2023-4-482-505Ключевые слова:
Климат, температура, атмосфера, данные радиозон- дирования, земной шар, Северное, Южное, полушарие.Аннотация
. Информация о вертикальной структуре трендов температуры воздуха в атмосфере, полученная на основе наблюдений, необходима для исследования изменений климата. Статья представляет серии трендов пер- вого и второго порядка для температуры воздуха на стандартных высотах в атмосферном слое 0-30 км над уровнем моря для различных месяцев, сезо- нов, для года - в целом для земного шара, Северного и Южного полушарий за период радиозондовых наблюдений 1964-2018 гг. Цель данной статьи и ряда других работ авторов - показать долгопериодные изменения в атмосфере за один период наблюдений для основных аэрологических величин. Исследова- ния проведены на основе данных глобального массива результатов радиозон- дирования атмосферы CARDS, дополненных текущими данными, собираемыми с каналов связи в ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». Метод интерполя- ции на базе кубического сплайна Акимы был использован для расчетов значе- ний температуры воздуха на основе стандартных уровней по давлению и особых точек вертикального профиля. Линейные тренды были рассчитаны для каждой станции с помощью метода наименьших квадратов. Статистики, полученные для каждой станции, были осреднены с учетом площади влияния станции. Для земного шара и обоих полушарий было найдено следующее. Вертикальная структура линейных трендов первого и второго порядка анома- лий температуры воздуха неоднородна в слое 0-30 км. Потепление в слое 0-8 км и похолодание в слое 16-30 км зафиксировано для всех месяцев. По мере приближения к 2018 г. наибольшее усиление изменения температуры воздуха при рассмотрении года в целом определено в слоях 6-10 и 14-16 км. Соответ- ствующие тренды были определены с доверительной вероятностью более 95%
Библиографические ссылки
Алдухов,. О.А., Черных, И.В. (2013) Методы анализа и интерпретации данных радиозондирования атмосферы. Т. 1. Контроль качества и обра- ботка данных, Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 306 с.
Алдухов, О.А., Черных, И.В. (2015) Методы анализа и интерпретации данных радиозондирования атмосферы. Т. 3. Влажность и температура в атмосфере, статистические характеристики, Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 494 с.
Алдухов, О.А., Черных, И.В. (2018) Долгопериодные изменения скоро- сти ветра в слое атмосферы 0-2 км над российской Арктикой по данным ради- озондирования за 1964-2016 гг., Метеорология и гидрология, № 6, с. 52-66.
Алдухов, О.А., Черных, И.В. (2021) Географическое распределение трендов первого и второго порядка аномалий среднегодовой температуры воздуха на разных высотах в атмосферном слое 0-2 км над Арктикой по результатам радиозондовых наблюдений за 1964-2018 гг., в сб.: Труды ВНИ- ИГМИ-МЦД, вып. 188, Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, с. 93-114.
Бекряев, Р.В. (2022) Статистические аспекты количественной оценки полярного усиления. I. Отношение трендов, Метеорология и гидрология, № 6, с. 5-17.
Груза, Г.В., Ранькова, Э.Я, Рочева, Э.В. (1992) Структура долгопериод- ных трендов глобальной температуры воздуха, в сб.: Мониторинг и вероят- ностный прогноз климата, СПб, Гидрометеоиздат, с. 3-20.
Де Бор, К. (1985) Практическое руководство по сплайнам, М., Радио и связь, 304 с.
Доклад об особенностях климата на территории Российской Федера- ции за 2019 г. (2020) М., Росгидромет, 97 с, электронный ресурс. URL: http:// www.igce.ru/performance/publishing/reports/ (дата обращения 05 июля 2023).
Доклад об особенностях климата на территории Российской Федера- ции за 2020 г. (2021). М., Росгидромет, 104 с., электронный ресурс. URL: http:/
/www.igce.ru/performance/publishing/reports/ (дата обращения 05 июля 2023).
Зайцева, Н.А. (1990) Аэрология, Л., Гидрометеоиздат, 325 с.
Ранькова, Э.Я. (2005) Климатическая изменчивость и изменения кли- мата за период инструментальных наблюдений, дис. .док. физико-матема- тических наук, М., 67 с.
Руденкова, Т.В. (2010) Формат архивации текущих аэрологических дан- ных, поступающих по каналам связи для ПЭВМ, В сб.: Труды ВНИИГМИ- МЦД, вып. 174, Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, с. 41-63.
Стерин, А.М. (1999) Анализ линейных трендов в рядах температуры свободной атмосферы за 1958-1997 гг., Метеорология и гидрология, № 5, c. 52-68.
Стерин, А.М. (2004) О чувствительности оценок трендов температуры тропосферы и нижней стратосферы по данным радиозондирования. 1. Выбор массива данных, длины ряда и методов анализа, Метеорология и гидрология,
№ 5, c. 21-36.
Черных, И.В., Алдухов, О.А. (2020) Тренды температуры и влажности в нижнем двухкилометровом слое атмосферы над российской Арктикой по дан- ным радиозондирования, Метеорология и гидрология, № 9, с. 17-26.
Aldukhov, О.A., Chernykh, I.У. (2019) Trends of wind speed in low troposphere from global radiosonde data, Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling, WGNE Blue Book, WMО, Geneva, p. 2-03-2-04, электрон- ный ресурс. URL: http://bluebook.meteoinfo.ru/, 2019, p. 2-03-2-04 (дата обраще- ния 05 июля 2023).
Aldukhov, О.A., Chernykh, I.У. (2020) First and second-order trends of air temperature at the surface level from global radiosonde data, Research activities in Earth system modelling. Working Group on Numerical Experimentation. Report No. 50. WCRP Report No.12/2020. Ed. E. Astakhova, July 2020, WMО, Geneva,
p. 2-03-2-04, электронный ресурс. URL: http://bluebook.meteoinfo.ru/, 2020. p. 2- 03-2-04 (дата обращения 05 июля 2023).
Chernykh, I.У., Aldukhov, О.A. (2020) Spatiotemporal distributions of global trends of humidity and temperature in the low troposphere, Research activities in Earth system modelling. Working Group on Numerical Experimentation. Report No. 50. WCRP Report No.12/2020. Ed. E. Astakhova, July 2020, WMО, Geneva,
p. 2-07-2-08, электронный ресурс. URL: http://bluebook.meteoinfo.ru/, 2020, p. 2- 07-2-08 (дата обращения 05 июля 2023).
Chernykh, I.У., Aldukhov, О.A. (2022) Уertical Distribution of Trends of Relative Humidity in the 0-30 km Atmospheric Layer over the Northern and Southern Hemispheres from Radiosounding Data, Research activities in Earth system modelling. Working Group on Numerical Experimentation. Report No. 52.
WCRP Report No. 4/2022. Ed. E. Astakhova, July 2022б, WMО, Geneva, p. 2-07- 2-08, электронный ресурс. URL: http://bluebook.meteoinfo.ru/, 2022, p. 2-07-2-08
(дата обращения 05 июля 2023).
Eskridge, R.E., Alduchov, О.A., Chernykh, I.У., Zhai, P., Polansky, A.C., Doty, S.R. (1995) A comprehensive aerological reference dataset (CARDS): rough and systematic errors, Bull. Amer. Meteor. Soc., vol. 76, no. 10, pp. 1759-1775.
Gaffen, D.J. (1993) Historical Changes in Radiosonde Instruments and Practices, Instruments and Observing Methods. Rep. N. 50, Geneva, WMО, 123 p.
Hartmann, D.L., Klein, Tank, A.M. G., Rusticucci, M., Alexander, L.У., Bronnimann, S., Charabi, Y., Dentener, F.J., Dlugokencky, E.J., Easterling, D.R., Kaplan, A., Soden, B.J., Thorne, P.W., Wild, M., & Zhai, P.M. (2013) Observations: Atmosphere and Surface, in Stocker T.F., Qin D., Plattner G.K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Хia Y., Bex У. & Midgley P.M. (eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis: Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 15-24.
IPCC (2014) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change in Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.), IPCC, Geneva, Switzerland, 151 p.
Ru
En