ВВЕДЕНИЕ 3
1. ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ НА СТРАТОСФЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ 5
1.1 Общее определение солнечного излучения 5
1.2 Влияние солнечной радиации на климатические процессы 6
1.3 Общая циркуляция атмосферы 8
1.4 Динамическая связь между стратосферой и тропосферой 9
2. ВЛИЯНИЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ СКМ НА СТРАТОСФЕРУ И ТРОПОСФЕРУ 11
2.1 Северная кольцевая мода 11
2.2 Североатлантическое колебание 13
2.3 Взаимосвязь между Северной Кольцевой Модой и Североатлантическим колебанием 14
3. ВОЛНОВАЯ АКТИВНОСТЬ 15
3.1 Определение волновой активности 15
3.2 Что показывает анализ волновой активности в атмосфере ? 16
3.3 Взаимосвязь волновой активности с стратосферой и тропосферой 17
4. ТРОПОПАУЗА И ЕЕ СВОЙСТВА 18
4.1 Общее описание тропопаузы 18
4.2 Взаимосвязь между потоком солнечной активности и тропопаузой 19
4.3 Меняется ли состояние тропопаузы при высокой или низкой солнечной активности? 20
5. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАНЕТАРНЫХ ВОЛН В АТМОСФЕРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТРЕХМЕРНЫХ ПОТОКОВ ВОЛНОВОЙ АКТИВНОСТИ 22
5.1 Трехмерный поток волновой активности 22
5.2 Метод анализа планетарных волн 23
5.3 Планетарные волны в ионосфере 24
5.4 Архив данных реанализа MERRA-2 26
6. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ПО ПОСТАВЛЕННЫМ
ЗАДАЧАМ 28
6.1 Распределение амплитуды планетарной волны в поле геопотенциальной высоты 28
6.2 Расчет и построение компонент Fz и Fy потока волновой активности на разных высотах. 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 59
В современном мире динамика атмосферы привлекает все больше внимания исследователей, особенно в контексте взаимодействия между стратосферой и тропосферой. Этот процесс оказывает существенное влияние на климатические условия и атмосферные явления. В рамках данной работы рассматривается взаимодействие этих двух слоев атмосферы в условиях высокой солнечной активности и положительной стратосферной климатической моды (СКМ).
Согласно исследованиям, взаимодействие стратосферы и тропосферы играет ключевую роль в формировании атмосферных процессов. Изменения в одном из этих слоев могут вызывать каскад эффектов, влияющих на климатические условия на поверхности Земли. В контексте глобальных изменений климата понимание этих взаимосвязей становится необходимым для прогнозирования и адаптации.
Цель: проведение комплексного анализа взаимодействия стратосферы и тропосферы в условиях высокой солнечной активности и положительной СКМ. Для достижения этой цели будут рассмотрены основные теории, проведен обзор современных исследований, и выполнен анализ данных, полученных с использованием различных методов наблюдения и моделирования.
Задачи:
1. Проанализировать распределение амплитуды планетарной волны в поле геопотенциальной высоты в условиях высокой и низкой солнечной активности и положительной фазе СКМ
2. Рассчитать и построить компоненты Fz и Fy потока волновой активности по рассматриваемым годам за выбранные месяца наблюдений
3. Изучить динамические процессы, протекающие на различных высотах атмосферы Земли, и их взаимодействия в условиях низкой/высокой солнечной активности в положительной фазе СКМ...
В результате выполнения данной работы были решены все поставленные задачи и сделаны следующие выводы:
1. В годы с высокой солнечной активностью и положительной фазой СКМ период высоких значений амплитуды планетарной волны в поле геопотенциальной высоты более продолжителен (до 10 дней), чем в годы с низкой солнечной активностью.
2. В года с НСА и положительной фазой СКМ максимальные значения амплитуды планетарных волн превышают те, что наблюдаются в года с ВСА (до 500 гп.м.).
Максимальные значения амплитуды для всех рассмотренных гармоник отмечаются ниже по высоте в условиях ВСА. Например, для первой гармоники: в условиях НСА - 60 км, ВСА -55 км.
3. Анализ осредненной компоненты Fz потока волновой активности для февраля и марта демонстрирует, что в годы НСА области с положительными значениями Fz на высотах 4,3 км и 7км менее обширны в районе Алеутского минимума и на севере Атлантики, чем в годы ВСА.
Отрицательные значения Fz на высотах 4,3 км и 7 км в феврале занимают большую площадь в годы ВСА, в то время как в марте в годы НСА.
На высоте 10 км во всех случаях изменения минимальны или совсем отсутствуют.
4. Анализ осредненной компоненты Fу потока волновой активности для февраля и марта показывает, что положительные значения в годы НСА имеют более локальное распределение, в то время как в годы ВСА охватывают более развернутую площадь. Данное наблюдение сохраняется на всех рассмотренных высотах.
Отрицательные значения в высокую солнечную активность занимают большую площадь, чем в года с низкой солнечной активностью, проявляя стабильность в своем распределении на разных высотах.
