Тема: Анализ влияния разных фаз ЭНЮК и КДК на зимнюю стратосферу с использованием модели средней и верхней атмосферы

В последние годы изменение климата стало глобальной проблемой, требующей серьезного внимания и исследования. Изменения в атмосфере влияют на множество аспектов жизни на Земле, включая здоровье людей, сельское хозяйство, экономику и экосистемы. Одним из факторов, влияющих на климат, является Эль-Ниньо - Южное колебание (ЭНЮК). Этот климатический феномен, который происходит в тропической части Тихого океана, может вызвать изменения температуры и осадков на большей части планеты.
Другим фактором, который может повлиять на климат, являются квазидвухлетние колебания (КДК). Квазидвухлетние колебания - это колебания зонального ветра в тропической атмосфере, которые имеют период около двух лет.
Кроме того, исследованию также подлежат внезапные стратосферные потепления (ВСП). ВСП - это быстрое увеличение температуры в стратосфере на высоте от 10 до 50 км над уровнем моря в полярных областях. Эти потепления могут привести к изменениям в режиме циркуляции атмосферы, что в свою очередь может влиять на погодные условия на поверхности Земли.
Анализ влияния различных фаз ЭНЮК и КДК на зимнюю стратосферу является актуальной задачей, поскольку зимняя стратосфера является важным компонентом атмосферы, который влияет на погоду и климат в целом.
Предметом исследования данного дипломного проекта являются изменения в зимней стратосфере в разных фазах ЭНЮК и КДК. Объектом исследования являются климатические феномены, влияющие на зимнюю стратосферу, включая ЭНЮК, КДК и ВСП.
Для понимания влияния ЭНЮК, КДК и ВСП на климат, необходимо проводить исследования, используя различные методы. Одним из методов является использование численного моделирования, в данной работе - Модели верхней и средней атмосферы (МСВА).
Цель данного дипломного проекта - исследовать влияние различных фаз Эль-Ниньо - Южное колебание и квазидвухлетних колебаний на зимнюю стратосферу с использованием МСВА. Исследование позволит лучше понять, как эти факторы могут влиять на климат в целом. В частности, нужно определить, какие именно изменения происходят в зимней стратосфере в разных фазах ЭНЮК и КДК и как они связаны с внезапными стратосферными потеплениями (ВСП). Для достижения данной цели будет проведен анализ данных, полученных с помощью МСВА.
Задачи:
Выполнялись следующие задачи:
1. Собрать данные о фазах ЭНЮК и КДК, зимней стратосфере и ВСП.
2. Использовать МСВА для моделирования атмосферных условий.
3. Проанализировать влияние различных фаз ЭНЮК и КДК на ВСП в зимней стратосфере.
В результате исследования будет получена информация о том, как различные фазы ЭНЮК и КДК влияют на зимнюю стратосфере и визуально показано как Высотно-временные сечения амплитуд СПВ1 и среднего зонального потока, 62.5 с.ш., отклонения среднезональной температуры от средних за зимний период значений, 87.5 с.ш. Будет проанализировано, какие именно изменения происходят в различных фазах ЭНЮК и КДК и как они связаны с ВСП.
Результаты исследования могут иметь важное значение для понимания влияния климатических феноменов на поведение атмосферы, в частности на зимнюю стратосферу. Они могут помочь улучшить прогнозы погоды и климата, что в свою очередь может способствовать разработке более эффективных мер по приспособлению к изменению климата...
Купить

В данной работе было проведено исследование влияния разных фаз Эль - Ниньо - Южное Колебание и Квазидвухлетних колебаний на зимнюю стратосферу с использованием Модели средней и верхней атмосферы. Было получено по десять ансамблей для четырех разных фаз.
Исследование показало, что квазидвухлетние колебания (КДК) и Эль- ниньо - Южное колебание (ЭНЮК) оказывают существенное влияние на зимнюю стратосферу. Наблюдения и моделирование подтверждают наличие изменений в вертикальном и горизонтальном распределении температуры, планетарных волн и среднем зональном потоке.
Важным результатом исследования является обнаружение обратной связи между КДК и ЭНЮК с изменениями температуры в стратосфере и мезосфере. При каждом взаимодействии КДК и ЭНЮК с областью потепления образуется область похолодания, связанная с изменением геопотенциала и перераспределением давления и ветров в атмосфере. Возникающие волны, распространяющиеся от стратосферы до мезосферы, могут вызывать области похолодания в мезосфере.
Дополнительно, исследование выявило наличие периодических зон ослабления и усиления планетарных волн (ПВ) и среднего зонального потока при каждой фазе КДК и ЭНЮК. Наблюдаемая неоднородность может быть связана с влиянием поверхности Земли. Однако, важно отметить, что такая картина не является характерной для реанализов.
В отношении ЭНЮК, наблюдается меньшее количество ВСП при западной фазе КДК, как в случае Эль-Ниньо, так и Ла-Нинья. Эль-Ниньо вызывает ослабление среднего зонального потока, а при восточной фазе КДК часто наблюдается разворот ветра. Ожидания подтверждаются для Ла-Нинья, но не для Эль-Ниньо. При Ла-Нинья восточная фаза также сопровождается более выраженной активностью ПВ. Варианты с наличием восточной фазы ЭНЮК и Эль-Ниньо показывают наиболее ярко выраженные ВСП и изменение направления ветра. В то же время, при Ла-Нинья и западной фазе КДК отсутствуют возмущения стратосферы.
Таким образом, результаты исследования подтверждают важность учета КДК и ЭНЮК при анализе зимней стратосферы. Они играют существенную роль в формировании вертикальных и горизонтальных изменений в атмосфере, вызывая области потепления и похолодания, а также влияя на активность ПВ и среднего зонального потока.
В дальнейшем, следует подробнее исследовать причину, по которой планетарные волны и значения среднего зонального потока для Эль -Ниньо схожи как для западной, так и для восточной фаз, что не соответствует реанализу.
В целом, результаты данного исследования подчеркивают важность учета КДК и ЭНЮК при прогнозировании и изучении зимней стратосферы. Понимание этих феноменов и их воздействия на атмосферу может помочь улучшить наши погодные прогнозы и климатические модели, а также расширить наше знание о долгосрочных изменениях в атмосфере и климате Земли.

Купить