Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Исследование циклонических характеристик в северо-западном регионе России

Работа №173666

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

география

Объем работы68
Год сдачи2023
Стоимость4910 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
1
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 2
1 Цифровые методы идентификации циклонов .4
1.1 Идентификация циклонических образований 12
1.2 Прогнозирование вектора перемещения 13
1.3 Построение траекторий перемещения .14
1.4 Определение ложных траекторий перемещения 16
2 Используемые данные ..18
3 Исследование циклонических ситуаций на северо-западе России.... .20
3.1 Построение карт частоты случаев циклонических образований
на уровне приземного давления 27
3.2 Поверхность 700 гПа 33
3.3 Поверхность 700 гПа с учётом минимального критерия завихренности EMIN 42
3.4 Поверхность 500 гПа с учётом критерия минимальной завихренности EMIN 47
3.5 Аномалии количества циклонических образований на высоте
700 гПа для января и июля за период с 1960-го по 2022-ой год 51
3.6 Анализ данных 55
4 Заключение 63
5 Список используемых источников 66


Барические образования (циклоны и антициклоны) определяют погоду и это уже давно всем известно. Частота появления циклонов в тех или иных регионах, траектории циклонов определяют региональный и глобальный климат. С другой стороны, изменение климата приводит к изменению характеристик циклонов - их траекторий и интенсивности.
Для определения характеристик циклонической активности раньше использовали ручной анализ [1, 2]. С развитием компьютерных технологий разрабатываются методы цифровой идентификации циклонов [3, 4, 5, 6, 7, 8] Численные методы идентификации антициклонов наиболее сложны из-за слабых градиентов давления и тенденции к слабым максимумам, а также имеют слабые ветра и большое расстояние между точками максимумов давления и относительными максимумами завихренности антициклонов.
Сегодня существует такая точка зрения, что изменение климата проявляется в изменении траекторий и интенсивности циклонов. Это объясняет актуальность данного исследования.
Цель исследования ВКР - определить характеристики циклонической циркуляции на Северо-западе Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
■ Обработать данные реанализа JRA по давлению на уровне земли и на высотах 700 и 500 гПа с 1960-го по 2022-ой год, для оценки циклонических характеристик.
■ Построить карты общего количества циклонических образований для нашей территории на выбранных высотах, чтобы количественно оценивать случаи, в которых наблюдается циклоническая активность.
■ Построить карты общего количества циклонических образований, критерий завихренности которых превышает значение Е]| на высотах 700 и 500 гПа, чтобы пронаблюдать количество более мощных и интенсивных циклонических образований, исключая маловыраженные и малоподвижные циклоны.
■ Оценить циклоническую активность в зимний и летний периоды (за 1 выбранный месяц: в данной работе это январь и июль), для понимания, как меняется интенсивность циклонической активности в разные сезоны.
■ Также рассчитать аномалии от средне-климатического значения по каждому месяцу выбранного периода, для оценки изменчивости циклонической активности с начала и до конца периода исследования.
■ Анализировать полученные результаты, для оценки влияния климата на режим циклонического образования на северо-западе России

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В результате проведённых исследований мы получили следующее:
• На уровне приземного давления из года в год значительных изменений в количестве случаев циклонических образований не наблюдается. На протяжении всего исследуемого периода стабильно встречаются очаги максимумов и минимумов. Прослеживается полоса минимумов от 63-ей до 69-ой северной широты, а также выше 75-ой северной широты. Также можно увидеть постоянный максимум на юге Норвегии, и на юго-западе, выбранной территории почти во всех годах. На севере на водной поверхности также постоянно присутствует максимум циклонической активности, но оно изменчиво территориально (более восточнее или западнее, иногда центрально).
• На уровне 700 гПа структура уже существенно меняется, по сравнению с уровнем приземного давления. Можно наблюдать некоторые согласования с уровнем приземного давления, но в большинстве случаев на 700 гПа общая картина имеет значительные изменчивости. Это может быть обусловлено орографическими особенностями, которые оказывают значительное влияние на приземное циклонообразование. Например, это могут быть горные образования, вблизи которых циклонические образования могут распадаться; равнинные местности, на которых циклоны могут сохраняться достаточно долго, не теряя своей интенсивности, о чём нам и говорят часто встречающиеся зоны максимумов и минимумов. На высоте 700 гПа существенных препятствий и катализаторов нет, поэтому на данной высоте можно отследить некоторые зоны:
- Зона максимума, которая расположена вдоль 64-ой с. ш., встречается чаще всего. Это обусловлено высотной фронтальной зоной, где чаще всего и встречается циклоническая активность.
- Зона минимума количества циклонических образований над северным побережьем Норвегии и над центральной частью Финляндии также достаточно часто встречается на протяжении всего исследуемого периода. А также зона минимума на северной Польшей и Германией. Это может быть связано с тем, что когда циклонические образования выходят из фронтальной зоны, они начинают распадаться и заполняться. Поэтому на этих территориях они встречаются значительно реже.
При введении минимального критерия завихренности EMIN, у нас отсеиваются небольшие и неинтенсивные циклонические образования. И на изображениях появляется следующая структура: зона максимума находится приблизительно на 64-ой с. ш. и может перемещаться от года к году чуть се-вернее и южнее, но незначительно. Также, севернее и южнее зоны максимума расположены зоны минимумов. Это также связано с высотной фронтальной зоной.
На протяжении всего наблюдаемого периода наблюдаются незначительные изменения в количестве случаев циклонических образований. Но существенно не меняется. Количественная характеристика сохраняется практически в одном и том же диапазоне. Это говорит о том, что климатические изменения с 1960 по 2022 не внесли значительного вклада в циклонообразование на выбранной территории.
• На уровне 500 гПа с минимальным критерием завихренности EMIN наблюдается аналогичная структура, как на 700 гПа. Только на этой высоте может менять свою ширину зона максимума вдоль 64-ой с. ш. Это связано с тем, что на данной высоте прослеживаются только высокие циклонические образования с достаточно чётко выраженной и сформировавшейся структурой.
• При анализе отклонений от средне-климатических значений случаев циклонических образований исследуемого периода в январе и июле каждого года на высоте 700 гПа были выявлены некоторые особенности:
- В январе, из года в год, отклонения достаточно стабильны и не сильно отличаются количественно, т.е. в январе по количеству циклонообразований значения оставались примерно в одном и том же диапазоне.
- В июле аномалии показывали большую изменчивость, чем в январе, что может обусловиться разными режимами погоды - летним и зимнем. Летний режим циклонообразования сильно подвержен изменениям, так как на него может влиять неравномерность прогрева подстилающей поверхности, квази-двухлетние колебания, полярный вихрь и внезапные стратосферные потепления. Все эти факторы играют важную роль и оказывают значительные влияния на высотную фронтальную зону, где, в основном, и происходит наибольшая доля циклонообразования.



1. Petterssen S. 1950. Some aspects of the general circulation. Centen. Proc. Roy. Met. Soc., Roy. Meteor. Soc
2. Klein Wh. 1958. The Frequency of Cyclones And Anticyclones In Re-lation To The Mean Circulation. J. of Meteo.
3. Simmonds, I., R. J. Murray, and R. M. Leighton, 1999: A refinement of cyclone tracking methods with data from FROST. Aust. Meteor. Mag., Special Issue
4. Serreze Mc, Box Rg & Walsh je. 1993. Characteristics of Arctic Syn-optic Activity, 1952-1989. Meteorol. Atmos. Phys
5. Blender R, Fraedrich K & Lunkeit F. 1997. Identification of cyclone track regimes in the North Atlantic. Q J R Met Soc
6. Jones Da & Simmonds I. 1993. A climatology of Southern Hemi¬sphere extratropical cyclones. Clim.Dynam
7. Sinclair Mr. 1994. An objective cyclone climatology for the Southern Hemisphere. Mon. Wea. Rev.
8. Sinclair Mr. 1996. A climatology of anticyclones and blocking for the Southern Hemisphere. Mon. Wea. Rev
9. Loomis E. 1885. Areas of low pressure, their form, magnitude, direc-tion and velocity of movement, In: Contributions to Meteorology, Tuttle Moore- house & Taylor, New Haven CT, 67 pp.
10. Trigo If, Davies Td & Bigg Gr. 1999. Objective climatology of cy-clones in the Mediterranean region. J Climate, 12
11. IMILAST A Community Effort to Intercompare Extratropical Cy¬clone Detection and Tracking Algorithmsby Urs Neu, Mirseid G. Akperov et.
12. Hodges, K. I. , 2008: Confidence intervals and significance tests for spherical data derived from feature tracking. Mon
13. Loptien, U., O. Zolina, S. K. Gulev, M. Latif, and V. Soloviov, 2008: Cyclone life cycle characteristics over the Northern Hemisphere in coupled GCMs. Climate Dyn
14. Della-Marta, P. M., and J. G. Pinto, 2009: Statistical uncertainty of changes in winter storms over the North Atlantic and Europe in an ensemble of transient climate simulations. Geophys. Res. Lett
15. Sienz, F., A. Schneidereit, R. Blender, K. Fraedrich, and F. Lunkeit, 2010: Extreme value statistics for North Atlantic cyclones. Tellus,
16. Damien Irving, Ian Simmonds, and Kevin Keay Mesoscale Cyclone Activity over the Ice-Free Southern Ocean: 1999-2008
17. Rasmussen, E. A., and J. Turner, 2003: Polar Lows: Mesoscale Weather Systems in the Polar Regions. Cambridge University Press
18. Yuan, X. J., J. Patoux, and C. H. Li, 2009: Satellite-based midlatitude cyclone statistics over the Southern Ocean: 2. Tracks and surface fluxes. J. Ge-ophys. Res.
19. Parish, T. R., and D. H. Bromwich, 2007: Reexamination of the near-surface airflow over the Antarctic continent and implications on atmospheric circu-lations at high southern latitudes. Mon. Wea. Rev.
20. Yanase, W., and H. Niino, 2007: Dependence of polar low develop-ment on baroclinicity and physical processes: An idealized high-resolution numer-ical experiment. J. Atmos. Sci.
21. Rasmussen, E. A., and J. Turner and P. F. Twitchell, 1993: Report of a workshop on applications of new forms of satellite data in polar low research. Bull. Amer. Meteor. Soc.
22. Condron, A., G. R. Bigg, and I. A. Renfrew 2008: Modeling the im-pact of polar mesoscale cyclones on ocean circulation. J. Geophys. Res
23. Chelton, D. B., and M. H. Freilich, 2005: Scatterometer-based as-sessment of 10-m wind analyses from the operational ECMWF and NCEP numeri-cal weather prediction models. Mon. Wea. Rev
24. Patoux, J. R. C. Foster, and R. A. Brown, 2008: An evaluation of scat-terometer-derived oceanic surface pressure fields. J. Appl. Meteor. Climatol.
25. Murray, R. J., and I. Simmonds, 1991: A numerical scheme for track-ing cyclone centres from digital data. Part I: Development and operation of the scheme. Aust. Meteor. Mag
26. Pinto, J. G., T. Spangehl, U. Ulbrich, and P. Speth, 2005: Sensitivities of a cyclone detection and tracking algorithm: Individual tracks and climatology. Meteor. Z
27. Lim, E. and Simmonds, I. 2002. Explosive cyclone development in the Southern Hemisphere and a comparison with Northern Hemisphere events. Mon. Wea. Rev. 130
28. Hofst€atter, M., B. Chimani, A. Lexer, andG. Bl€oschl (2016), A new classificationscheme of European cyclone trackswith relevance to precipita- tion,WaterResour. Res.,52, 7086-7104,doi:10.1002/2016WR019146.Received 3 MAY 2016Accepted 20 AUG 2016Accepted article online 25 AUG 2016Published online 21 SEP 2016VC2016. American Geophysical Union.All Rights Reserved.Hofst€atter et al.european cyclone track types and precipita- tion7086Water Resources ResearchPublications
29. Simmonds, I. , R. J. Murray, and R. M. Leighton, 1999: A refinement of cyclone tracking methods with data from FROST. Aust. Meteor. Mag., (special edition)
30. M. Hofstatter, B. Chimani, A. Lexer, and G. Bloschl A new classifica-tion scheme of European cyclone tracks with relevance to precipitation
31. Zahn, M., and H. von Storch (2008), Tracking polar lows in CLM, Meteorol. Z.
32. Sinclair, M. R. (1994), An objective cyclone climatology for the southern Hemisphere, Mon. Weather Rev., 122, 2239-2256, doi: 10.1175/ 1520- 0493(1994)1222.0.CO;2.
33. Sinclair, M. R. (1997), Objective identification of cyclones and their circulation intensity, and climatology, Weather Forecasting, 12, 595-612, doi:10.1175/1520-0434(1997)0122.0.CO;2.
34. Trigo, I. F., G. R. Bigg, and T. D. Davies (2002), Climatology of cy-clogenesis mechanisms in the Mediterranean, Mon. Weather Rev., 130, 549-569, doi:10.1175/1520-0493(2002)130<0549:COCMIT>2.0.CO;2.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.