Автор Тема: Типизация блокирующих процессов в атмосфере Северного полушария  (Прочитано 268 раз)

Оффлайн Tuskarilla

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 764
  • с. Мессажай, Туапсинский район
    • Просмотр профиля

Оффлайн Tuskarilla

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 764
  • с. Мессажай, Туапсинский район
    • Просмотр профиля
Про полярные арктические вторжения

Цитировать
На основе рабочей базы данных был выполнен статистический анализ общей продолжительности арктических вторжений. Как показали результаты вычисления линейных трендов (табл. 2) для периода 1899–1948 гг., в пяти из шести секторов наблюдается падение ПАВ, и только в Европейском секторе — слабый рост ПАВ. Для 70-летнего ряда (1948–2017 гг.) наблюдаются восходящие линейные тренды продолжительности арктических вторжений для четырех секторов: Тихоокеанского, Атлантического, Дальневосточного и Сибирского. Наиболее существенный рост ПАВ отмечается в Тихоокеанском и Атлантическом секторах. В Европейском секторе наблюдается падение ПАВ со скоростью, близкой к скорости роста ПАВ в Атлан-тическом секторе. Только для трех секторов отмечаются статистически значимые величины падения (Европейский сектор) и роста (Тихоокеанский и Атлантический секторы) ПАВ как за весь исследуемый период, так и за последние 70 лет. Следует отметить незначительно изменяющуюся скорость падения ПАВ на протяжении 118-летнего периода и отдельных его периодов в Американском секторе.

Цитировать
Оказалось, что в Тихоокеанском секторе можно ожидать уменьшение значений ПАВ в ближайшее десятилетие, тогда как в Европейском секторе наметился слабый рост ПАВ.

Цитировать
В изменении ПАВ за период с 1899 по 2017 г. выявлены трендовые и циклические составляющие. Наибольший по величине положительный тренд характерен для Тихоокеанского и Атлантического секторов, а отрицательный - для Европейского и Американского секторов.Трендовая составляющая изменения продолжительности арктических вторжений в Тихоокеанском и Европейском секторах выбирает более 40 % от общей изменчивости исходных значений ПАВ. В Американском секторе тренд ПАВ сохраняет отрицательный знак весь период наблюдений (1899–2017 гг.), коэффициент детерминации составляет около 30 %. Спектральный анализ продолжительности арктических вторжений, а также спектрально-временной анализ позволили установить наличие в спектрах трендовой составляющей, квазипятидесятилетней, квазитридцатилетней (для Европейского сектора), квазидвадцатилетней и более короткопериодных квазициклических колебаний: 14–16-, 8–11-, 3–4- и 2-летних.Наличие таких циклов выявлено не только в результате проведенного спектрального анализа и СВАН, но и более простыми методами сглаживания, а также описания исходных данных полиномом 3-й степени. В совокупности результаты анализа позволяют считать квазипятидесятилетнее колебание достоверно установленным. Исключение составляют изменения ПАВ в Европейском секторе, где в долгопериодной полосе частот доминирующими являются циклы в интервале 20–30 лет.В отклонениях от тренда отчетливо проявляется достаточно мощная квазипятидесятилетняя составляющая для пяти секторов, кроме Европейского, где доминируют квазитридцатилетние колебания. Большой вклад трендовой и квазипятидесятилетней составляющей в общую изменчивость ПАВ позволил подойти к разработке компонентно-гармонического метода получения прогностических оценок ПАВ на ближайшие 10 лет.Полученная с помощью метода наименьших квадратов 3-компонентная модель изменчивости ПАВ, включающая линейный тренд, квазипериодические (20–30-лет-ние и 50–60-летние) колебания, описывает более 50 % изменчивости продолжительности арктических вторжений в большинстве секторов. На основании этой модели получены прогнозные оценки повторяемости арктических вторжений в шести секторах Северного полушария до 2025 г.: произойдет уменьшение ПАВ в Сибирском, Дальневосточном и Тихоокеанском секторах, увеличение ПАВ в Европейском секторе, после 20-х гг. текущего столетия, текущий рост ПАВ в Американском, в меньшей степени в Атлантическом секторах сменится после 2020 года снижением.

https://atmospheric-circulation.ru/wp-content/uploads/2020/07/254-995-1-SM.pdf


Оффлайн Tuskarilla

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 764
  • с. Мессажай, Туапсинский район
    • Просмотр профиля
Цитировать
Наиболее  часто  опасные  процессы  в  горах  Кавказа формируются при ЭЦМ 12а (рис.1а), 13л (рис. 1б), 9а (рис. 1в) и 12бл (рис. 1г) [11].Если при ЭЦМ 12а и 12бл южные циклоны свободно проходят к Кавказу и далее на север, то при ЭЦМ 13л путь им преграждает антициклон на ЕТР, а при ЭЦМ 9а - и над  акваторией  Чёрного  моря. В результате  фронты  обостряются  и  осадки увеличиваются. Из 54 рассмотренных случаев в 14 случаях (25,93 % от общего числа случаев) опасные  процессы в  горах  Кавказа  формируются  при  ЭЦМ  12а,  при  котором  выход средиземноморских  циклонов  на  западный  Кавказ  соседствует  с  арктическим вторжением на Каспийское море и Восточный Кавказ (рис. 1а). В результате соседства двух разнородных  воздушных  масс  происходит  обострение  атмосферных  фронтов  и увеличение количества осадков. С этим ЭЦМ связаны наводнения в Сочи в 2013 г.

В 11 случаях (20,37%) опасные процессы связаны с ЭЦМ 13л, при котором, как уже отмечалось, путь средиземноморским циклонам преграждает антициклон над ЕТР (рис. 1б). При нём часто ливни на Кавказе сопровождаются засухами на ЕТР. В 2017 г. 31 августа с этим ЭЦМ связан прорыв озера Башкара в ущелье р. Адылсу, в июне -июле 2016 г. произошло наводнение в районе Сочи из-за сильных ливней.



В 9 случаях (16,7 %) опасные процессы произошли при ЭЦМ 9а (рис. 1в). На схеме всё Чёрное море находится в антициклоне, однако факты свидетельствуют, что средиземноморские циклоны добираются до Кавказского побережья. При нём началось сильнейшее наводнение в конце мая 2017 г. в Ставропольском крае, произошёл прорыв приледникового озерав верховьях реки Булунгу в начале августа 2007 г.,в июне 2015 г. прошли  обильные  осадки  в  горах  Северного  Кавказа,  произошёл  сход  селей.

В 5 случаях (9,26 %) опасные процессы развивались при ЭЦМ 12бл (рис. 1г). Синоптическая ситуация над Чёрным морем при нём такая же, как при ЭЦМ 12а. При нём началось наводнение из-за сильных ливней в Ставропольском крае в конце мая 2017 г., 17 июня 2002 г. из-за сильных дождей произошло наводнение на Северном Кавказе, 22 июня 2009 г. из-за сильных ливней прошли паводки и сели в Дагестане, 3 сентября 2009 г. прошёл дождь с крупным градом в Карачаево-Черкесии.Суммарная годовая продолжительность ЭЦМ меняется с изменением характера циркуляции атмосферы.

Выделенные ЭЦМ в XXI веке существенно превышают свою среднюю многолетнюю продолжительность (рис. 2).



Как  видим,  продолжительность ЭЦМ  12а  в  XXI  веке  почти  втрое  превышает среднюю (62 дня вместо 21), ЭЦМ 9а - почти вдвое (23 дня вместо 12,5), ЭЦМ 13л -тоже почти  вдвое  (46  дней  вместо  26)  и  ЭЦМ  12бл -на  5  дней  (14  дней  вместо  9). Выравнивание этого соотношения придётся уже на следующую циркуляционную эпоху.

Ссылка
« Последнее редактирование: 26 Март 2021, 13:02:34 от Tuskarilla »

Оффлайн Tuskarilla

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 764
  • с. Мессажай, Туапсинский район
    • Просмотр профиля
Цитировать
В исследовании были использованы ряды значений продолжительности разных типов элементарных  циркуляционных  механизмов  над  северным полушарием в период с 1899 по 2016 гг. по ти-пизации  Б.Л.  Дзердзеевского  [Кононова,  2009,www.atmospheric-circulation.ru]  и  данные  о  солнечной   активности   по   работе   [Ишков,   2013].

Продолжительность разных типов ЭЦМ известнав днях за каждый месяц года и суммарно за каждый год.Согласно  классификации  Б.Л.  Дзердзеевско-го,  выделено  4  группы  циркуляции  атмосферы над   северным   полушарием   (на   уровне   моря),13 типов, 41 подтип ЭЦМ.1-я группа - зональная (З): для нее характерно расположение  антициклона  на  Северном  полюсе, при этом блокирующие процессы на полушарии отсутствуют, а в высоких широтах располагается  околополярное  кольцо  циклонов  (ЭЦМ  1  и2-го типов). 2-я группа - нарушения зональности (НЗ):  при  антициклоне  на  полюсе  отмечается один блокирующий процесс в каком-либо секторе  (ЭЦМ  3−7-го  типов).  3-я  группа  –  меридиональная  северная  (МС):  при  антициклоне  в  полярной  области  отмечается  от  двух  до  четырех блокирующих  процессов  и  столько  же  выходов южных   циклонов.   Преобладает   межширотный обмен воздушных масс (ЭЦМ 8-12 типов). И, наконец,   4-я   группа   -   меридиональная   южная(МЮ):  над  полюсом  -  циклон,  блокирующие процессы отсутствуют, имеет место выход южных циклонов  в  трех-четырех  секторах  полушария(ЭЦМ 13-го типа).

Согласно  работе  [Дзердзеевский,  1957],  ЭЦМ объединены   в   сезонные   группы   циркуляции:зимняя, летняя, весенне-осенняя и, так называемая,  предвесенне-предзимняя  (начало  и  конец зимы). Для  каждого  отдельного  ЭЦМ  принято  буквенно-цифровое  обозначение  (например,  7  бз). Первая цифра - номер типа, далее буква для различия подтипа (определяет географическое положение блокирующего антициклона и др. особенности),  последняя  буква  (присутствует  не  у  всех ЭЦМ) определяет время года - лето (л) или зима (з),поскольку типы циркуляции формируются, главным образом, в эти сезоны. Временные  ряды  продолжительности ЭЦМ были подвергнуты первичной обработке: для каждого  была  рассчитана  средняя  многолетняя величина продолжительности (дней в году), стандартная ошибка среднего σ (см. табл. 1). Для про-ведения анализа по методу наложенных эпох были рассчитаны ряды отклонений от среднего значения  продолжительности  (и  по  укрупненным группам − З, НЗ, МС и МЮ, и по отдельным типам ЭЦМ внутри групп циркуляции).



Анализу  подвергались  временные  ряды  суммарной  за  год  длительности  отдельных  ЭЦМ,  а также укрупненных групп циркуляции.За 118-летний период были рассчитаны коэффициенты корреляции R между рядом продолжительности ЭЦМ (по каждой группе и для отдельных   ЭЦМ)   и   соответствующим   рядом   чисел Вольфа.  Значения  R  оказались  небольшими  по величине  (до  0.2),  и,  следовательно,  незначимыми  с  вероятностью  0.95.  Для  групп  (З,  НЗ,  МС,МЮ)  эти  результаты  также  приведены  в  табл.  1(четвертая строка).

Цитировать
Для ЦСА в период с 1899 по 2016 гг. (это десять полных  циклов  с  No  14  по  No  23)  был  применен метод наложенных эпох.

Анализ показал, что изменения суммарной (по всем типам в пределах группы) продолжительности  циркуляции  для  укрупненных  групп  (З,  НЗ,МС  и  МЮ)  не  выходили  за  указанные  пределы.Таким образом, значимая связь отсутствовала.

Однако  при  рассмотрении  отдельных  типов ЭЦМ такая связь согласно выбранному критерию в ряде случаев была обнаружена.

Впервые  обнаружены  сезонные  различия  эффекта воздействия ЦСА на отдельные типы циркуляции над северным полушарием: солнечная  активность  способствует  росту продолжительности типов меридиональной северной  группы  циркуляции  (2-3  блокирующих  процесса над полушарием) зимой и летом и уменьшению - в переходные сезоны;  для  группы  нарушения  зональности  (с  одним блокирующим процессом на полушарии) обнаружена  отрицательная  связь  с  СА  зимой  и  положительная - летом.

В целом результаты отчасти подтверждают ранее  полученный  вывод  об  усилении  меридиональных  форм  циркуляции  при  увеличении  СА. Однако в представленной работе получены новые количественные  оценки  связи  циркуляционных характеристик  с  ЦСА,  применены  иные  методы обработки исходных данных, обнаружены сезонные особенности.

https://atmospheric-circulation.ru/wp-content/uploads/2018/12/GMR0808-2018-rus.pdf


Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2157
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Про полярные арктические вторжения



Цитировать
На основании этой модели получены прогнозные оценки повторяемости арктических вторжений в шести секторах Северного полушария до 2025 г.: произойдет уменьшение ПАВ в Сибирском, Дальневосточном и Тихоокеанском секторах, увеличение ПАВ в Европейском секторе, после 20-х гг. текущего столетия, текущий рост ПАВ в Американском, в меньшей степени в Атлантическом секторах сменится после 2020 года снижением.

Увеличение повторяемости вторжений в Европе? интересненько... В последние несколько лет начиная с 2014 было действительно много аномально холодных эпизодов в теплое полугодие на ЕТР и в Западной Сибири - июль 2014 на Урале, вторая половина лета 2015 там же, затяжные олода весной-летом 2017 на ЕТР, май 2018 в Западной Сибири и сверхмощное УПВ 1 июня на ЕТР, исключительно продолжительное УПВ на стыке июля и августа 2019 (считай на самой макушке лета. Причем многие из этих аномалий (в 2014,2015,2018,2019 годах) были впечатляющие по мощности - на уровне рекордно холодных месяцев/декад за 30-70 лет.
Обсуждали это как-то на Астрофоруме с Алексом - вроде бы, насколько помню, затрагивалась тематика того, что одним из следствий усиления меридиональной циркуляции за счет ослабления ледовитости арктики является увеличение частоты повторяемости ныряющих циклонов и связанных с ними вторжений.  То есть пусть сами АВМ и становятся чуть теплее за счет открытого ото льда океана, их господство в течение длительно времени на одной территории обеспечивает более мощные аномалии.

Когда-нибудь еще подробнее покопаюсь в материалах на эту тему (сейчас проблемы с компом не позволяют). :(
« Последнее редактирование: 27 Март 2021, 17:23:38 от Coltan »