Тема: ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ НА КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ В ФИНСКОМ ЗАЛИВЕ

Изменения уровня моря являются важным и значимым показателем изменения климата и оказывают прямое влияние на повседневную жизнь людей в прибрежных районах. Любое долгосрочное изменение средних или экстремальных значений уровня Балтийского моря окажет неотъемлемое воздействие на экономическое и социальное развитие региона. В Финском заливе основное воздействие данных изменений на себе испытывают такие секторы экономики как энергетика, защита побережья и судоходство.
В октябре 2023 года побережья Балтийского моря в Германии и Дании подверглись сильному штормовому нагону, который затронул немецкую территорию Шлезвиг-Гольштейн и некоторые районы южной Дании. Критический подъем уровня в море, вызванный мощным циклоном, привел к масштабным наводнениям в таких городах, как Фленсбург и Шлезвиг - Гольштейн. В результате были прорваны по меньшей мере 7 дамб, а ущерб, причиненный Шлезвиг-Гольштейну, составил сумму более 200 миллионов евро. Уровень в восточной части Финского залива поднимался до отметки 222 см. Это недавнее стихийное событие в очередной раз указывает нам на важность учета факторов, которые являются индикаторами меняющегося в наше время климата, для совершенствования прогнозов и управления наводнениями в регионе Балтийского моря и за его пределами.
Понимание социально-экономических последствий стихийных бедствий, в том числе, связанных с колебаниями уровня моря, имеет решающее значение для оценки, прогнозирования и борьбы с будущими катастрофическими угрозами, которые влечет за собой изменение климата.
Циркуляция атмосферы в Атлантико-Европейском регионе играет важную роль для определения характера регионального климата бассейна Балтийского моря и прилегающих территорий. Характер крупномасштабных процессов атмосферной циркуляции является одними из основных факторов, определяющих связь между местным повышением уровня и глобальной изменчивостью климата.
Оценка возможных изменений уровня в Балтийском море и Финском заливе в связи с климатическими изменениями и влиянием крупномасшабных процессов в атмосфере является как региональной практической задачей, так и актуальной научной проблемой.
Показателями крупномасштабных циркуляционных процессов, с имеющимися длительными многолетними рядами, являются ряды повторяемости форм атмосферной циркуляции Вангенгейма-Гирса. Также имеются длительные многолетние ряды наблюдений над уровнем в Кронштадте и некоторых других пунктах в Финском заливе, что позволяет исследовать разномасштабные связи между атмосферной циркуляцией и уровнем моря в этих пунктах.
Цель настоящей работы выявление связей разного временного масштаба между повторяемостью форм циркуляции атмосферы над Атлантико-Европейским регионом и уровнем моря в Финском заливе.
Для поиска этих связей были применены статистические методы и решены следующие задачи...
Купить

Длительные ряды среднемесячных значений уровня в Финском заливе и ряды помесячной повторяемости форм атмосферной циркуляции позволили сделать ряд выводов о связи уровня моря с атмосферными процессами над Атлантико-Европейским регионом. Рассмотрены ряды значений уровня в Кронштадте (наиболее длительный), Хельсинки, Хамине, и Ханко.
Линейная корреляция между среднемесячными значениями уровня и повторяемостью форм циркуляции статистически значима и очевидна. Коэффициент корреляции между отклонениями от нормы в Кронштадте и формой W равен + 0,52, с формой Е минус 0,49. В других пунктах значения примерно такие же. Связь очевидна, т.к. форма W подразумевает преобладание западно-восточного переноса, активную циклоническую деятельность, и частые западные ветры при определенных траекториях циклонов. Форма Е соответствует в целом преобладанию над Европейской частью РФ восточных переносов, и большей вероятностью отрицательных отклонений уровня от нормы.
Гармонический анализ позволил выявить колебания в рядах уровня и повторяемости форм циркуляции с периодами около 12 и 6 месяцев с наибольшим вкладом (до 17%). Эти квазициклические колебания связаны с весенними половодьями и осенними паводками для уровня и весенними и осенними сезонами обострения циклонической деятельности с преобладанием формы W. Такая связь очевидно имеет место, но должна учитываться в деятельности заинтересованных морских отраслей.
После исключения квазисезонной цикличности посредством скользящего 13 месячного осреднения наибольший вклад в дисперсию рядов уровня вносят колебания с периодом 8 лет. Их вклад в рядах уровня и форм циркуляции достигает 6-8%. Цикличность с таким периодом в гидрометеорологических характеристиках в Балтийском бассейне отмечалась рядом авторов и связывается с гео- или гелиофизическими факторами. Такая долгопериодная изменчивость может быть использована в долгосрочных рекомендациях морским и проектным организациям. В рядах форм циркуляции наибольший вклад среди долгопериодных вносят гармоники с периодами 60 и 40 лет. Цикличности с периодами от 30 лет до 60 лет могут с определенной «натяжкой» быть выделены в рядах уровня, но их вклад в дисперсию рядов не превышает 1-2%.
Совместный кластерный анализ рядов уровня и форм циркуляции позволил выделить и подтвердить отмеченные в работах последователей классификации Вангенгейма-Гирса эпохи преобладания тех или иных форм циркуляции. Наиболее интересный вывод касается последних 30-40 лет. Гидрометеорологам очевидно, что в начале и середине 80-х гг произошли существенные изменения в климатической системе Земли. Во многих работах, обращающихся к индексам и формам циркуляции, отмечено, что к 80-м гг закончилась «эпоха Е» и началась «эпоха W».
Кластерный анализ (совместная классификация «уровень-формы циркуляции») отчетливо показал, что уровень также сменился в 80-х гг. Этот вывод подтверждает также отмеченный в некоторых работах российских и балтийских океанологов факт, что уровень в Балтике и Финском заливе с начала ХХ в до 80-х гг практически не изменялся, а с начала 80-х монотонно повышается.
В наших расчетах получено повышение среднего уровня на 8 см в последние 40 лет, что соответствует росту уровня примерно на 2-3 мм в год. Выявленные цикличности вряд ли изменят эту тенденцию в ближайшие несколько лет в силу их малого вклада в дисперсии рядов. Вероятно только очередная смена циркуляционных эпох может поменять тенденцию.
Умеренный средний сценарий многих авторов (без ускорения) подразумевает рост уровня в Балтике не более, чем на 3 мм в год (в заливах несколько больше) или 30 см за 100 лет, что доставит некоторые неудобства прибрежной инфраструктуре, но не будет иметь катастрофических последствий, какие могут приносить краткосрочные колебания уровня.

Купить