📄Работа №171116
Тема: Реакция стратосферного полярного вихря на вулканические извержения в тропиках
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
география
Объем:
70 листов
Год:
2022
Просмотров:
74
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗЕМЛЮ 5
1.1 Извержения вулканов 5
1.2 Извержения вулканов и атмосферная циркуляция 6
1.3 Влияние извержений вулканов на климат Земли 7
1.4 Квазидвухлетнее колебание 8
1.5 Фаза Эль-Ниньо-Южное колебание 9
2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДАННЫЕ 11
2.1 Извержения вулканов 11
2.2 Используемые реанализы 13
2.3 Остаточная меридиональная циркуляция 14
2.4 Стационарные планетарные волны 15
3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 17
3.1 Стратосферный полярный вихрь 17
3.2 Остаточная меридиональная циркуляция 32
3.3 Амплитуды стационарных планетарных волн в поле геопотенциала 44
3.4 Анализ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 68
1. ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗЕМЛЮ 5
1.1 Извержения вулканов 5
1.2 Извержения вулканов и атмосферная циркуляция 6
1.3 Влияние извержений вулканов на климат Земли 7
1.4 Квазидвухлетнее колебание 8
1.5 Фаза Эль-Ниньо-Южное колебание 9
2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДАННЫЕ 11
2.1 Извержения вулканов 11
2.2 Используемые реанализы 13
2.3 Остаточная меридиональная циркуляция 14
2.4 Стационарные планетарные волны 15
3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 17
3.1 Стратосферный полярный вихрь 17
3.2 Остаточная меридиональная циркуляция 32
3.3 Амплитуды стационарных планетарных волн в поле геопотенциала 44
3.4 Анализ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 68
📖 Введение
Вулканическая активность может длится всего несколько суток, но выбросы могут влиять на климат годами. Крупные извержения изменяют радиационный баланс, и этот эффект может сохраняться от двух до трех лет после извержения вулкана. Также, одна из популярных гипотез изменения климата, это влияние различных газов, попадающих в атмосферу после извержения, на химические реакции в атмосфере. Во время крупных взрывных извержений в стратосферу выбрасывается огромное количество вулканического газа, аэрозольных капель и пепла. Извергаемый пепел быстро падает из стратосферы — большая его часть удаляется в течение нескольких дней или недель — и мало влияет на изменение климата. Но вулканические газы, такие как диоксид серы, могут вызвать глобальное похолодание. Этот эффект может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет в зависимости от характеристик извержения. Вулканический диоксид углерода, парниковый газ, может способствовать глобальному потеплению. Вулканы вызывали глобальное потепление на протяжении миллионов лет в истории Земли, когда происходили экстремальные вулканические процессы, выбрасывавшие парниковые газы в атмосферу.
Однако только редкие крупные извержения выбрасывают вулканические газы в стратосферу, где они могут напрямую изменять химический состав, создавать аэрозоли, влиять на количество приходящей и уходящей радиации и динамику стратосферы. В настоящее время на Земле известно более 500 действующих вулканов, а неизвестных подводных вулканов должно быть гораздо больше.
Взрывоопасные вулканы могут значительно различаться по своему вкладу газов и частиц в стратосферу. Вулканы с одинаковым выделением энергии могут вносить в стратосферу совершенно разное количество выбросов из-за характера их взрывного извержения; один может извергаться в сторону (например, гора Сент-Хеленс), в то время как другой может извергаться, по существу, вертикально (как Эль-Чичон и гора Пинатубо). В общем, вулканы, которые извергают андезит, а не менее вязкий базальт, содержат более высокую пропорцию газа к лаве и извергаются с более сильным взрывом, часто проникающим в тропопаузу.
Местоположение вулкана и изменчивость высоты тропопаузы в зависимости от широты будут влиять на величину вулканического выброса, достигающего стратосферы. Время года извержения также важно из-за сезонной циркуляции и тропосферно-стратосферного обмена...
Однако только редкие крупные извержения выбрасывают вулканические газы в стратосферу, где они могут напрямую изменять химический состав, создавать аэрозоли, влиять на количество приходящей и уходящей радиации и динамику стратосферы. В настоящее время на Земле известно более 500 действующих вулканов, а неизвестных подводных вулканов должно быть гораздо больше.
Взрывоопасные вулканы могут значительно различаться по своему вкладу газов и частиц в стратосферу. Вулканы с одинаковым выделением энергии могут вносить в стратосферу совершенно разное количество выбросов из-за характера их взрывного извержения; один может извергаться в сторону (например, гора Сент-Хеленс), в то время как другой может извергаться, по существу, вертикально (как Эль-Чичон и гора Пинатубо). В общем, вулканы, которые извергают андезит, а не менее вязкий базальт, содержат более высокую пропорцию газа к лаве и извергаются с более сильным взрывом, часто проникающим в тропопаузу.
Местоположение вулкана и изменчивость высоты тропопаузы в зависимости от широты будут влиять на величину вулканического выброса, достигающего стратосферы. Время года извержения также важно из-за сезонной циркуляции и тропосферно-стратосферного обмена...
✅ Заключение
Целью данной работы было изучение влияния извержений вулканов в тропиках на стратосферный полярный вихрь через дальние связи.
Были отобраны четыре года с извержениями вулканов в тропиках в Северном полушарии и похожие года с аналогичными фазами Эль-Ниньо - Южное колебание и квазидвухлетним колебанием. В соответствии в выбранными годами с извержениями и без них были сформированы четыре кейса с помощью которых происходило сравнение и оценивалось влияние извержений вулканов на вихрь.
С помощью данных реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды - ERA-Interim - были получены данные о давлении в центре стратосферного полярного вихря, а с помощью реанализа Управления глобального моделирования и ассимиляции в области моделирования и усвоения данных - Merra-2 - были полученные данные остаточной меридиональной циркуляции и амплитуды стратосферных полярных волн.
Были проанализированы изменения в меридиональной циркуляции в Северном полушарии в годы после извержения и в похожие годы без извержения. Выявлено, что остаточная меридиональная циркуляция в года после извержения отличается от остаточной меридиональной циркуляции более слабым потоком на высотах около 40 км в декабре и более сильным в феврале и марте. Также, после летних извержений вулканов поток в январе более слабый в сравнении с январями в зимы без извержений, а после зимних извержений вулканов в январе поток более сильный.
При сравнивании амплитуд стационарных планетарных волн в холодный период в Северном полушарии, отмечается более сильное увеличение амплитуд после зимних извержений во второй и третьей гармонике в декабре-январе до значений 1100 м и 450 м и выше, соответственно. При том, в холодный период в года без извержения в кейсах с зимними извержениями не наблюдается сильного увеличения амплитуд ни на одной из гармоник. После летних извержений можно наблюдать увеличение амплитуды в феврале только в первой гармонике до значений 2500 м и выше. В рассматриваемых кейсах с летними извержениями в схожие периоды без извержений отмечается увеличение амплитуды на первой, второй и третьей гармониках до значений 2200 м, 900 м и 550 м и выше, соответственно.
Анализируя давление в центре стратосферного полярного вихря в зимние месяцы можно отметить, что после извержения вулкана изменяется развитие вихря и его площадь. Можно отметить, что в зимы после извержения давление в центре вихря в феврале ниже, чем в выбранные зимы без извержения, а также больше по площади. Также, в кейсах с зимними извержениями давление в центре вихря в январе глубже, чем в схоже годы. В кейсах с летними извержениями другая ситуация, давление в центре вихря в январе выше, чем в январях других рассматриваемых зим.
Кроме этого, поведение вихря в декабре в зимы после извержения меняется в зависимости от местоположения вулкана. Так, в первом и втором кейсах, где вулканы находятся в Центральной Америке, давление в центре вихря выше и меньше по площади, чем в другие рассматриваемые зимы. А в третьем и четвертом кейсах давление в декабре ниже и больше по площади, в сравнении со схожими зимами, вулканы находятся в Юго-Восточной Азии.
Исходя из всех выводов можно сказать, что извержения вулканов в тропиках в Северном полушарии оказывают влияние на стратосферный полярный вихрь через дальние связи.
Были отобраны четыре года с извержениями вулканов в тропиках в Северном полушарии и похожие года с аналогичными фазами Эль-Ниньо - Южное колебание и квазидвухлетним колебанием. В соответствии в выбранными годами с извержениями и без них были сформированы четыре кейса с помощью которых происходило сравнение и оценивалось влияние извержений вулканов на вихрь.
С помощью данных реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды - ERA-Interim - были получены данные о давлении в центре стратосферного полярного вихря, а с помощью реанализа Управления глобального моделирования и ассимиляции в области моделирования и усвоения данных - Merra-2 - были полученные данные остаточной меридиональной циркуляции и амплитуды стратосферных полярных волн.
Были проанализированы изменения в меридиональной циркуляции в Северном полушарии в годы после извержения и в похожие годы без извержения. Выявлено, что остаточная меридиональная циркуляция в года после извержения отличается от остаточной меридиональной циркуляции более слабым потоком на высотах около 40 км в декабре и более сильным в феврале и марте. Также, после летних извержений вулканов поток в январе более слабый в сравнении с январями в зимы без извержений, а после зимних извержений вулканов в январе поток более сильный.
При сравнивании амплитуд стационарных планетарных волн в холодный период в Северном полушарии, отмечается более сильное увеличение амплитуд после зимних извержений во второй и третьей гармонике в декабре-январе до значений 1100 м и 450 м и выше, соответственно. При том, в холодный период в года без извержения в кейсах с зимними извержениями не наблюдается сильного увеличения амплитуд ни на одной из гармоник. После летних извержений можно наблюдать увеличение амплитуды в феврале только в первой гармонике до значений 2500 м и выше. В рассматриваемых кейсах с летними извержениями в схожие периоды без извержений отмечается увеличение амплитуды на первой, второй и третьей гармониках до значений 2200 м, 900 м и 550 м и выше, соответственно.
Анализируя давление в центре стратосферного полярного вихря в зимние месяцы можно отметить, что после извержения вулкана изменяется развитие вихря и его площадь. Можно отметить, что в зимы после извержения давление в центре вихря в феврале ниже, чем в выбранные зимы без извержения, а также больше по площади. Также, в кейсах с зимними извержениями давление в центре вихря в январе глубже, чем в схоже годы. В кейсах с летними извержениями другая ситуация, давление в центре вихря в январе выше, чем в январях других рассматриваемых зим.
Кроме этого, поведение вихря в декабре в зимы после извержения меняется в зависимости от местоположения вулкана. Так, в первом и втором кейсах, где вулканы находятся в Центральной Америке, давление в центре вихря выше и меньше по площади, чем в другие рассматриваемые зимы. А в третьем и четвертом кейсах давление в декабре ниже и больше по площади, в сравнении со схожими зимами, вулканы находятся в Юго-Восточной Азии.
Исходя из всех выводов можно сказать, что извержения вулканов в тропиках в Северном полушарии оказывают влияние на стратосферный полярный вихрь через дальние связи.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.