stringtranslate.com

Арктическая осцилляция

Положительные и отрицательные фазы Арктического колебания

Арктическая осцилляция ( AO ) или Северная кольцевая мода / Северная кольцевая мода полушария ( NAM ) — погодное явление на арктическом полюсе к северу от 55 градусов широты. Это важный режим изменчивости климата для Северного полушария. Аналог южного полушария называется Антарктической осцилляцией или Южной кольцевой модой (SAM). Индекс меняется с течением времени без определенной периодичности и характеризуется несезонными аномалиями давления на уровне моря одного знака в Арктике, уравновешенными аномалиями противоположного знака с центром примерно в 37–45° с.ш. [1]

Североатлантическое колебание (NAO) является близким родственником Арктического колебания. Ведутся споры о том, является ли одно или другое более фундаментально репрезентативным для динамики атмосферы. NAO может быть идентифицировано более физически значимым способом, который может оказать большее влияние на измеримые эффекты изменений в атмосфере. [2]

Описание

Схема нагрузки Арктического колебания [3]

Арктическая осцилляция выглядит как кольцевая (или «кольцевая») картина аномалий давления на уровне моря, сосредоточенных 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 арктическое колебание причинно связано с (и, таким образом, частично предсказывает) глобальные погодные условия . Климатолог НАСА Джеймс Э. Хансен объяснил механизм, посредством которого арктическое колебание влияет на погоду в точках, столь [ необходимо разъяснение ] удаленных от Арктики, следующим образом (однако следует отметить, что объяснение Хансена ошибочно: давление в Арктике низкое в положительной фазе АО, конфигурация которой также усиливает струйное течение):

Степень проникновения арктического воздуха в средние широты связана с индексом AO, который определяется моделями поверхностного атмосферного давления. Когда индекс AO положительный, поверхностное давление в полярном регионе высокое. Это помогает струйному течению средних широт дуть сильно и последовательно с запада на восток, тем самым удерживая холодный арктический воздух запертым в полярном регионе. Когда индекс AO отрицательный, в полярном регионе, как правило, наблюдается низкое давление, более слабые зональные ветры и большее перемещение холодного полярного воздуха в средние широты." [4]

Индекс арктического колебания определяется с использованием ежедневных или ежемесячных аномалий высоты геопотенциала 1000 гПа от широт 20° с.ш. до 90° с.ш. Аномалии проецируются на схему нагрузки арктического колебания [5] , которая определяется как первая эмпирическая ортогональная функция (EOF) среднемесячной высоты геопотенциала 1000 гПа в период 1979-2000 гг. Затем временной ряд нормализуется с помощью среднемесячного стандартного отклонения индекса .

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

Периодичность

На протяжении большей части прошлого столетия арктическое колебание чередовалось между положительными и отрицательными фазами. Данные, использующие 60-дневное скользящее среднее, подразумевают, что колебание имеет тенденцию к более положительной фазе с 1970-х годов, [ необходима ссылка ], хотя оно имело тенденцию к более нейтральному состоянию в последнее десятилетие. Колебание все еще колеблется стохастически между отрицательными и положительными значениями в дневных, месячных, сезонных и годовых временных масштабах, хотя метеорологи достигли высокого уровня точности прогнозов для более краткосрочных прогнозов. Корреляция между фактическими наблюдениями и 7-дневным средним ансамблем прогнозов Глобальной системы прогнозирования AO составляет приблизительно 0,9. [6]

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

Воздействия

Национальный центр данных по снегу и льду описывает эффекты арктического колебания довольно подробно. В положительной фазе более высокое давление в средних широтах перемещает океанские штормы дальше на север, а изменения в схеме циркуляции приносят более влажную погоду на Аляску , Шотландию и Скандинавию , а также более сухие условия 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 колебания. Это сохраняет большую часть Соединенных Штатов к востоку от Скалистых гор теплее, чем обычно, но оставляет Гренландию и Ньюфаундленд холоднее, чем обычно. Погодные условия в отрицательной фазе в целом «противоположны» погодным условиям положительной фазы.

Климатологи теперь регулярно ссылаются на арктическое колебание в своих официальных публичных объяснениях экстремальных погодных явлений. Следующее заявление Национального центра климатических данных Национального управления океанических и атмосферных исследований : Состояние климата в декабре 2010 года , 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 крупные снежные бури, ледяные условия и низкие температуры нанесли ущерб большей части региона... Суровая зимняя погода была приписана отрицательному Арктическому колебанию, которое является климатической моделью, влияющей на погоду в Северном полушарии. Очень устойчивый, сильный хребет высокого давления, или «блокирующая система», около Гренландии позволил холодному арктическому воздуху сползти на юг в Европу. Европа была не единственным регионом в Северном полушарии, затронутым Арктическим колебанием. Сильная снежная буря и низкие температуры затронули большую часть Среднего Запада Соединенных Штатов 10–13 декабря...» [9]

События 2010 года

Еще одна, весьма наглядная иллюстрация эффектов отрицательной фазы колебания произошла в феврале 2010 года. В этом месяце арктическое колебание достигло своего самого отрицательного среднемесячного значения около −4,266 за всю эпоху после 1950 года (период точного ведения учета). [10] Этот месяц был охарактеризован тремя отдельными историческими снежными бурями в среднеатлантическом регионе Соединенных Штатов. Первая буря выпала в 25 дюймов (640 мм) в Балтиморе, штат Мэриленд, 5–6 февраля, а вторая буря выпала в 19,5 дюймов (500 мм) 9–10 февраля. В Нью-Йорке отдельная буря выпала в 20,9 дюймов (530 мм) 25–26 февраля. Еще одна снежная буря охватила Каталонию , а также соседние французские департаменты ( Лангедок-Руссильон , Юг-Пиренеи ) 8 марта, выпав 60 см снега в Жироне . [11] Этот вид снежной активности считается крайне аномальным и таким же экстремальным, как и само отрицательное значение арктического колебания. Эти отрицательные значения АО в 2010 году и последующую зиму позволили более холодному воздуху проникнуть гораздо дальше на юг, чем обычно, в субтропическую Южную Флориду, что принесло рекордно низкие температуры и месяцы, зарегистрированные во многих местах [12] и самые холодные средние месячные минимальные температуры в феврале, марте и декабре того года в тропическом пляжном курорте Канкун , до более чем 4°C ниже средних значений климатического периода. [13]

Наибольшее отрицательное значение арктического колебания с 1950 года в январе составило -3,767 в 1977 году, что совпало с самой холодной средней температурой января в Нью-Йорке, Вашингтоне (округ Колумбия), Балтиморе и многих других местах Средней Атлантики за этот промежуток времени, хотя январское арктическое колебание было отрицательным только 60,6% времени между 1950 и 2010 годами, девять из десяти самых холодных января в Нью-Йорке с 1950 года совпали с отрицательными арктическими колебаниями. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Временной ряд Арктического колебания (AO), 1899 – июнь 2002". Архивировано из оригинала 2013-05-18 . Получено 2012-01-21 .
  2. ^ Амбаум и др. «Арктическое колебание или североатлантическое колебание?»
  3. ^ «CPC - Телекоммуникации: Модель нагрузки Арктического колебания».
  4. ^ Хансен, Джеймс; Рето Руэди; Макико Сато; Кен Ло (2009). «Если так тепло, почему так чертовски холодно?» (PDF) . Получено 17 июля 2013 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ «CPC - Телекоммуникации: Модель нагрузки Арктического колебания».
  6. ^ "CPC – Мониторинг и данные: Индекс ежедневных арктических колебаний". Архивировано из оригинала 2010-12-30 . Получено 2012-01-29 .
  7. ^ Лоренц, Эдвард Н. (1951). «Сезонные и нерегулярные изменения профиля давления на уровне моря в Северном полушарии». Журнал метеорологии . 8 (1): 52–59. Bibcode : 1951JAtS....8...52L. doi : 10.1175/1520-0469(1951)008<0052:SAIVOT>2.0.CO;2 . ISSN  1520-0469.
  8. ^ Томпсон, Дэвид У. Дж.; Джон Майкл Уоллес (1998). «Сигнатура арктических колебаний в зимних геопотенциальных высотах и ​​полях температуры». Geophysical Research Letters . 25 (9): 1297–1300. Bibcode : 1998GeoRL..25.1297T. ​​doi : 10.1029/98GL00950 . Получено 28.08.2010 .
  9. ^ "Состояние климата | Декабрь 2010" . Получено 29.01.2012 .
  10. ^ Рипеси, Патрицио и др. (2012). «Индекс арктической осцилляции февраля 2010 года и его стратосферная связь» (PDF) . Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society . 138 (669): 1961–1969. Bibcode : 2012QJRMS.138.1961R. doi : 10.1002/qj.1935. S2CID  122729063.
  11. ^ Лласат, MC; и др. (2014). «Снежная буря 8 марта 2010 года в Каталонии (Испания): парадигматическое событие, связанное с мокрым снегом, с высоким социальным воздействием» (PDF) . Природные опасности и науки о системах Земли . 14 (2): 427–441. Bibcode :2014NHESS..14..427L. doi : 10.5194/nhess-14-427-2014 .
  12. ^ Обзор погоды в Южной Флориде в 2010 году (PDF)
  13. ^ SERVICIO METEOROLÓGICO NACIONAL NORMALES CLIMATOLÓGICAS, заархивировано из оригинала 5 июля 2015 г.
  14. ^ Центр прогнозирования климата Национальной метеорологической службы и Офис прогнозов Национальной метеорологической службы, по состоянию на 2010 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Арктическое колебание .