ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЭЛЬ-НИНЬО И ВСП 7
1.1. Явление Эль-Ниньо 7
1.2. Индексы Эль-Ниньо 10
1.3. Циркуляция Брюера-Добсона и её возможная связь с ЭНЮК 12
1.4. Стратосферный отклик на различные фазы ЭНЮК 14
2. ВЫБОР ДАННЫХ ДЛЯ АНАЛИЗА 20
2.1. Индексы Эль-Ниньо 20
2.2. Определение месяцев с ВСП 23
2.3. Реанализ JRA-55 и MERRA2 25
2.4. Расчёт остаточной меридиональной циркуляции 29
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 30
3.1. Анализ результатов, полученных с использованием данных MERRA2. 30
3.2. Анализ результатов, полученных с использованием данных JRA 51
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 74
Эль-Ниньо Южное Колебание (ЭНЮК) - это атмосферно-океаническое явление, проявляющееся в повышении давления над тихоокеанскими тропиками и в колебании температуры поверхности моря (ТПМ) над Тихим океаном. Эль-Ниньо является объектом пристального внимания метеорологов со всего мира из-за его обширного влияния: несмотря на его локализацию у поверхности в экваториальном и субэкваториальном регионах, данная аномалия ТПМ и давления значительно влияет как на тропосферную циркуляцию, так и на стратосферную (посредством дальних связей), а изменение циркуляции, в свою очередь, значительно влияет на погоду на всём земном шаре [1].
В метеорологии принято делить ЭНЮК на 2 типа - классическое (каноническое, восточное в некоторых источниках) и Модоки (центральное) [2]. Мы же в выпускной квалификационной работе, которая послужила основой для дальнейших исследований, продемонстрировали, что Эль-Ниньо Модоки также можно делить на 2 подтипа, Модоки I и Модоки II. Предположение необходимости такой классификации было выдвинуто на основе индексов Эль-Ниньо, которые мы рассмотрим во введении. Это деление мы и будем использовать в наших исследованиях.
Главное различие типов канонического и Модоки - регион возникновения аномалии ТПМ. Как нетрудно догадаться по вторым названиям этих типов, каноническое, или восточное, отличается аномалией ТПМ в восточной части Тихого океана, а Модоки - центральное - в центральной экваториальной. В некоторых исследованиях отмечается, что канонический тип сейчас встречается всё реже, а центральный, наоборот, чаще [2]. Типы Модоки I и II же различаются не только по индексам (разные индексы связаны с несколько отличающимся регионом зарождения высокой ТПМ - при Эль- 3
Ниньо Модоки II она возникает на несколько градусов северо-восточнее и уже затем распространяется к экватору), но и по отклику в погодных явлениях в экваториальном и тропическом регионах и по реакции стратосферы на их возникновение.
Так, одним из важных стратосферных явлений, приводящим к серьёзным аномалиям циркуляции и температуры как в стратосфере, так и в тропосфере зимнего полушария является внезапное стратосферное потепление (ВСП) - резкое потепление в стратосфере на уровнях до 30-40 км, продолжающееся несколько суток (как правило, около двух недель). В бакалаврской выпускной квалификационной работе мы исследовали влияние трёх типов Эль-Ниньо на планетарные волны (стационарные, бегущие на запад и на восток), и выявили некоторые различия. Считается, что изменение интенсивности планетарных волн, распространяющихся из тропосферы в стратосферу, может спровоцировать ВСП посредством переноса энергии и импульса в стратосферное струйное течение. Его ослабление может привести к проникновению тёплых воздушных масс средних широт в полярные в стратосфере, что приводит к резкому повышению температуры...
Влияние такого важного для прогнозирования аномалий метеовеличин явления, как Эль-Ниньо, всё ещё является большой загадкой для метеорологов всего мира, несмотря на современные достижения науки и техники. Эта загадка решается уже многие десятилетия, и является столь запутанной из-за не всегда очевидных дальних связей тропосферы и стратосферы, а также из-за небольшого ряда данных для анализа, который зачастую не позволяет отделить случайности от закономерностей.
В выпускной квалификационной работе мы исследовали планетарную волновую активность при трёх типах Эль-Ниньо (а именно амплитуды планетарных волн с волновыми числами 1 и 2, а также трёхмерный поток волновой активности - поток Пламба). Это исследование показало значительные отличия в планетарной волновой активности в зависимости от типа положительной фазы явления и оказалось полезным нам в данной работе - так как усиление волновой активности ведёт к разрушению или деформации циркумполярного вихря, что, в свою очередь, влечёт за собой перемешивание стратосферных воздушных масс из умеренных широт с полярными.
Усиление планетарных волн напрямую провоцирует возникновение ВСП, однако есть факторы, влияющие и на его интенсивность. Так, более активный перенос тёплых воздушных масс в полярную стратосферу к границам циркумполярного вихря увеличит рост температуры в случае возникновения ВСП, так как разница температур воздушных масс внутри вихря и за его пределами будет более существенной.
Таким образом, нами уже был установлен характер влияния типа положительной фазы Эль-Ниньо на планетарную волновую активность, также было выдвинуто предположение о влиянии этого типа на ещё одно явление, влияющее на ВСП - остаточную меридиональную циркуляцию (или циркуляцию Брюера-Добсона в случае исследования стратосферы)...
