ВВЕДЕНИЕ з
1. ДИНАМИКА СТРАТОСФЕРЫ И ЕЁ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С
ТРОПОСФЕРОЙ 4
1.1 Строение и вертикальная структура атмосферы 4
1.2 Квазидвухлетние колебания 15
1.3 Исходные данные и методы расчета 19
2. АНАЛИЗ ПОГОДЫ (ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА) НА
ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ 22
2.1 Выделение дат сильных аномалий на исследуемой
территории 22
2.2 Связь выявленных аномалий с циркуляцией в тропосфере 36
3. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В СТРАТОСФЕРЕ ВО ВРЕМЯ
АНОМАЛИЙ ПОГОДЫ В ТРОПОСФЕРЕ 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
Список используемых источников 75
Приложение 77
Человеческая жизнь на Земле сильно зависит от погодных условий. Влияние стихии, её воздействие на все сферы человеческой жизни неоспоримо - всё, начиная от возможности передвижения на кораблях, самолётах, поездах, заканчивая физическим комфортом, находится под влиянием погоды. Отсюда возникает необходимость прогноза столь сильно воздействующих на человеческую жизнь условий, вместе с этим требуется информация о процессах, происходящих в атмосфере: условия формирования различных метеорологических ситуаций, влияние различных параметров на возможный сценарий развития явления - то есть физику и химию атмосферы.
Так как синоптические процессы происходят в тропосфере - слое, ближайшем к поверхности Земли, она подвергается самому тщательному изучению. Некоторое время назад считалось, что взаимодействие тропосферы и стратосферы незначительно, отчего более детально рассматривали факт задерживания в стратосфере различных выбросов, влияющих на доступ солнечной радиации к поверхности Земли. В конце XX века была обнаружена взаимосвязь процессов происходящих в тропосфере и стратосфере, началось изучение влияния динамики стратосферных процессов на погодные условия, играющие столь важную роль в жизни человека.
В данной работе рассматривается влияние динамических процессов стратосферы на погодные условия тропосферы. В качестве объекта исследования рассматриваются квазидвухлетние колебания и аномалии температуры в зимний период на Европейской территории России.
Взаимосвязь процессов тропосферы и стратосферы вызывает интерес у людей, занимающихся исследованиями в сфере метеорологии.
В результате проведенного анализа положительных аномалий температуры воздуха в холодный период — с декабря по март — выявлено, что практически на всех станциях самым аномальным месяцем, с точки зрения продолжительных потеплений, является февраль.
Именно в феврале чаще всего наблюдались аномалии температуры, а также присутствовали периоды сильных аномалий - как по продолжительности, так и по значению максимума. Ярко выраженные аномальные периоды тепла выявлены на станциях Калининград, Санкт- Петербург, Псков. При этом наиболее продолжительные зимние потепления наблюдаются после 1990 года.
В декабре и январе практически на всех исследуемых станциях наблюдались длительные аномалии тепла, но в тоже время продолжительность и амплитуда аномалий меньше, чем в феврале. Для марта также прослеживаются положительные аномалии тепла, порой достигавшие больших значений максимума и продолжительности (как март 2008 года).
В результате анализа влияния стратосферных процессов на тропосферные потепления была выявлена связь между аномалиями температуры тропосферы на ЕТР в холодный период (с декабря по март) в года квазидвухлетних колебаний и аномалиями стратосферной циркуляции. На стандартной высоте стратосферы - 10 гПа (30-31 км) - наблюдается перестройка полей геопотенциальной высоты, после чего, с задержкой в 7-10 дней, в тропосфере наблюдается потепление. Данная связь лучше всего прослеживается у потеплений зимних месяцев и начала марта. Данная ситуация не прослеживалась в марте 1999 года, когда за 7-10 дней до потепления не наблюдался очаг отрицательной аномалии геопотенциальной высоты, как это было в остальных случаях.
1. Моханакумар К. Взаимодействие стратосферы и тропосферы / Пер. с англ. Р.Ю. Лукьяновой; Под ред. Г.В. Алексеева. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. - 452 с.
2. Ильянш В.В. Химия окружающей среды. Лекция 2. Химический состав атмосферы, 10 с.
3. Зюляева Ю. А. Строатосферно-тропосферное взаимодействие в различные фазы тихоокеанского десятилетнего колебания. - М., 2020. - 27 с.
4. Варгин П.Н. О стратосферно-тропосферных взаимодействиях / Варгин П.Н., Володин Е.М., Карпечко А.Ю., Погорельцев А.И., Вестник российской академии наук, 2015. том 85, № 1, с. 39-46
5. Угрюмов А.И., Лаврова И.В. Основные закономерности общей циркуляции атмосферы: учебное пособие / А.И. Угрюмов, И.В. Лаврова. - Санкт- Петербург: РГГМУ, 2021. - 72 с.
6. Хайруллина Г.Р. Квазидвухлетние колебания в атмосфере Земли. Обзор: наблюдение и механизмы формирования / Хайруллина Г.Р., Астафьева Н.М.
- М. Учреждение Российской академии наук Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН), 2011. - 60 с.
7. Погорельцев А.И. Межгодовая и климатическая изменчивость сроков весенней перестройки циркуляции атмосферы / Погорельцев А.И. Савенкова Е.Н. Ученые записки РГГМУ. 2009.- №11 - С. 53-62
8. Алексеева Е. Г. Колебания циркуляции стратосферы и их связь с температурой воздуха в нижней тропосфере / Алексеева Е. Г., Анискина О. Г. Сборник материалов Всероссийской научной конференции с международным участием «Земля и Космос». - 2020. - С. 13 -15
9. URL: https://www.ecad.eu/ (база данных со станций)
10. Диденко К. А., Ермакова Т. С., Погорельцев А. И., Ракушина Е. В. Климатическая изменчивость стратосферно-тропосферных взаимодействий, наблюдаемая в последние десятилетия // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2021. Т. 37. № 4. C. 159-170
11. URL: https: //www. ecmwf. int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era- interim (данные реанализа)
12. Зуев В.В. Динамика стратосферных полярных вихрей / Зуев В.В., Е.С. Савельева; Сиб. отд-ние Рос. акад. наук, Институт мониторинга климатических и экологических систем. - Новосибирск: Академическое изд- во «Гео», 2020. - 115 с. (в пер.)
13. URL: http://meteoweb.ru/news/2016/03/wn2016030800.php (рисунок циркумполярного вихря)
14. URL: https://geographyofrussia.com/sloi-atmosfery-2/ (рисунок
вертикального разреза атмосферы)
15. URL: https://geography-a.ru/menu-1 -20/701 -atmosfera-zemli.html (график распределения температуры)
URL: https://commons. wikimedia. org/wiki/F ile :Earth Global Circulation- ru.svg (рисунок ячеек атмосферной циркуляции)