Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Проявление ВСП в погоде полярного региона»

Работа №174590

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

география

Объем работы52
Год сдачи2023
Стоимость4290 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
0
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 3
1. Внезапные стратосферные потепления 5
1.1 Механизм возникновения ВСП 6
1.2 Влияние на погоду и климат 9
1.3 Возможности прогнозирования 13
2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ДАННЫЕ 17
2.1 Реанализ MERRA-2 18
2.2 Реанализ JRA- 55 20
2.3 Реанализ ERA INTERIM 21
2.4 Данные радиозондирования 22
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 24
3.1 Определение периода ВСП 24
3.2 Геопотенциальная высота 28
3.3 Приземная температура воздуха и атмосферное давление 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49

Крупные атмосферные аномалии во время эпизодов внезапного стратосферного потепления (ВСП) позволяют лучше понять процессы взаимодействия во всей атмосфере. Эта связь предоставляет практическую возможность улучшить прогнозирование как атмосферной, так и космической погоды. Детальные знания о том, как стратосферные аномалии влияют на тропосферную погоду, откроют дверь для улучшения прогнозов. Воздействие ВСП на верхние слои атмосферы позволит ученым улучшить прогнозирование космической погоды, особенно для определения межсуточной изменчивости ионосферы. Физические процессы, влияющие на изменчивость слоев атмосферы Земли, действуют и в атмосферах других планет.
Вертикальный перенос энергии может быстро нагреть стратосферу и привести к разрушению стратосферного полярного вихря, представляющего собой круг сильных ветров, окружающих область низкого давления над полюсом. Известно, что со временем ВСП влияет на нижнюю тропосферу, что в свою очередь может привести к изменению погоды в высоких широтах. Такое влияние может продлится более месяца.
Неясно, какое влияние оказывает изменение климата на частоту возникновения и характеристики ВСП. Более того, современные определения событий ВСП могут оказаться неуместными в условиях совершенно другого климата. Но важно понимать, что в сложной и развивающейся системе Земли любое изменение ВСП неизменно повлечет за собой изменения во всей атмосфере.
Актуальность данной работы заключается в выявлении влияния внезапного стратосферного потепления на температуру воздуха и атмосферное давление у поверхности земли. Такое влияние возможно так как уже известно, что ВСП воздействует на термодинамическую ситуацию в стратосфере полярного региона, что в свою очередь сказывается на погоде в тропосфере приводя к погодным аномалиям.
Полученные в работе результаты могут помочь в совершенствовании краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды.
Целью данной работы является выявление зависимости температуры воздуха и атмосферного давления в полярном регионе при ВСП.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи
• Определить период ВСП по данным среднезональной температуры и зональной компоненты ветра, используя данные реанализа.
• Исследовать ход приземной температуры и атмосферного давления на метеостанциях полярного региона до, во время и после ВСП по данным реанализа и по данным зондирования.
• Выявить влияние ВСП на ход приземной температуры и давления в высоких широтах
• Выявить взаимосвязь приземной волны холода и ослабление циркумполярного вихря.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В результате проведенного анализа аномалий, происходящих на высотах стратосферы, изменения геопотенциальной высоты и изменений в приземной термической обстановке были сделаны следующие выводы:
1. Приземная волна холода связана с изменением циркуляции циркумполярного вихря. Район, в который идет его вытягивание или смещение, наиболее вероятно будет подвержен понижению температуры. Анализ 8 случаев внезапных стратосферных потеплений привел к следующим результатам:
2. Зимой 1983 - 1984 и 2008 - 2009 года ВСП приводит к расщеплению вихря. Оба раза ядра вихря смещались в сторону Новой Земли и Севера Канады. В остальные зимы происходило вытягивание с последующим смещением вихря.
3. В половине случаев смещение полярного вихря происходит в сторону Скандинавии, а в половине в сторону Гренландии.
4. Приземная волна холода начинает проявляться с первой недели ВСП. Она распространяется на Кольский полуостров, в глубь материков Евразия и Северная Америка.
5. На станциях Гренландии таких как Алерт, Юрика и Данмарксхавн понижение приземной температуры или не происходит, или не существенно, так как вихрь над ними находится еще до ВСП.



1. Thomas Birner, et al. Sudden Stratospheric Warmings P. Baldwin, Blanca Ayarzag’uena // Neal Butchart, Amy H. Butler, Andrew J. Charlton-Perez, Daniela I. V. Domeisen, Chaim I. Garfinkel, Hella Garny, Edwin P. Gerber, Michaela I. Hegglin, Ulrike Langematz, Nicholas M. Pedatella, 2020.
2. Butler and Gerber, Optimizing the Definition of a Sudden Stratospheric Warming, 2018.
3. Реакция тропосферной циркуляции на внезапное стратосферное потепление, наблюдаемое в январе 2013 г. А.И. Погорельцев, О.Г. Анискина, А.Ю. Канухина, Т.С. Ермакова, А.И. Угрюмов, Ю.В. Ефимова
4. David W. J. Thompson, et al. Stratospheric Connection to Northern Hemisphere Wintertime Weather: Implications for Prediction // Mark P. Baldwin, and John M. Wallace Van Loon et al., 1973.
5. Andrew J. Charlton A New Look at Stratospheric Sudden Warmings. Part I: Climatology and Modeling Benchmarks, 2007.
6. Labitzke Stratospheric-mesospheric midwinter disturbances: A summary of observed characteristics,1981.
7. Amy H. Butler A sudden stratospheric warming compendium 2017;
8. Logan Mitchell, et al. Supplementary Materials for Constraints on the Late Holocene Anthropogenic Contribution to the Atmospheric Methane // Budget, Ed Brook, James E. Lee, Christo Buizert, Todd Sowers, 2013.
9. Балдуин и Томпсон, 2009; Гербер и др., 2010.
10. Scherhag, R. (1952), Die explosionsartige Stratospharener warmung des Spatwinters 1951/52, Ber. Dtsch. Wetterdienstes, 66,51-63
11. И.В. Латышева, К.А. Лощенко, Е.В. Шахаева, Циркуляционные условия внезапных стратосферных потеплений в Северном полушарии в 21 веке, Наука о Земле, 2013г, Т.6, №1 с.106-121
12. В.В. Зуев, Н.Е. Зуева, В.Ю. Агеева, Е.С. Савельева, Особенности перестройки циркуляции стратосферы вследствие внезапного стратосферного потепления в январе 2009г, «Оптика атмосферы и океана», 2017г, том 30
13. Charlton Perez A., et al. On the lack of stratospheric dynamical variability in lowtop versions of the CMIP5 models // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. Р. 2494-2505.
14. Ravindra P. Singh, Duggirala Pallamraju On the latitudinal distribution of mesospheric temperatures during sudden stratospheric warming events, 2015.
15. Kakoti, G., Kalita, B. R., Bhuyan, P. K., Baruah, S., and Wang, K.: Longitudinal and interhemispheric ionospheric response to 2009 and 2013 SSW events in the African-European and Indian-East Asian sectors, J.Geophys. Res.-Space, 2020.
16. Dhaka, S. K., Kumar, V., Choudhary, R. K., Ho, S. P., Takahashi, M., and Yoden, S.: Indications of a strong dynamical coupling between the polar and tropical regions during the sudden stratospheric warming event January 2009, based on COSMIC/FORMASAT3 satellite temperature data, Atmos. Res., 166, 2015
17. Holt, L. A., Randall, C. E., Peck, E. D., Marsh, D. R., Smith, A. K., and Harvey, V. L.: The influence of major sudden stratospheric warming and elevated stratopause events on the effects of energetic particle precipitation in WACCM, J. Geophys. Res.-Atmos., 118, 2013.
18. Kornich, H., and E. Becker A simple model for the interhemispheric coupling of the middle atmosphere. Adv. Space Res., 45, 661-668, 2010
19. Karlsson, B., C. McLandress, and T. G. Shepherd Inter-hemispheric mesospheric coupling in a comprehensive middle atmosphere model. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 71, 2009
20. Pedatella, N. M., Chau, J. L., Schmidt, H., Goncharenko, L. P., Stolle, C., Hocke, K., Harvey, V. L., Funke, B., Siddiqui, T. How sudden stratospheric warming affects the whole atmosphere. - Eos, Earth and Space Science News, 99, 2018
21. Kolstad E., Breiteig T., Scaife A. The association between stratospheric weak polar vortex events and cold air outbreaks in the Northern Hemisphere // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2010. V. 136. Р. 886-893.
22. Ropelewski C.F., Jones P.D. An Extension of the Tahiti-Darwin Southern Oscillation Index // Mon. Wea. Rev. -1987. - Vol. 115. - P. 2161-2165.
23. Kidston et al., Stratospheric influence on tropospheric jet streams, storm tracks and surface weather // Adam A. Scaife, Daniel M Mitchell, Steven C. Hardiman, 2015.
24. Reichler, T., J. Kim, E. Manzini, and J. Kroger, A stratospheric connection to Atlantic climate variability, Nat. Geosci.,5, 783-787, 2012
25. Hu, J., Ren, R., and Xu, H.: Occurrence of winter stratospheric sudden warming events and the seasonal timing of spring stratospheric final warming, J. Atmos. Sci.,71, 2015
26. Noguchi, S., Kuroda, Y., Mukougawa, H., Mizuta, R., and Kobayashi, C.: Impact of satellite observations on forecasting sudden stratospheric warmings, Geophys. Res. Lett., 47, 2020
27. Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horanyi1, A., Munoz- Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., De Chiara1, G., Dahlgren, P., Dee, D., Diamantakis, M., Dragani, R., Flemming, J., Forbes, R., Fuentes, M., Geer, A., Haimberger, L., Healy, S., Hogan1,R.J., Holm, E., Janiskova, M., Keeley, S., Laloyaux, P., Lopez, P., Radnoti, G., De Rosnay, P., Rozum, I., Vamborg, F., Villaume, S., and Thepaut. J.-N.: The ERA5 global reanalysis, Q. J. Roy. Meteorol. Soc., 146, 1999-2049, 2020.
28. Singh, R. P. and Pallamraju, D.: On the latitudinal distribution of mesospheric temperatures during sudden stratospheric warming events, J.Geophys. Res.-Space, 120, 2926-2939, 2015
29. П.Н. Варгин, Е.М. Володин, А.Ю. Карпечко, А.И. Погорельцев, О стратосферно тропосферных взаимодействиях, Вестник Российской Академии наук, 2015, том 85, № 1, с. 39-46
30. Сидоренков Н.С. Методика подготовки данных об особенностях циркуляции атмосферы для мониторинга климата
31. Thompson, D. W. J., &Wallace, J. (2000). Annular modes in the
extratropical circulation. Part I: Month-to-month variability. Journal of Climate, 13(5), 1000-1016.
32. Ronald Gelaro, Will McCarty, Max J. Suarez , Ricardo Todling, Andrea Molod, Lawrence Takacs , Cynthia A. Randles , Anton Darmenov, Michael G. Bosilovich, Rolf Reichle, Krzysztof Wargan, Lawrence Coy , Richard Cullather , Clara Draper , SanthaAkella , VirginieBuchard , Austin Conaty , Arlindo M. da Silva, Wei Gu , Gi-Kong Kim, Randal Koster, Robert Lucchesi , Dagmar Merkova , Jon Eric Nielsen , Gary Partyka , Steven Pawson, William Putman, Michele Rienecker, Siegfried D. Schubert , Meta Sienkiewicz, Bin Zhao, The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2), Journal of Climate, 70, 2017, c. 5419-5454
33. KazutoshiOnogi, Junichi Tsutsui, Hiroshi Koide, Masami Sakamoto, The JRA-25 reanalysis, Journal of the Meteorological Society of Japan Ser II, 85, 2007, с. 369-432.
34. https ://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/era-interim


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ