stringtranslate.com

Арктические колебания

Положительные и отрицательные фазы арктического колебания

Арктическое колебание ( АО ) или Северная кольцевая мода / Кольцевая мода Северного полушария ( NAM ) — это погодное явление на арктическом полюсе к северу от 20 градусов широты. Это важный режим изменчивости климата Северного полушария. Аналог южного полушария называется антарктическим колебанием или южной кольцевой модой (SAM). Индекс изменяется во времени без определенной периодичности и характеризуется несезонными аномалиями давления на уровне моря одного знака в Арктике, уравновешиваемыми аномалиями противоположного знака с центром около 37–45° с.ш. [1]

Североатлантическое колебание (САК) является близким родственником арктического колебания. Ведутся споры о том, является ли тот или иной более фундаментальным показателем динамики атмосферы. САК можно идентифицировать более физически значимым способом, что может оказать большее влияние на измеримые последствия изменений в атмосфере. [2]

Описание

Характер нагружения Арктического колебания [3]

Арктические колебания выглядят как кольцевая (или «кольцевая») картина аномалий давления на уровне моря с центрами на полюсах. Наличие континентов и крупных массивов суши нарушает кольцевую структуру на Арктическом полюсе, в то время как аномалии, окружающие Антарктический полюс, имеют почти круглую форму.

Климатологи полагают, что арктические колебания причинно связаны с глобальными погодными условиями (и, таким образом, частично предсказывают их) . Климатолог НАСА Джеймс Э. Хансен объяснил механизм, с помощью которого арктические колебания влияют на погоду в точках, столь [ нужных разъяснений ] удаленных от Арктики, следующим образом (обратите внимание, однако, что объяснение Хансена ошибочно: давление в Арктике низкое в положительном диапазоне). Фаза АО, конфигурация которой также усиливает реактивную струю):

Степень проникновения арктического воздуха в средние широты связана с индексом АО, который определяется характером приземного атмосферного давления. Когда индекс АО положителен, в полярной области высокое приземное давление. Это помогает реактивному течению в средних широтах сильно и последовательно дуть с запада на восток, удерживая таким образом холодный арктический воздух в полярном регионе. Когда индекс АО отрицателен, в полярной области наблюдается тенденция к пониженному давлению, более слабым зональным ветрам и большему перемещению холодного полярного воздуха в средние широты» [4] .

Индекс арктических колебаний определяется с использованием ежедневных или ежемесячных аномалий геопотенциальной высоты 1000 гПа от 20° до 90° северной широты. Аномалии проецируются на картину нагрузки арктических колебаний [5] , которая определяется как первая эмпирическая ортогональная функция ( EOF) со среднемесячной геопотенциальной высотой 1000 гПа в период 1979–2000 годов. Затем временной ряд нормализуется со стандартным отклонением среднемесячного индекса .

Временной ряд арктического колебания для расширенного, с декабря по март (DJFM), зимнего сезона 1899–2011 гг.

Периодичность

На протяжении большей части прошлого столетия арктические колебания чередовали положительные и отрицательные фазы. Данные, использующие 60-дневное скользящее среднее , указывают на то, что с 1970-х годов колебания имеют тенденцию к более положительной фазе, хотя в последнее десятилетие они имели тенденцию к более нейтральному состоянию. Колебания по-прежнему стохастически колеблются между отрицательными и положительными значениями в дневном, ежемесячном, сезонном и годовом масштабах времени, хотя метеорологи достигли высокого уровня точности прогнозов для краткосрочных прогнозов. Корреляция между фактическими наблюдениями и средними 7-дневными прогнозами ансамбля АО Глобальной системы прогнозов составляет примерно 0,9. [6]

Эти зонально-симметричные качели между давлением на уровне моря в полярных и умеренных широтах были впервые обнаружены Эдвардом Лоренцем [7] и названы в 1998 году Дэвидом У. Дж. Томпсоном и Джоном Майклом Уоллесом . [8]

Воздействие

Национальный центр данных по снегу и льду довольно подробно описывает последствия арктических колебаний. В положительной фазе более высокое давление в средних широтах приводит к океанским штормам дальше на север, а изменения в характере циркуляции приводят к более влажной погоде на Аляске , в Шотландии и Скандинавии , а также к более засушливым условиям на западе Соединенных Штатов и в Средиземноморье . В положительной фазе холодный зимний воздух не распространяется так далеко в центр Северной Америки , как во время отрицательной фазы колебаний. Из-за этого на большей части Соединенных Штатов к востоку от Скалистых гор теплее, чем обычно, но в Гренландии и Ньюфаундленде холоднее, чем обычно. Погодные условия в отрицательной фазе в целом «противоположны» погодным условиям в положительной фазе.

Климатологи теперь регулярно ссылаются на арктические колебания в своих официальных публичных объяснениях экстремальных погодных явлений. Следующее заявление Национального центра климатических данных Национального управления океанических и атмосферных исследований : Состояние климата, декабрь 2010 г. , в котором фраза «отрицательное арктическое колебание» используется четыре раза, очень показательно для этой усиливающейся тенденции:

«Холодный арктический воздух охватил Западную Европу в первые три недели декабря. Две сильные метели, гололед и низкие температуры нанесли ущерб большей части региона… Суровая зимняя погода была объяснена отрицательным арктическим колебанием, которое является климатические условия, влияющие на погоду в Северном полушарии. Очень стойкий и сильный хребет высокого давления, или «блокирующая система», вблизи Гренландии позволил холодному арктическому воздуху скатиться на юг, в Европу. Европа была не единственным регионом в Северном полушарии, затронутым Арктическое колебание. Сильная снежная буря и низкие температуры затронули большую часть Среднего Запада США 10–13 декабря..." [9]

События 2010 года

Еще одна, весьма наглядная иллюстрация последствий отрицательной фазы колебаний, произошла в феврале 2010 года. В этом месяце арктические колебания достигли своего самого отрицательного среднемесячного значения, около -4,266, за всю эпоху после 1950 года (период точного ведения учета). [10] Тот месяц характеризовался тремя отдельными историческими метелями в среднеатлантическом регионе Соединенных Штатов. Первый шторм выпал на 25 дюймов (640 мм) в Балтиморе, штат Мэриленд, 5–6 февраля, а второй шторм выпал на 19,5 дюймов (500 мм) 9–10 февраля. В Нью-Йорке 25–26 февраля отдельный шторм вынес 20,9 дюйма (530 мм). 8 марта очередная метель охватила Каталонию , а также соседние французские департаменты ( Лангедок-Руссильон , Юг-Пиренеи ), выпав 60 см снега в Жироне . [11] Этот вид снежной активности считается крайне аномальным и столь же экстремальным, как и сама отрицательная величина арктических колебаний. Эти отрицательные значения АО в течение 2010 года и в следующую зиму позволили более холодному воздуху проникнуть намного дальше на юг, чем обычно, в субтропическую Южную Флориду, что привело к рекордно низким температурам и месяцам, зарегистрированным во многих местах [12] , и самым холодным среднемесячным значениям. минимальные температуры в феврале, марте и декабре того же года на тропическом пляжном курорте Канкун более чем на 4°C ниже среднего показателя за климатический период. [13]

Наибольшее отрицательное значение арктического колебания с 1950 года в январе составило -3,767 в 1977 году, что совпало с самой холодной средней январской температурой в Нью-Йорке, Вашингтоне, округ Колумбия, Балтиморе и многих других среднеатлантических местах за этот промежуток времени. хотя январские арктические колебания были отрицательными только в 60,6% случаев в период с 1950 по 2010 год, девять из десяти самых холодных январей в Нью-Йорке с 1950 года совпадали с отрицательными арктическими колебаниями. [14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Временной ряд Арктического колебания (АО), 1899 - июнь 2002 г." . Архивировано из оригинала 18 мая 2013 г. Проверено 21 января 2012 г.
  2. ^ Амбаум и др. «Арктическое колебание или Североатлантическое колебание?»
  3. ^ «КТК - Телесоединения: характер нагрузки арктических колебаний» .
  4. ^ Хансен, Джеймс; Рето Руди; Макико Сато; Кен Ло (2009). «Если так тепло, то почему так чертовски холодно?» (PDF) . Проверено 17 июля 2013 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  5. ^ «КТК - Телесоединения: характер нагрузки арктических колебаний» .
  6. ^ «КТК – Мониторинг и данные: Индекс ежедневных арктических колебаний» . Архивировано из оригинала 30 декабря 2010 г. Проверено 29 января 2012 г.
  7. ^ Лоренц, Эдвард Н. (1951). «Сезонные и нерегулярные изменения профиля давления на уровне моря в северном полушарии». Журнал метеорологии . 8 (1): 52–59. Бибкод :1951JAtS....8...52L. doi : 10.1175/1520-0469(1951)008<0052:SAIVOT>2.0.CO;2 . ISSN  1520-0469.
  8. ^ Томпсон, Дэвид WJ; Джон Майкл Уоллес (1998). «Сигнатура арктических колебаний в зимних геопотенциальных полях высоты и температуры». Письма о геофизических исследованиях . 25 (9): 1297–1300. Бибкод : 1998GeoRL..25.1297T. дои : 10.1029/98GL00950 . Проверено 28 августа 2010 г.
  9. ^ «Состояние климата | Декабрь 2010 г.» . Проверено 29 января 2012 г.
  10. ^ Рипези, Патрицио; и другие. (2012). «Индекс арктических колебаний за февраль 2010 г. и его стратосферная связь» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 138 (669): 1961–1969. Бибкод : 2012QJRMS.138.1961R. дои : 10.1002/qj.1935. S2CID  122729063.
  11. ^ Лласат, MC; и другие. (2014). «Снежная буря 8 марта 2010 года в Каталонии (Испания): образцовое событие мокрого снега, имеющее большое социальное воздействие» (PDF) . Природные опасности и науки о системе Земли . 14 (2): 427–441. Бибкод : 2014NHESS..14..427L. doi : 10.5194/nhess-14-427-2014 .
  12. ^ Обзор погоды в Южной Флориде за 2010 год (PDF)
  13. ^ SERVICIO METEOROLÓGICO NACIONAL NORMALES CLIMATOLÓGICAS, заархивировано из оригинала 5 июля 2015 г.
  14. ^ Центр прогнозирования климата Национальной метеорологической службы и Бюро прогнозов NWS, по состоянию на 2010 г.

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть средства массовой информации, связанные с арктическими колебаниями .