ИСТИНА

Проект направлен на изучение прямых и обратных связей между климатическими аномалиями и крупномасштабной атмосферной циркуляцией. Предусматривается выявление пространственных и частотно-временных закономерностей колебаний температуры приземного воздуха и их связи с основными модами атмосферной циркуляции в масштабе внетропической зоны Северного Полушария по данным наблюдений со второй половины ХХ столетия. Большое внимание будет уделено изучению отклика поля давления и крупномасштабной циркуляции внетропической зоны Северного Полушария на аномалии сезонно меняющихся характеристик подстилающей поверхности (распространение и толщина снежного покрова, аномалии ледового покрова вдоль арктического побережья) и их роли в формировании ситуаций «блокинга». Планируется проведение статистического анализа данных наблюдений, а также ряда экспериментов на модели общей циркуляции атмосферы ВЦ-ЛКИГ, имеющейся в распоряжении участников проекта. Будет дана чественная оценка вклада основных циркуляционных мод в формирование аномалий температуры приземного воздуха, их региональной и частотно-временной структуры. Предполагается описание механизма, а также пространственных и временных масштабов влияния термических условий поздней осени и ранней весны (и соответствующих аномалий состояния подстилающей поверхности) на режим крупномасштабной атмосферной циркуляции.

В результате будет получено описание основных мод в колебаниях температуры приземного воздуха внетропической зоны Северного полушария (амплитуды и частотно-временных характеристик). Также будут получены количественная оценка и описание механизмов обратного влияния климатических аномалий на крупномасштабную циркуляцию. Особое внимание будет уделено условиям формирования ситуаций «блокинга» и роли термических условий поздней осени и ранней весны в формировании зимних и летних аномалий поля давления и приземной температуры. В качестве исходных данных будут рассматриваться метеорологические параметры, температура приземного воздуха (из архива CRU-UEA с месячным разрешением и ежедневные данные из архива ВНИИГМИ-МЦД), высота изобарической поверхности АТ700 (по данным реанализов NCEP-NCAR и ECMWF), характеристики снежного покрова (из архива ВНИИГМИ-МЦД, 1936-2008) и данные NCAR о распространении ледового покрова. Для анализа изменений макромасштабной атмосферной циркуляции, помимо данных о давлении, будут использоваться индексы, полученные путем разложения по е.о.ф. колебаний поля геопотенциала внетропической зоны Северного Полушария на уровне АТ700 (1950-2010), [Barnston, Livezey, 1978; Northern Hemisphere Teleconnection Patterns, NOAA]. Это современный и наиболее объективный метод описания многолетних изменений циркуляции, который дает возможность рассматривать статистически независимые показатели изменчивости всех центров действия атмосферы Северного полушария.

Выявлены основные циркуляционные факторы изменчивости температуры приземного воздуха на суше внетропической зоны Северного полушария (ВЗСП) в зимний и летний периоды. В зимний период (декабрь-март) за 1951-2010 гг. в целом колебания средней температуры почти на 80% объясняются вариациями NAO, SCAND и PNA, приблизительно в равных долях (29, 24 и 24%, соответственно). Построены поля величин изменчивости температуры, объясненные этими индексами в 1950-1970, 1968-1997 и 1996-2010 гг., которые показывают, что роль циркуляционных механизмов в изменчивости температуры меняется на протяжении 1951-2006 гг. Наибольший интерес вызывает возрастание вкладов NAO в 1971-1995 гг. (с которым в основном, связан тренд температуры ВЗСП) и SCAND в 1996-2006 гг. (при одновременном снижении до незначимых величин вкладов NAO и PNA). В летний период (июнь-август) изменчивость средней температуры ВЗСП на 35% объясняется вариациями индекса WP и на 13% – EA-WR. С WP связаны аномалии и тренд температуры на северо-востоке Северной Америки, Дальнем Востоке, западе Монголии и ЕТР с 1980-х гг. Результаты численного эксперимента по выявлению роли осенних аномалий снежного покрова в режиме крупномасштабной циркуляции и температуры на севере Евразии в зимний период показали, что они способны вызвать существенный отклик циркуляции Северного полушария, но продолжительность воздействия не превышает одного месяца. Анализ данных наблюдений выявляет статистически значимую корреляцию между средним за зиму индексом Арктической осцилляции и площадью снежного покрова на севере Евразии в октябре в период 1970-х - 1990-х гг. Ее пик (выше 0,8) наблюдается в 1975-1993 гг., а к началу 2000-х гг. эта зависимость утрачивает свое значение. Этот вывод, как и результаты численного эксперимента, опровергают гипотезу о том, что ослабление зональной циркуляции и аномально холодные зимы на севере Евразии в последнее десятилетие связаны с осенними аномалиями снежного покрова. Выявлен отклик крупномасштабной циркуляции и сроков установления снежного покрова (СУСП) на изменения площади морского льда в Арктике. Наиболее тесная связь с площадью льда в Атлантическом секторе выявляется для индекса Scand (в октябре), который вносит существенный вклад в изменчивость СУСП в Западной Сибири. Статистически значимая корреляция установлена между изменениями СУСП в Восточной Сибири и площадью морского льда в Тихоокеанском секторе Северного Ледовитого океана.