Тема: ЦИКЛОНИЧНОСТЬ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ ЗЕМЛИ

Изучение общей циркуляции атмосферы является одной из актуальных и трудных задач метеорологии. Важной формой циркуляции являются циклоны и антициклоны. Эти системы оказывают большое влияние на погоду и климат Земли. Для сравнения и прогнозирования циклонов используются современные методы обработки информации. Знание закономерностей атмосферных процессов, в частности, всестороннее и глубокое изучение общей циркуляции атмосферы посредством изучения циклоничности и антициклоничности в её системе, является неотъемлемой частью проблемы прогнозов погоды и колебания климата. Макротурбулентность является одним из важнейших звеньев общей циркуляции атмосферы.
Данная работа посвящена изучению характеристик циклоничности внетропических широт северного полушария, в частности территории Евразии, Атлантического океана и Тихого океана (притропическая зона 30°-50° с.ш.). Решение поставленных в ней вопросов позволяет выявить закономерности и аномалии циклонической деятельности на исследуемой территории. Исходным материалом для данной работы служат ежедневные карты «Синоптических бюллетеней « северного полушария за 1998-2006 гг.
Актуальность данного исследования состоит в важности оценки изменения циклоничности на территории притропической зоны Северного полушария.
Целью данной работы является исследование изменчивости циклонической активности во времени и в пространстве в районах притропической зоны Северного полушария.
Для достижения поставленных целей в работе были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Создание банка данных индексов циклоничности
2. Расчет статистических характеристик циклоничности
3. Исследование характеристик циклонических режимов и их временной изменчивости в некоторых районах Северного полушария.
4. Исследование связей циклоничности в различных районах Северного полушария.
5. Выявление связей характеристик циклонических процессов и характеристик крупномасштабной циркуляции атмосферы.
6. Исследование флуктуаций циклонических процессов.
В качестве методов исследований привлекались методы математической статистики :регрессионный анализ, построение трендов, сравнение статистических характеристик, критерии значимости, вейвлет-анализ и спектральный анализ.
Структура и объем работы:
Данная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В первой главе рассмотрены сведения касающиеся циклонов и их роли в системе общей циркуляции атмосферы. Вторая глава заключается в рассмотрении исходного материала и способах его анализа и обработки. Третья глава посвящена анализу основных характеристик циклоничности в конкретных районах Северного полушария и изучению флуктуаций циклонических процессов. Четвертая глава раскрывает связи между изменчивостью циклоничности в некоторых районах Северного полушария и крупномасштабными процессами (солнечной активностью, зональной составляющей, северо-атлантическим колебанием и южным колебанием). В заключении описываются полученные результаты. Список литературы состоит из 14 наименований.
Купить

Изучение изменений циклонической активности очень важно для полноценного осознания крупномасштабной динамики атмосферы, для исследования долгопериодной изменчивости происходящих в ней процессов, а так же для изучения изменений климата.
Циклоны играют необыкновенно важную роль в формировании атмосферных процессов, отвечают за транспортировку тепла и влаги, кроме того, тесно связаны с опасными явлениями погоды. Этим объясняется актуальность данного исследования.
В ходе исследований были решены следующие задачи:
- Создан банк данных суточных индексов циклоничности за 1998-2006 гг.;
-Исследованы характеристики циклонических процессов и их временная изменчивость в притропической зоне северного полушария земного шара;
- Выявлены связи изменчивости характеристик циклонических режимов с характеристиками крупномасштабной циркуляции атмосферы;
- Изучены флуктуации циклоничности с применением спектрального анализа и вейвлет-анализа.
Основными выводами данной работы являются:
С 1998 года к 2006 году в каждом конкретно исследованном районе циклоничность изменяется не значительно. При этом интенсивнее циклонические процессы проявляются в Тихоокеанских районах, слабее в районах действия антициклонов(20,13)
В целом во всей притропической зоне проявляется уменьшение циклоничности от 1949 года к 2006 году.
Выявлены дальние связи между соседними Тихоокеанскими районами(16 и 17) с коэффициентом детерминации R2=0.28, Южно-Азиатскими районами (14 и 15),где R2=0.32. Кроме того, отмечаются связи между Северо-Американским районом и Южно-Азиатскими районами, с коэффициентом детерминации между 18 и 14районами R2=0.16,между 18 и 15 районами R2=0.28 и между Средиземноморским(13) районом и Тихоокеанскими(16 и 17) районами, где R2=0.15 и R2=0.18 соответственно. Положительная связь была обнаружена между арктическим(1) районом и Средиземноморским районом, с коэффициентом детерминации R2=0.10
Связи между изменчивостью циклоничности и характеристиками солнечной активности (числами Вольфа) за исследуемый период обнаружены не были.
Устойчивые связи были обнаружены между индексами зональной циркуляции Е.Н. Блиновой и циклоничностью в континетальных районах притропичекой зоны ( 13,14,15,18). Причем, основной вклад в изменчивость циклонических процессов, зональная циркуляция вносит в летний период.
Связей между изменчивостью циклоничности и Северо-Атлантическим колебанием в районах притропической зоны за исследуемый промежуток времени не было обнаружено.
Влияние явления Эль-Ниньо на циклоническую активность проявилось в Южно-азиатских(14,15) районах и Северо-Американских районах. Кроме того, в летнее время южное колебание оказывает влияние на циклоничность и в Средиземноморском районе, Тихоокеанских(16,17) и Северо-Американских(18,19) районах.
Были определены периоды колебаний индексов циклоничности. Таким образом, укорочение периодов флуктуаций, наблюдается в Средиземноморском и Южно-азиатском районе.
Во всех районах притропической зоны Северного полушария хорошо проявляются низкочастотные флуктуации, что говорит о хорошо выраженным годовым ходом циклоничности. Кроме того, в большинстве районов были обнаружены сезонные колебания. В Азорском ЦДА и Северо-Американском (16) районе наблюдались более короткопериодические флуктуации с периодом 31-54 суток и 18-30 суток. В Средиземноморском(13) и Южно-Азиатском(14) районах наблюдается укорочение флуктуаций по отношению к белому шуму.
Основные периоды флуктуаций циклоничности в притропической зоне Северного полушария за 1998-2006 год совпадают с периодами флуктуаций данной зоны за 1949-1969 год. Флуктуации циклоничности связанные с годовым ходом подтвердились и при исследовании индексов циклоничности путем вейвлет-анализа. Во всех районах притропической зоны Северного полушария за 1998-2006 гг. были обнаружены 11-ти месячные колебания и 4-х месячные колебания, которые можно идентифицировать как колебания годового хода и сезонные колебания соответственно. Кроме того, хорошо проявлялись квазидвухлетние и трехлетние циклы, которые более мощными оказались в начале и в конце исследуемого периода.

Купить