ВВЕДЕНИЕ 3
1. Климатические изменения последних десятилетий 5
2. Рост числа экстремальных погодных явлений 7
3. Атмосферные осадки в условиях изменяющегося климата 9
3.1 Основные механизмы формирования атмосферных осадков умеренных широт ...9
3.2 Влияние изменения климата на осадки 11
4. Крупномасштабные процессы, влияющие на осадки 14
4.1 Общие сведения о крупномасштабной циркуляции атмосферы 14
4.2 Влияние блокингов и опрокидывания волн Россби на формирование осадков....16
4.3 Факторы, приводящие к изменению крупномасштабной циркуляции 17
5. Описание территории исследования 18
5.1 Физико-географическое описание Восточной Сибири 18
5.2 Режимы осадков в Восточной Сибири 19
6. Материалы и методы 21
6.1 Описание базы данных 21
6.2 Методика оценки экстремальных осадков 22
6.3 Методика идентификации атмосферного блокирования 23
7. Синоптический анализ циркуляции 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 41
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
Из-за значительных последствий для на окружающей среды, общества и экономики влияние изменения климата на характеристики экстремальных осадков в последние десятилетия стало предметом многих исследований [43]. На начальном этапе рассмотрения этой проблемы было выявлено, что с увеличением концентрации CO2 в атмосфере растет вероятность выпадения экстремальных осадков. В настоящее время большинство исследователей подтверждают возрастание частоты и интенсивности случаев экстремальных осадков на большей части суши в связи с повышением глобальной температуры воздуха [28, 53, 6, 7, 69, 29, 45, 44]. С термодинамической точки зрения глобальное количество осадков увеличивается со скоростью 7 % на каждый 1° С потепления (так называемая скорость Клаузиса-Клайперона) [19, 23, 67]. Однако на рост количества осадков влияют и другие факторы (орографические, динамические и др.), которые важно учитывать при рассмотрении региональных особенностей возникновения сильных осадков.
Особое значение в настоящее время приобретает исследование влияния аномалий крупномасштабной циркуляции, таких как волны Россби и блокирующие системы, на формирование экстремальных осадков. Ряд исследований показывает тенденцию к увеличению амплитуды длинных планетарных волн, и как следствие, увеличению числа случаев атмосферного блокирования [14, 49, 39, 54 и другие]. В периоды блокирования типичный для средних широт западный перенос воздуха блокируется, и происходит вторжение холодных воздушных масс с Арктики и теплого воздуха в тропики далеко в средние широты, что вызывает длительные погодные аномалии.
Данное исследования посвящено изучению формирования экстремальных осадков на территории юга Восточной Сибири. Территория исследования находится на окраине аридного пояса Азии, на границе области с зональной циркуляцией и климатом летнего муссона Восточной Азии [2]. Данный регион отличается повышенной чувствительность к глобальным климатическим изменениям. Экосистема Восточной Сибири тесно связана с осадками летнего сезона, поэтому изучение их формирования крайне важно.
Цель данной работы - синоптический анализ условий опрокидывания волн Россби и формирования блокингов, и их роли при формировании осадков над территорией юга Восточной Сибири. Объектом исследования является территория юга Восточной Сибири, предметом - экстремальные осадки.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Получить данные об экстремальных осадках на территории Монголии и юга Восточной Сибири с 1982 по 2019 год методом процентильного анализа по данным архива GPCC;
2. Распределить события экстремальных осадков по группам в зависимости от территории, даты и продолжительности выпадения при помощи программы Panoply;
3. Для всех выбранных событий произвести численный, при помощи расчета индексов GHGN и GHGS. В результате сформировать таблицу блокирований и экстремальных осадков;
4. Выполнить синоптический анализ условий формирования экстремальных осадков и влияния блокирования в каждой группе.
Для описания современного состояния климата, причины его изменения и влияние на погодные экстремумы, был взят за основу шестой оценочный доклад МГЭИК, дополнительно привлекались работы отечественных и зарубежных авторов. При изучении механизмов формирования экстремальных осадков в умеренных широтах и их связи с изменениями климата использовались работы [6, 25, 22, 35, 70], и подробный обзор,
адресованный вопросу формирования осадков [19]. Изучению характеристик осадков на юге Восточной Сибири было посвящено несколько работ, на которых основано данное исследование. В работах [37, 38] впервые были выявлены режимы колебания поля осадков на исследуемой территории. Авторами [2, 3, 14, 17] были сделаны важные выводы о причинах таких колебаний, которые были использованы при синоптическом анализе событий экстремальных осадков. Полученные результаты крайне важны для понимания механизмов формирования экстремальных осадков на юге Восточной Сибири, которые в к настоящему времени недостаточно изучены, а также для развития методики прогноза опасных гидрометеорологических явлений на данной территории.
В разделах 1 и 2 кратко приведены сведения о климатических изменениях последних десятилетий, и связанных с ними экстремальных погодных явлениях. В разделе 3 описан механизм образования летних осадков в умеренных широтах и влияние на него изменения климата. В разделе 4 описано влияние крупномасштабной циркуляции на формирование экстремальных осадков и изменения циркуляции атмосферы в ответ на потепление климата. Территория исследования и режим осадков на ней описаны в разделе 5. В 6 разделе дается описание базы данных, методов оценки экстремальных осадков и идентификации блокирования. 7 раздел посвящен подробному описанию атмосферной циркуляции, влияющей на формирование осадков в каждой из групп.
Исследования [3, 15, 18] показали, что при положительной аномалии осадков в Монголии и отрицательной в Восточной Сибири область блокирования находится над Восточной Сибирью, а над Монголией наблюдается циклоническая циркуляция с вовлечением муссонного воздуха с юга. В то время как, при обратном распределении знаков аномалий осадков над Восточной Сибирью наблюдается ложбина, над Монголией - область повышенного давления, а блокирующий антициклон располагается над Европейской территорией России. Выпадение большого количества осадков в Монголии при наличии блокинга над Восточной Сибирью связано с эффектом интрузии и отсечения полярного воздуха при развитии глубоких ложбин и гребней определенного типа. Непосредственной причиной экстремальных осадков на территории Монголии являются фронтальные процессы в области соприкосновения воздушных масс.
