ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ВЕТРОВОГО РЕЖИМА СРЕДНЕЙ
АТМОСФЕРЫ 4
1.1 Общие сведения 4
1.2 Ветры в стратосфере 5
1.3 Квазидвухлетние колебания 8
1.4 Солнечная активность 10
1.5 Число Вольфа 11
ГЛАВА 2 ДАННЫЕ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА 13
1.2 Реанализ MERRA-2 13
2.2 Остаточная меридиональная циркуляция 14
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ДАННЫХ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69
Стратосфера - это слой атмосферы, который находится между тропосферой и мезосферой и ее границы варьируются в зависимости от широты и времени года.
Атмосфера Земли условно подразделяется на слои. Если рассматривать характер изменения температуры с высотой как основной признак деления, то стратосфера является вторым слоем атмосферы и располагается над тропосферой; его начальная и конечная высоты связаны с изменениями температуры с высотой. В прошлом коммерческое использование стратосферы было ограничено, но в последние несколько десятилетий возрос интерес, особенно к системам наблюдения Земли, чтобы заполнить пробел между мирами космоса (спутникового, глобального масштаба) и воздухоплавания (самолеты, дроны). Стратосферные платформы будут играть важную роль в нескольких областях, связанных с окружающей средой, здоровьем и продуктами питания. Различные виды деятельности могут поддерживаться инструментами следующего поколения, способными автоматически обнаруживать данные и изображения в режиме реального времени с большей точностью и непрерывностью наблюдений. Основная идея стратосферных платформ состоит в том, чтобы расширить мониторинг Земли в региональном масштабе с упором на ограниченные области. По этой причине необходимы точные метеорологические прогнозы, чтобы гарантировать стационарность. Минимальные ветровые условия в течение значительной части года делают стратосферу оптимальным регионом для высотных дирижаблей. На самом деле воздушные шары могут работать здесь месяцами, при этом вертикальное движение достигается за счет изменения количества воздуха в объеме, а горизонтальное движение связано с ветром. В частности, наличие противоположных ветров на разных высотах позволяет станции оставаться относительно статичной; т. е. аэростат поддерживается на расстоянии менее 50 км от своей станции [1]...
В ходе работы были выделены года из разных солнечных циклов с высокой и низкой солнечной активностью за 40 лет с 1980г. по 2020г. (включительно) с использованием данных реанализа MERRA-2.
За исследуемый период была проанализирована среднезональная компонента (с использованием данных реанализа MERRA-2) для условий низкой (f10.7<100) и высокой (f10.7 >150) солнечной активности из 4 циклов с 1980г. по 2020г. В выбранные года был проведен анализ среднезональной компоненты в тропических широтах обоих полушарий с учетом фазы квазидвухлетнего колебания. Аналогичный анализ проводился и для средних широт обоих полушарий.
Была проанализирована изменчивость остаточной меридиональной циркуляции в Северном и Южном полушариях с учетом солнечной активности и фаз КДК.
По итогам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Отклонение от осредненной для каждого месяца среднезональной компоненты вне зависимости от солнечной активности не превышают 30 м/с по модулю. Следует отметить, что отклонения, достигающие 30 м/с наблюдаются как в условиях низкой, так и в высокой солнечной активности. Максимальное отклонение при низкой солнечной активности на высоте 25 км наблюдается в августе - сентябре 1986г., 2009г. и 2017г. от 5° ю.ш. до 5° с.ш., при высокой солнечной активности на этой же высоте максимальное отклонение наблюдается в июне-июле 1980 г. на 5° ю.ш. На высоте 35 км максимальное отклонение - 35 м/с в 2002г. июль - октябрь на 5° ю.ш. Анализ полярных широт не проводился.
2. Влияние фазы КДК при низкой и высокой солнечной активности на разных высотах в тропической стратосфере сказывается по-разному: на 15 км влияние КДК - наименьшее, что вероятно связанно с влиянием тропопаузы и особенностью используемой модели реанализа, на высоте 25 км направление зональной компоненты в тропической зоне всегда соответствует фазе КДК, максимальное отклонение от средней - 30 м/с, на высоте 35 км влияние КДК ослабевает, отклонения от среднего значения не зависимо от фазы КДК, может быть как сильно положительным (до 25 м/с), так и сильно отрицательным (до 35 м/с), четче всего отклик КДК виден в 1994-1997 года (переходный период между 22-23 солнечными циклами), обратная ситуация для переходного периода между 21-22 солнечными циклами (1985-1987гг.).
3. Средние широты сложно анализировать, фазы КДК здесь явно не сказываются. В средних широтах Северного полушария при высокой солнечной активности аномалии меньше (до 20 м/с). При низкой солнечной активности отклонения от средней достигают 30 м/с. В Южном полушарии аномалии одинаковые (до 10 м/с) как при высокой, так и при низкой солнечной активности, исключение составляет 2002 год, когда наблюдалось внезапное стратосферное потепление. Осцилляции в Северном полушарии больше, что связанно с топографическими особенностями.
4. При анализе ОМЦ в годы с высокой и низкой солнечной активностью, видно, что КДК опосредованно сказывается на зональной компоненте через ОМЦ. Зональная компонента одинакова при высокой и низкой солнечной активности, но разная при разных фазах КДК.
