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.
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.
