Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период

По данным ре-анализа NCEP и стандартных метеорологических наблюдений за 1950–2012 гг. показано, что максимальное влияние на зимние аномалии среднемесячной температуры воздуха в северо-западной части Восточной Европы оказывает Североатлантическое колебание, а в восточной части — Скандинавское колеба...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
Hauptverfasser:	Полонский, А.Б., Кибальчич, И.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2014
Schriftenreihe:	Доповіді НАН України
Schlagworte:	Науки про Землю
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87821
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период / А.Б. Полонский, И.А. Кибальчич // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 6. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-87821
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-878212015-10-27T03:02:03Z Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период Полонский, А.Б. Кибальчич, И.А. Науки про Землю По данным ре-анализа NCEP и стандартных метеорологических наблюдений за 1950–2012 гг. показано, что максимальное влияние на зимние аномалии среднемесячной температуры воздуха в северо-западной части Восточной Европы оказывает Североатлантическое колебание, а в восточной части — Скандинавское колебание. Типичные аномалии среднемесячной температуры, обусловленные этими модами, достигают 4–5 °С. В Черноморском регионе преобладает влияние Восточно-атлантического и Восточно-атлантического/Западно-российского колебаний. Обусловленные ими среднемесячные аномалии температуры воздуха достигают здесь 2–2,5 °C. Положительные фазы Северо-атлантического и Восточно-атлантического колебаний сопровождаются положительными аномалиями приземной температуры на большей части Восточной Европы, а Скандинавского и Восточно-атлантического/Западно-российского колебаний — отрицательными. Экстремально низкие аномалии температуры чаще всего отмечаются при совпадении отрицательной фазы Восточно-атлантического колебания и положительной фазы Скандинавского колебания, а экстремально высокие — при сочетании положительной и отрицательной фаз Восточно-атлантического и Скандинавского колебаний соответственно. За даними ре-аналiзу NCEP i стандартних метеорологiчних спостережень за 1950–2012 рр. показано, що максимальний вплив на зимовi аномалiї середньомiсячної температури повiтря в пiвнiчно-захiднiй частинi Схiдної Європи чинить Пiвнiчноатлантичне коливання, а в схiднiй частинi — Скандинавське коливання. Типовi значення аномалiй середньомiсячної температури, що зумовленi цими модами, досягають 4–5 °С. У Чорноморському регiонi переважає вплив Схiдно-атлантичного i Схiдно-атлантичного/Захiдно-росiйського коливань. Зумовленi ними середньомiсячнi аномалiї температури повiтря досягають 2–2,5 °C. Позитивнi фази Пiвнiчноатлантичного i Схiдно-атлантичного коливань супроводжуються по- зитивними аномалiями приземної температури на бiльшiй частинi Схiдної Європи, а Скандинавського i Схiдно-атлантичного/Захiдно-росiйського коливань — негативними. Екстремально низькi аномалiї температури найчастiше вiдзначаються при поєднаннi негативної фази Схiдно-атлантичного коливання i позитивної фази Скандинавського коливання, а екстремально високi — при поєднаннi позитивної та негативної фаз Схiдно-атлантичного i Скандинавського коливань вiдповiдно. Using NCEP re-analysis and routine meteorological observations for 1950–2012, it is shown that the maximum impact on the winter monthly air temperature anomalies in the North-western part of the Eastern Europe is due to the North Atlantic Oscillation (NAO), while in the Eastern part to the Scandinavian pattern (SP). Typical monthly air temperature anomalies due to these modes reach 4–5 °C. In the Black Sea region, the influence of Eastern Atlantic (EAO) and Eastern- Atlantic/Western-Russian (EAWR) oscillations dominates. Associated monthly anomalies of the regional air temperature reach 2–2.5 °C. Positive phase of NAO and EAO is accompanied by positive temperature anomalies over the major proportion of the Eastern Europe, while the same phase of SP and EAWR oscillations — by negative ones. Negative temperature extremes in January-February are mostly observed, when EAO- and SP+ phases coincide, while positive extremes occur when EAO+ and SP- phases are observed simultaneously. 2014 Article Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период / А.Б. Полонский, И.А. Кибальчич // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 6. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87821 551.524.3:551.465.7 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Науки про Землю Науки про Землю
spellingShingle	Науки про Землю Науки про Землю Полонский, А.Б. Кибальчич, И.А. Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период Доповіді НАН України
description	По данным ре-анализа NCEP и стандартных метеорологических наблюдений за 1950–2012 гг. показано, что максимальное влияние на зимние аномалии среднемесячной температуры воздуха в северо-западной части Восточной Европы оказывает Североатлантическое колебание, а в восточной части — Скандинавское колебание. Типичные аномалии среднемесячной температуры, обусловленные этими модами, достигают 4–5 °С. В Черноморском регионе преобладает влияние Восточно-атлантического и Восточно-атлантического/Западно-российского колебаний. Обусловленные ими среднемесячные аномалии температуры воздуха достигают здесь 2–2,5 °C. Положительные фазы Северо-атлантического и Восточно-атлантического колебаний сопровождаются положительными аномалиями приземной температуры на большей части Восточной Европы, а Скандинавского и Восточно-атлантического/Западно-российского колебаний — отрицательными. Экстремально низкие аномалии температуры чаще всего отмечаются при совпадении отрицательной фазы Восточно-атлантического колебания и положительной фазы Скандинавского колебания, а экстремально высокие — при сочетании положительной и отрицательной фаз Восточно-атлантического и Скандинавского колебаний соответственно.
format	Article
author	Полонский, А.Б. Кибальчич, И.А.
author_facet	Полонский, А.Б. Кибальчич, И.А.
author_sort	Полонский, А.Б.
title	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период
title_short	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период
title_full	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период
title_fullStr	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период
title_full_unstemmed	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период
title_sort	межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры восточной европы в зимний период
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Науки про Землю
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87821
citation_txt	Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период / А.Б. Полонский, И.А. Кибальчич // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 6. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Доповіді НАН України
work_keys_str_mv	AT polonskijab mežgodovaâizmenčivostʹcirkulâciiatmosferyianomaliitemperaturyvostočnojevropyvzimnijperiod AT kibalʹčičia mežgodovaâizmenčivostʹcirkulâciiatmosferyianomaliitemperaturyvostočnojevropyvzimnijperiod
first_indexed	2025-07-06T15:29:24Z
last_indexed	2025-07-06T15:29:24Z
_version_	1836911967700254720
fulltext	УДК 551.524.3:551.465.7 Член-корреспондент НАН Украины А.Б. Полонский, И. А. Кибальчич Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период По данным ре-анализа NCEP и стандартных метеорологических наблюдений за 1950– 2012 гг. показано, что максимальное влияние на зимние аномалии среднемесячной температуры воздуха в северо-западной части Восточной Европы оказывает Северо- атлантическое колебание, а в восточной части — Скандинавское колебание. Типич- ные аномалии среднемесячной температуры, обусловленные этими модами, дости- гают 4–5 ◦С. В Черноморском регионе преобладает влияние Восточно-атлантического и Восточно-атлантического/Западно-российского колебаний. Обусловленные ими сред- немесячные аномалии температуры воздуха достигают здесь 2–2,5 ◦C. Положитель- ные фазы Североатлантического и Восточно-атлантического колебаний сопровождают- ся положительными аномалиями приземной температуры на большей части Восточ- ной Европы, а Скандинавского и Восточно-атлантического/Западно-российского коле- баний — отрицательными. Экстремально низкие аномалии температуры чаще всего отмечаются при совпадении отрицательной фазы Восточно-атлантического колеба- ния и положительной фазы Скандинавского колебания, а экстремально высокие — при сочетании положительной и отрицательной фаз Восточно-атлантического и Сканди- навского колебаний соответственно. Вариаций различных параметров системы океан — атмосфера с типичными периодичностя- ми от 2 до 10 лет представляют собой один из основных объектов исследования, поскольку они определяют межгодовую изменчивость гидрометеорологических полей на глобальном и региональном масштабах [1, 2]. В течение последних нескольких десятилетий в Северном полушарии было выделено несколько мод такой низкочастотной изменчивости. Показано, что эти моды через связанные с ними волны Россби, изменения режима циклогенеза и ан- тициклонического блокирования оказывают удаленное влияние на климат в определенных районах Евразии, Северной Америки и Гренландии. В качестве меры изменчивости таких мод обычно используют циркуляционные индексы, которые рассчитываются на основании разложения полей давления (или геопотенциала) на эмпирические ортогональные функции (ЭОФ). Для выделения главных компонент обычно привлекаются поля приземного давле- ния или поля высот геопотенциала на уровнях 1000, 700 и 500 гПа [2–7]. Авторы работы [2] выполнили процедуру разложения полей геопотенциала на уровне 500 гПа, полученных по ежемесячным архивным данным для Северного полушария с нача- ла 20 ст., на ЭОФы. Они выделили несколько устойчивых мод, проявляющиеся в поле дав- ления во внетропических широтах. Основные из них следующие: Североатлантическое ко- лебание (САК); Восточно-атлантическое колебание (ВАК); Скандинавское колебание (СК); Восточно-атлантическое/Западно-российское (ВАЗР) колебание. Отметим, что все эти моды приурочены к Атлантико-Европейскому региону и прояв- ляются в региональных полях основных гидрометеорологических элементов. В настоящей © А.Б. Полонский, И.А. Кибальчич, 2014 100 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №6 работе мы рассмотрим структуру и особенности этих климатических сигналов в поле зимней температуры (в период с декабря по март) для территории Восточной Европы и Причерно- морья. Анализ проводился для холодного периода, поскольку удаленные связи выражены в это время наиболее четко [6, 8–10]. Из перечисленных мод САК, описывающее интенсивность зональной циркуляции атмо- сферы, исследовано наиболее подробно. Это колебание проявляется как первая главная компонента в поле геопотенциала нижней и средней тропосферы Северного полушария в зимний период. Поэтому в качестве индекса САК в настоящее время обычно исполь- зуется временной коэффициент при соответствующей пространственной моде, полученный в результате разложения поля давления (или геопотенциала) на ЭОФы [1–6, 8–10]. Другая мода в поле геопотенциала Северного полушария, характеризующая интенсив- ность зональной циркуляции, получила название ВАК. Это колебание также наиболее выра- жено в зимний период, хотя оно и проявляется в поля давления Атлантико-Европейского региона во все сезоны. По аналогии с САК пространственная структура ВАК представле- на диполем в поле геопотенциала Северной Атлантики. Однако центры ВАК смещены на юго-восток по отношению к центрам САК. По этой причине ВАК иногда интерпретирует- ся как “сдвинутый на юг” режим САК. Временная структура колебания характеризуется индексом ВАК, который представлен соответствующим временным коэффициентом в раз- ложении поля давления на ЭОФ. Совместное влияние САК и ВАК на режим некоторых гидрометеорологических полей Евразии исследовано в работах [11, 12]. В них показано, что эти два колебания в целом описывают изменчивость интенсивности зональной циркуляции в Европейском регионе. Сочетание определенных фаз САК и ВАК сопровождается максимальными термически- ми аномалиями в этом регионе. СК вначале было названо Барнстоном и Ливзи первой Евразийской модой (или модой Евразия-1, см. [2]). Позднее, в связи с расположением главного центра в пространственной структуре соответствующей ЭОФ в разложении поля геопотенциала над Скандинавским полуостровом, она была переименована в СК. Положительная фаза колебания связана с по- ложительными аномалиями высоты геопотенцала в средней тропосфере, что отражает на- личие блокирующих антициклонов над Скандинавским полуостровом и Европейской терри- торией России (ЕТР). Во время отрицательной фазы СК на среднемесячных картах АТ-700 и АТ-500 выделяется область отрицательных аномалий в значениях высоты геопотенциа- ла. В течение положительной фазы (т. е. при развитии блокинга) в зимний период фикси- руются отрицательные аномалии приземной температуры в Центральной России, а также в Западной Европе. Из-за развития блокинга полярная ветвь струйного течения в Север- ной Атлантике смещается в северо-восточном направлении относительно своего среднего положения, а в районе Средиземноморья усиливается западный перенос [13]. ВАЗР колебание вначале получило название второй Евразийской (или моды Евразия-2, см. [2]). В пространственной структуре этого колебания выделяется 2 главных центра: в Вос- точной Атлантике — Западной Европе и в окрестности северной части Каспийского моря. Поэтому в дальнейшем оно было переименовано в ВАЗР колебание. Несмотря на то что устойчивые центры этой моды выделяются в течение всего года, наиболее активны они в зимний период [14]. Положительная фаза ВАЗР колебания связана с положительными аномалиями высоты геопотенциала в средней тропосфере над Европой и Северным Китаем и отрицательными аномалиями над Северной Атлантикой и севером Каспийского моря. При этом зафиксированы положительные аномалии приземной температуры воздуха в районе ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №6 101 восточной Азии и отрицательные аномалии над большей частью Западной России, а так- же над северо-востоком Африки. Таким образом, положительная фаза ВАЗР колебания характеризует условия антициклонического блокирования ЕТР. С учетом полученных ранее результатов, следует ожидать в целом положительных ано- малий приземной температуры в Восточной Европе в период положительной фазы САК и ВАК и при отрицательной фазе СК и ВАЗР колебания. Величина и пространственная структура этих аномалий определяются не только атмосферным циркуляционным режи- мом, но и пространственно-временными особенностями анализируемых данных, к описанию которых мы и переходим. В работе использовались следующие данные с декабря по март: данные ре-анализа NCEP/NCAR (Национального центра по атмосферным исследова- ниям США) о среднемесячной температуре воздуха в узлах регулярной сетки за период 1950–2012 гг. для региона, ограниченного координатами: 20–45◦ в. д. и 55–40◦ с.ш.; набор климатических индексов за тот же период, представленный Центром климати- ческих прогнозов США, а именно: индекс САК (определяется по первой составляющей разложения ЭОФ поля давления на уровне моря для Северного полушария (20–90◦ с.ш.)). Значения индекса нормализуются относительно базового периода 1979–2000 гг.; индексы ВАК, СК и ВАЗР колебания (рассчитываются в результате анализа ЭОФ изобарической поверхности 700 гПа в Северном полушарии). Значения индексов нормализуются относи- тельно базового периода 1981–2010 гг.; данные стандартных наблюдений за январь-февраль 1950–2012 гг. на 12 гидрометеоро- логических (г/м) станциях, расположенных в границах рассматриваемого региона (в горо- дах Варшава, Волгоград, Кишинев, Минск, Ровно, Ростов-на-Дону, Симферополь, София, Тбилиси, Тула, Ужгород, Харьков). В качестве основного метода статистической обработки исходных данных в настоящей работе был выбран композитный анализ. Благодаря данной методике можно выделить “чистый” сигнал, отвечающий влиянию каждой отдельной ортогональной моды изменчи- вости на температурный режим Восточной Европы и Причерноморья. Процедура получения сигнала для каждого индекса и месяца на основе разностных композитов заключается в следующем. Проводится выборка аномальных лет, в которые значение индекса превышает среднее значение как минимум на одно среднее квадрати- ческое отклонение — СКО (σ), или, наоборот, оказывается меньше среднего на 1σ. Таким образом, мы получаем две выборки лет со значениями индекса выше и ниже заданных пределов. Для выбранных лет определяем среднемесячные значения температуры возду- ха в каждом узле регулярной сетки по данным ре-анализа. Для сформированных выборок температуры находим среднее значение и СКО. На заключительном этапе получаем “чис- тый” сигнал посредством определения разности между средними по выборкам для каждого узла сетки (так называемый разностный композит). Наконец, определяется статистическая значимость полученных сигналов (на уровне 90 и 95%). Для анализа связи экстремальных температурных аномалий в рассматриваемом регио- не с циркуляционным атмосферным режимом для каждой из 12 перечисленных выше г/м станций выбирались месяцы с максимальными (по абсолютной величине) положительными и отрицательными аномалиями приземной температуры. Для каждого такого месяца выби- рались значения индексов всех 4-х анализируемых колебаний и определялось наиболее час- то наблюдаемое сочетание их фаз, благоприятствующее развитию экстремальных аномалий в окрестности каждой г/м станции. 102 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №6 Перейдем к анализу результатов расчетов по каждому из четырех колебательных ре- жимов. Североатлантическое колебание. Несмотря на то, что данное колебание является основным в Атлантико-Европейском регионе в зимний период, его влияние на температур- ный режим Восточноевропейского региона существенно меняется от месяца к месяцу. Так, в декабре и марте влияние САК на значительную часть исследуемой территории оказалось не очень существенным. Максимальные значения разностного композита не превышают 3,0–3,5 ◦C. Они наблюдаются в северо-западных регионах Белоруссии. В юго-восточном направлении эти величины постепенно уменьшаются. Нулевая изолиния в эти месяцы про- ходит через восточную часть Черного моря, Кубань и низовья Волги. Далее на юго-восток от указанной линии знак композита меняется на противоположный, однако его абсолютное численное значение остается весьма низким. Таким образом, типичные среднемесячные ано- малии температуры (определяемые как половина величины разностного композита), обус- ловленные САК, колеблются в эти месяцы в пределах 0–1,5 ◦С. Иная ситуация складывается в январе и феврале. Как видно из рис. 1, сигнал САК существенно интенсивнее, чем в декабре и марте. Максимум в районе Прибалтики и на северо-востоке Белоруссии и в Польше достигает 7,0–8,0 ◦C. Кроме этого, поля композитов характеризуются большей однородностью по сравнению с декабрем и мартом. Величина разностного композита монотонно уменьшается в южном и юго-восточном направлениях. Нулевая изолиния проходит через Черное море с юго-запада на северо-восток. Следова- тельно, влиянию САК больше всего подвержены Белоруссия, Польша и страны Прибалти- ки. Типичные среднемесячные аномалии температуры в январе-феврале достигают здесь 3,5–4 ◦С. В целом, полученные результаты не противоречат опубликованным данным [8–10]. Как показывают результаты анализа характеристик циклонов, полученных в результате об- работки данных ре-анализа в работе [15], описанное распределение аномалий приземной температуры главным образом определяется аномальными характеристиками циклонов в положительную и отрицательную фазы САК. Именно пространственное распределение шторм-треков и интенсивность циклонов влияют в первую очередь на приземную темпе- ратуру. В период, когда значения индекса САК высоки, интенсивность циклогенеза в се- вероатлантическом регионе усиливается. Это приводит к усилению зональных ветров, не- сущих с Атлантического океана теплый и влажный воздух в Северную Европу. Причем сами североатлантические центры действия атмосферы и шторм-треки смещаются в север- ном или северо-западном направлении. При низких значениях индекса САК интенсивность центров действия атмосферы в Северной Атлантике ослабевает, а сами центры (вместе со шторм-треками) смещаются к югу или юго-востоку. При этом интенсивность зональ- ных ветров в средних широтах уменьшается, а средиземноморских циклонов — увеличи- вается. Эти циклоны, перемещаясь в северо-восточном направлении, обуславливают более влажные и теплые погодные условия в южных районах Восточной Европы и Причерно- морье [6, 10, 15]. Восточно-атлантическое колебание. В декабре и марте статистически значимая связь индекса ВАК с температурой воздуха на территории Восточной Европы практичес- ки отсутствует. В январе (рис. 2, а) структура поля композитов становится более опре- деленной: значения разностного композита в поле температуры возрастают до 5,0–6,0 ◦С на северо-западе ЕТР, в восточной части Белоруссии и на севере Украины. Минималь- ные значения сигнала (−1,0. . . + 1,0 ◦С) наблюдаются в районе Турции, юго-восточной ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №6 103 Рис. 1. Поля разностных композитов приземной температуры для Североатлантического колебания. Январь (а) и февраль (б) Рис. 2. Поля разностных композитов приземной температуры для Восточно-атлантического колеба- ния. Январь (а) и февраль (б) Рис. 3. Поля разностных композитов приземной температуры для Скандинавского колебания. Ян- варь (а) и февраль (б) Рис. 4. Поля разностных композитов приземной температуры Восточно-атлантического/Западно- российского колебания. Декабрь (а), январь (б) и февраль (в) части Черного моря и на Кавказе. В феврале (см. рис. 2, б ) область максимальных значе- ний сигнала смещается на юго-запад в сторону Балканского полуострова. Однако гребень повышенных значений разностного композита в поле температуры направлен в сторону Украины и центральных частей ЕТР. На востоке Турции по-прежнему сохраняется зона минимального влияния ВАК с близкими к нулевым значениям композита. В целом можно отметить значительно большее отклонение от зональности в региональ- ном отклике температуры на ВАК и некоторое уменьшение значимости полученных сиг- налов во все зимние месяцы по сравнению с САК. Тем не менее, поскольку оба сигнала характеризуют интенсивность зональной циркуляции в Атлантико-Европейском и Среди- земноморском регионах и являются между собой ортогональными, можно заключить, что при положительной фазе САК и ВАК типичные среднемесячные аномалии приземной тем- пературы могут достигать в январе 4,3 ◦С (в районе Белоруссии и северо-западной части ЕТР), а в феврале 4,5 ◦С (в районе Белоруссии) и 3,3 ◦С (на севере Сербии). При этом в Черноморском регионе влияние ВАК преобладает над влиянием САК. Механизм воздействия ВАК на термические аномалии в Атлантико-Европейском и Сре- диземноморском регионах описан в работах [11, 12]. В них показано, что в период положи- тельной фазы ВАК циклогенез в этих регионах интенсифицируется. Причем, в отличие от САК, которое в значительной степени определяет меридиональные смещения шторм-тре- ков, ВАК главным образом влияет на сам циклогенез и, следовательно, связано с интен- сивностью зональной циркуляции в Атлантико-Европейском регионе. Усиление/ослабление зональной циркуляции сопровождается положительными/отрицательными термическими аномалиями в рассматриваемом регионе. Скандинавское колебание. Несмотря на тот факт, что СК проявляется не во все месяцы года и в целом играет второстепенную роль в формировании внутрисезонных ано- малий поля давления на территории Европы, отдельные регионы исследуемой территории подвержены сильному влиянию этого колебания в январе и феврале. Если в декабре существенной связи различных фаз СК с температурой воздуха не выяв- лено, то в январе ситуация кардинально меняется (рис. 3, а). Область отрицательных зна- чений сигнала над Прикаспийской низменностью существенно расширяется, захватывая нижний Дон и крайний восток Украины, значения разностного композита увеличиваются (по абсолютной величине) до −5. . .−6 ◦C. Наиболее быстро влияние СК ослабевает в южном и юго-западном направлениях. Хорошо заметно влияние Черного моря на ослабление связи региональной температуры воздуха с этим колебанием. Февраль характеризуется максимальным развитием СК, что выражается в формиро- вании поля устойчивых отрицательных значений композитов по всей исследуемой терри- тории с максимальными значениями по модулю более 9 ◦С над Волгоградской областью (см. рис. 3, б ). Зона интенсивного влияния СК распространяется на восточные и север- ные области Украины, и далее на Молдову, Румынию и Болгарию. Также как и в январе, хорошо видно ослабление влияние СК в Черноморском регионе. В марте региональные проявления СК резко ослабевают, область максимальных отри- цательных значений сигнала (около −3 ◦С) смещается на территорию Белоруссии. Таким образом, СК, характеризующее условия антициклонического блокирования на севере Европы, обусловливает формирования отрицательных аномалий приземной темпе- ратуры в Восточной Европе до −4,5 ◦С (в феврале). Несмотря на то, что такие условия наблюдаются достаточно редко, они в значительной степени влияют на формирование ано- мально холодных зим на территории Восточной Европы. 104 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №6 Восточно-атлантическое/Западно-российское колебание. Несмотря на то, что данный режим изменчивости оказывает влияние на Евразию в течение всего года, для тер- ритории Восточной Европы, и в особенности Причерноморья, оно не играет существенной роли в формировании температурных аномалий в январе и феврале. Главной отличительной чертой этой осцилляции является ее наиболее выраженное про- явление в первом зимнем месяце — декабре. В последующие 2–3 месяца его вклад в общую дисперсию поля в целом уменьшается. Как видно из рис. 4, а, в декабре размытая область максимальных (по модулю) значений сигнала охватывает юго-запад Украины, часть Бал- канского полуострова, северное побережье Турции и район Кавказа (т. е. Черноморский регион). Типичная величина разностного композита здесь −4 ◦C. При этом наблюдается устойчивое уменьшение уровня сигнала в северо-западном направлении с переходом на противоположный знак в районе Прибалтики. В январе (см. рис. 4, б ) структура полученного поля похожа на декабрьскую, но имеет несколько более сложную конфигурацию с выделенным центром с отрицательными значе- ниями сигнала на юго-востоке Украины и в Азовском море. Значения разностных компо- зитов уменьшаются (по абсолютной величине), но достигают, тем не менее, −3 ◦С. В феврале центр с максимальными отрицательными значениями разностного композита смещается на юго-запад и локализуется теперь над Балканским полуостровом. Несмотря на общее ослабление анализируемого сигнала в регионе, активность данного центра возрас- тает (что отражается в локальных значениях композита до −5 ◦С). Другой особенностью февральского поля разностного композита является большая зональность в структуре поля изолиний (см. рис. 4, в), что также отражает общее ослабление ВАЗР колебания. Таким образом, два последних колебания, описывающие антициклонические условия в Европейском регионе, обусловливают развитие отрицательных аномалий приземной тем- пературы в регионе. Типичная величина этих аномалий достигает максимума по абсолют- ной величине (до −5 ◦С) в середине зимы в восточной части ЕТР. Связь экстремальных термических аномалий с циркуляционными индекса- ми. Анализ среднемесячных аномалий приземной температуры по данным 12-ти гидроме- теорологических станций, расположенных в рассматриваемом регионе, показал, что прак- тически все экстремально низкие аномалии в январе и феврале в период с 1950 по 2012 гг. наблюдались при отрицательной фазе ВАК. При этом в 62% случаев индекс САК также был отрицателен, а в 82% случаев наблюдалась положительная фаза СК. Типичная вели- чина таких аномалий −10 ◦C. Наименьшее влияние на формирование аномалий в январе и феврале оказывает ВАЗР колебание, которое (как показано выше) наиболее выражено в декабре. Экстремально теплые зимы, напротив, отмечались при положительной фазе ВАК (почти в 95% случаев), которая в 82% случаев сопровождалась отрицательной фазой СК. Экстремально высокие среднемесячные температуры как правило не превышают 6–7 ◦С. Таким образом, экстремально холодные зимы отмечаются в регионе при ослаблении зональной циркуляции и развитии антициклонического блокирования над Северной Ев- ропой, а экстремально теплые — при усилении зональной циркуляции в Атлантико-Евро- пейском регионе, что проявляется в определенном сочетании положительных и отрица- тельных фаз анализируемых мод. Причем абсолютная величина экстремальных аномалий среднемесячной температуры в холодные зимы существенно превышает соответствующую величину термических аномалий противоположного знака. 1. Полонский А.Б. Роль океана в изменениях климата. – Киев: Наук. думка. – 2008. – 184 с. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №6 105 2. Barnston A.G., Livezey R.E. Classification, seasonality and persistence of low-frecuency atmospheric cir- culation patterns // Monthly Weather Rev. – 1987. – 115, No 6. – P. 1083–1126. 3. Hurrell J.W. Decadal trends in the North Atlantic oscillation: regional temperatures and precipitation // Science. – 1995. – No 5224. – P. 676–679. 4. Rogers J. C. North Atlantic storm track variability and its association to the North Atlantic oscillation and climate variability of Northern Europe // J. Clim. – 1997. – No 7. – P. 1635–1647. 5. Нестеров Е. С. Особенности состояния океана и атмосферы в различные фазы североатлантического колебания // Метеорология и гидрология. – 1998. – № 8. – С. 74–82. 6. Полонский А.Б., Башарин Д.В., Воскресенская Е.Н., Ворли С. Североатлантическое колебание: опи- сание, механизмы и влияние на климат Евразии // Мор. гидрофиз. журн. – 2004. – № 2. – С. 42–57. 7. Thompson, D.W. J., Wallace J.M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophys. Res. Lett. – 1998. – 25, No 9. – P. 1297–1300. 8. Крыжов В.Н. Связь средней годовой температуры воздуха в Северо-Западной Евразии с арктичес- ким колебанием // Метеорология и гидрология. – 2004. – № 1. – С. 5–14. 9. Нестеров Е. С. Североатлантическое колебание: атмосфера и океан. – Москва, Гидрометцентр РФ, 2013. – 144 с. 10. Полонский А.Б., Башарин Д.В. О влиянии Североатлантического и Южного колебаний на измен- чивость приземной температуры в Европейско-Средиземноморском регионе // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2002. – 38, № 1. – С. 135–145. 11. Нестеров Е. С. О восточно-атлантическом колебании циркуляции атмосферы // Метеорология и гидрология. – 2009. – № 12. – С. 32–40. 12. Вязилова Н.А. Циклоническая активность и колебания циркуляции в Северной Атлантике // Там же. – 2012. – № 7. – С. 5–14. 13. Bueh C., Nakamura H. Scandinavian pattern and its climatic impact // Q. J.R. Meteorol. Soc. – 2007. – 133. – P. 2117–2131. 14. Krichak, S. O., Alpert P. Decadal trends in the East Atlantic-West Russia pattern and Mediterranean pecipitation // Int. J. Climatol. – 2005. – 25. – P. 183–192. 15. Polonsky A., Bardin M., Voskresenskaya E. Variability of extratropical cyclonic activity in the Northern hemisphere associated with global processes in the ocean-atmosphere system // Cyclones: Formation, Triggers and Control / Ed. K. Oouchi and H. Fudeyasu. – New York: Nova Sci. Publ., 2012. – Chapter 8. – P. 161–196. Поступило в редакцию 03.02.2014Морской гидрофизический институт НАН Украины, Севастополь Одесский государственный экологический университет Член-кореспондент НАН України О.Б. Полонський, I. О. Кiбальчич Мiжрiчна мiнливiсть циркуляцiї атмосфери i аномалiї температури Схiдної Європи в зимовий перiод За даними ре-аналiзу NCEP i стандартних метеорологiчних спостережень за 1950–2012 рр. показано, що максимальний вплив на зимовi аномалiї середньомiсячної температури повiт- ря в пiвнiчно-захiднiй частинi Схiдної Європи чинить Пiвнiчноатлантичне коливання, а в схiднiй частинi — Скандинавське коливання. Типовi значення аномалiй середньомiсячної температури, що зумовленi цими модами, досягають 4–5 ◦С. У Чорноморському регiонi пе- реважає вплив Схiдно-атлантичного i Схiдно-атлантичного/Захiдно-росiйського коливань. Зумовленi ними середньомiсячнi аномалiї температури повiтря досягають 2–2,5 ◦C. Пози- тивнi фази Пiвнiчноатлантичного i Схiдно-атлантичного коливань супроводжуються по- зитивними аномалiями приземної температури на бiльшiй частинi Схiдної Європи, а Скан- 106 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №6 динавського i Схiдно-атлантичного/Захiдно-росiйського коливань — негативними. Екстре- мально низькi аномалiї температури найчастiше вiдзначаються при поєднаннi негативної фази Схiдно-атлантичного коливання i позитивної фази Скандинавського коливання, а екс- тремально високi — при поєднаннi позитивної та негативної фаз Схiдно-атлантичного i Скандинавського коливань вiдповiдно. Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.B. Polonsky, I. A. Kibalchich Interannual variability of the atmospheric circulation and temperature anomalies in the Eastern Europe in winter Using NCEP re-analysis and routine meteorological observations for 1950–2012, it is shown that the maximum impact on the winter monthly air temperature anomalies in the North-western part of the Eastern Europe is due to the North Atlantic Oscillation (NAO), while in the Eastern part to the Scandinavian pattern (SP). Typical monthly air temperature anomalies due to these modes reach 4–5 ◦C. In the Black Sea region, the influence of Eastern Atlantic (EAO) and Eastern- Atlantic/Western-Russian (EAWR) oscillations dominates. Associated monthly anomalies of the regional air temperature reach 2–2.5 ◦C. Positive phase of NAO and EAO is accompanied by positive temperature anomalies over the major proportion of the Eastern Europe, while the same phase of SP and EAWR oscillations — by negative ones. Negative temperature extremes in January-February are mostly observed, when EAO- and SP+ phases coincide, while positive extremes occur when EAO+ and SP- phases are observed simultaneously. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №6 107

Межгодовая изменчивость циркуляции атмосферы и аномалии температуры Восточной Европы в зимний период

Institution

Ähnliche Einträge