Введение 3
1. Общая информация 5
1.1 Волны в атмосфере 5
1.2 Планетарная волна 6
1.3 Квази-двухлетние колебания 8
2. Используемые данные и методики 14
2.1 Японский реанализ JRA-55 14
2.2 Вейвлет-анализ 16
3. Полученные результаты 21
3.1 Результаты полученные для 1 фазы КДК 21
3.2 Результаты полученные для 2 фазы КДК 31
3.3 Результаты полученные для 3 фазы КДК 40
3.4 Результаты полученные для 4 фазы КДК 49
Заключение 59
Список литературы 60
Стратосфера и тропосфера - это взаимосвязанная система, поэтому любые изменения динамических, химических и радиационных процессов в стратосфере могут повлиять на состав тропосферы и климат. Возмущения тропосферы, в свою очередь, вызывают изменения в составе стратосферы и циркуляции, которые влияют на погоду и климат в тропосфере. Лучшее понимание влияния стратосферных химических, радиационных и динамических процессов на тропосферный климат и его изменение необходимо для выполнения задач, связанных с прогнозированием изменений климата в будущем. Изучение изменчивости динамических процессов в стратосфере является важной фундаментальной задачей физики атмосферы. Одним из основных объектов исследования служат волны планетарного масштаба. В результате диссипации волны могут пространственное перераспределять импульс и энергию тем самым воздействуя на тепловой баланс и циркуляцию атмосферы. Планетарные волны (ПВ) в средней атмосфере могут сильно взаимодействовать со средним зональным ветром и меридиональной циркуляцией, таким образом, играя ключевую роль в тепловом балансе, балансе импульса и химического состава атмосферы.
Не так много волн планетарного масштаба с большими амплитудами на высотах средней атмосферы, которые наблюдаются из года в год и имеют регулярную сезонную изменчивость. Прежде всего вспоминают про атмосферные приливы и во вторую очередь - про квази-двухдневную волну. Существуют данные наземных наблюдений, свидетельствующие о том, что ПВ модулируют атмосферные приливы и что взаимодействие между планетарными волнами и приливами может быть основным источником приливной изменчивости в верхних слоях атмосферы.
Целью данной работы было исследование зависимости двухдневной волны от фазы квази-двухлетних колебаний (КДК).
Для достижения цели выпускной квалификационной работы были поставлены и решены следующие задачи:
1) Выбор данных японского реанализа JRA-55 для лет в условиях 4 различных фаз КДК (западной и восточной и двух переходных фаз).
2) Получение 3 гармоники меридиональной составляющей ветра двухдневной волны на 6 заданных широтах (22.5° ю.ш.; 12.5° ю.ш.; 2.5° ю.ш.; 2.5° с.ш.; 12.5° с.ш.; 22.5° с.ш.).
3) Графическое представление полученных распределений амплитуд двухдневной волны с использованием вейвлет-анализа полученных гармоник.
4) Анализ полученных результатов.
По результатам анализа полученных данных за период с 1976 по 2012 годы можно сделать вывод о зависимости двухдневной волны от фазы КДК, так на основе построенных распределений амплитуд 3 гармоники меридиональной составляющей ветра для 6 заданных широт (22.5° ю.ш.; 12.5° ю.ш.; 2.5° ю.ш.; 2.5° с.ш.; 12.5° с.ш.; 22.5° с.ш.) Северного и Южного полушарий можно утверждать, что:
Значения амплитуд двухдневной волны принимают наибольшие значения в экваториальных широтах и уменьшаются по мере отдаления от экватора. Так, например, в условиях 2 фазы (западной) КДК максимальные значения амплитуд на 22.5° ю.ш. и 22.5° с.ш. составляли 1,8 м/с и увеличивались в среднем на 0,4 м/с по мере приближения к экватору, достигая 3,0-3,4 м/с, и наблюдались в январе и феврале.
В целом для зим в условиях 4 фазы КДК максимумы значений амплитуд наблюдались преимущественно в январе и феврале и составили 1,5-1,8 м/с. Как и в других фазах КДК максимальные амплитуды наблюдались на 2,5° с.ш.
В зимы в условиях 1 и 3 фаз (переходные) КДК максимальные значения амплитуды двухдневной волны наблюдались преимущественно в январе и марте, но максимальные амплитуда в условиях 3 фазы (переходная фаза с западную на восточную) заметно больше, до 3,0-3,2 м/с, тогда как в противоположной фазе - 2,4-2,7 м/с.
Следует отметить, что зимы с наибольшими амплитудами волн, не зависимо от фазы КДК, всегда наблюдались в годы отрицательной фазы ЭНЮК. Это особенно заметно, на широтах: 22.5° ю.ш., 22.5° с.ш. 12.5° ю.ш. и 12.5° с.ш. В районе экватора в условиях положительной фазы ЭНЮК так же присутствовали большие амплитуды. В условиях нейтральной фазы ЭНЮК амплитуды более сглаженные и меньше по значениям относительно других фаз.
