Тихоокеанско -североамериканская модель телесвязи ( PNA ) — это крупномасштабная погодная модель с двумя модами, обозначенными как положительная и отрицательная, которая связывает модель атмосферной циркуляции над северной частью Тихого океана с моделью над североамериканским континентом. Это вторая ведущая мода естественной изменчивости климата в высоких широтах Северного полушария (после Арктического колебания или Североатлантического колебания ) и может быть диагностирована с использованием расположения аномальных геопотенциальных высот или давлений воздуха над северной частью Тихого океана и Северной Америкой. [1] [2]
В среднем тропосфера над Северной Америкой характеризуется хребтом в западной части континента и ложбиной над восточной частью континента. [3] Положительная фаза телесвязи PNA определяется аномально низкими геопотенциальными высотами к югу от Алеутских островов и над юго-восточной частью США, охватывающими высокие геопотенциальные высоты над северной частью Тихого океана от Гавайев до межгорного Запада США . [1] Это представляет собой усиление долгосрочных средних условий. [3] Отрицательная фаза характеризуется противоположной картиной над теми же регионами, с геопотенциальными высотами выше среднего, охватывающими высоты ниже среднего. [1] Это представляет собой затухание долгосрочных средних условий. [3]
PNA обычно количественно определяется с помощью индекса, использующего аномалии высоты геопотенциала на уровне давления 500 гПа , с положительными и отрицательными фазами PNA, основанными на знаке индекса. Уоллес и Гутцлер (1981) выразили индекс PNA как среднее значение нормализованных аномалий высоты в четырех центрах действия, наиболее соответствующих PNA,
где описывает нормализованную аномалию высоты 500 гПа как функцию местоположения. Субтропический центр в (20° с.ш., 160° з.д.) можно исключить, хотя разница между полученным индексом и индексом невелика. [3]
Применение повернутого главного компонентного анализа к полю аномалии геопотенциальной высоты 500 гПа в Северном полушарии также может обеспечить количественную оценку PNA ( ), при этом канонический шаблон PNA выступает в качестве второго ведущего главного компонента. Эта методология используется Центром прогнозирования климата США для вычисления индекса PNA. [4] [5] [6]
Хотя PNA обычно определяется на основе аномалий относительно месячных или сезонных средних значений, PNA часто меняется в еженедельных временных масштабах. Однако, как образец внутренней изменчивости климата, состояние PNA иногда меняется без четкой и идентифицируемой причины. Это снижает предсказуемость PNA и может усложнить долгосрочные сезонные прогнозы погоды. Предсказуемость PNA ограничена примерно 10 днями. [2] PNA связана с изменениями интенсивности и позиционирования восточноазиатского струйного течения . Во время положительной фазы PNA восточноазиатское струйное течение усиливается и распространяется на восток через северную часть Тихого океана в сторону западной части США. Во время отрицательной фазы струйное течение втягивается над Восточной Азией, создавая блокирующий погодный режим над северной частью Тихого океана. [1] [7] Часть энергии, которая приводит в движение PNA, возникает из-за баротропной нестабильности, создаваемой струей, потенциально возбуждающей волны Россби . Сдвиги в струйном течении могут вызывать изменения в распределении давления воздуха как вблизи, так и ниже по течению от струи. [2]
Штормы над тропической частью Тихого океана и Индийского океана могут играть роль в возбуждении положительных и отрицательных фаз PNA, влияя на восточноазиатскую струйную волну. Тропическая конвекция может вызывать низкоамплитудную модель PNA, которая усиливается до своей пиковой силы через 8–12 дней. Атмосферные вихри и волны Россби могут дополнительно усиливать модель PNA. Положительная PNA коррелирует с повышенной конвективной активностью над западной тропической частью Тихого океана и сниженной конвективной активностью над тропической частью Индийского океана, в то время как отрицательная PNA коррелирует с противоположными конвективными аномалиями. Волны Россби, связанные с положительной PNA, имеют тенденцию отслеживаться на восток и подвергаются циклоническому волнолому , в то время как волны, связанные с отрицательной PNA, имеют тенденцию отслеживаться в направлении экватора к субтропикам и разрушаются антициклонически; волноломное поведение волн Россби определяется меридиональным градиентом потенциальной завихренности и величиной и ориентацией сдвига ветра , которые, в свою очередь, модулируются изменениями в восточноазиатской струйной струе. В любом случае положительные обратные связи , связанные с волнорезом, поддерживают усиленные паттерны PNA. [8]
Другие телесвязи могут модулировать PNA, изменяя струйное течение. [2] Эль -Ниньо–Южное колебание (ENSO) влияет на поведение PNA, при этом положительная фаза PNA чаще всего ассоциируется с Эль-Ниньо , а отрицательная фаза — с Ла-Нинья . [1] Эта связь наиболее очевидна в сезонных временных масштабах, что делает сезонное PNA более предсказуемым, чем ежемесячное PNA. Отрицательная фаза также благоприятствует, когда осцилляция Маддена–Джулиана (MJO) усиливает конвекцию над Индийским океаном и Приморским континентом ; положительная фаза благоприятствует, когда MJO усиливает конвекцию ближе к центральной части Тихого океана. Влияние MJO на PNA возникает из-за взаимодействия между усиленной конвекцией и струйным течением Тихого океана. [2]
Региональные изменения погоды, связанные с PNA, как правило, являются результатом влияния PNA на восточноазиатское струйное течение. [7] Температурный режим, связанный с PNA, следует модели аномального гребнеобразования и ложбины . Положительная фаза PNA коррелирует с температурами выше среднего над тихоокеанским побережьем США и Западной Канадой . Во время положительной фазы аномально сильный хребет высокого давления над Канадой снижает частоту вторжений холодного воздуха над западной частью Северной Америки . [2] Температуры ниже среднего над юго-центральной частью США, юго-востоком США и восточным побережьем США связаны с положительной фазой из-за наличия аномально низкого давления. [1] [2] Влияние PNA на температуру поверхности над Северной Америкой уменьшается летом. [1]
Корреляции между режимами осадков и PNA слабее, чем между температурными режимами, но, тем не менее, очевидны. [3] Аномально высокие осадки над заливом Аляска и северо-западом Тихого океана сопровождают положительную фазу, наряду с нижесредним общим количеством осадков над северо-западом Тихого океана, северными Скалистыми горами и долинами рек Огайо и Теннесси . [2] Отрицательная фаза PNA демонстрирует противоположные отклонения от среднего. [1]
