Frequency of Winter Atmospheric Blockings in the Northern Hemisphere in Different Phases of El Niño, Pacific Decadal And Atlantic Multidecadal Oscillations

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Estimates of regional anomalies in the frequency of winter atmospheric blockings in the Northern Hemisphere, diagnosed using reanalysis data for the period 1979–2018, are presented. at different phases of the El Niño, Pacific Decadal and Atlantic Multidecadal Oscillations. In particular, quantitative estimates were obtained of the regional frequency of winter blockings during El Niño of various types, characterized, in particular, by the Nino3 and Nino4 indices. In particular, during the neutral phase of El Niño phenomena in the positive phase of the Pacific decadal oscillation, a significant excess of the average frequency values of winter atmospheric blockings for a 40-year period over the Euro-Atlantic and Pacific sectors was noted. During the El Niño phase, a significant increase in the frequency of atmospheric blockings was noted in the negative phase of the Pacific Decadal Oscillation, as well as in the positive phase of the Atlantic Multidecadal Oscillation, in particular over the Pacific and Atlantic oceans. In the La Niña phase, using the Nino4 index, a significant increase in the frequency of atmospheric blocking in winter in the Ural Mountains region was revealed in the positive phase of the Pacific decadal oscillation and the negative phase of the Atlantic multidecadal oscillation.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

I. Mokhov

Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the RAS; Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: mokhov@ifaran.ru
Rússia, 3, Pyzhevsky All., Moscow, 119017; 1, Leninskie Gory, Moscow, 119991

A. Timazhev

Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the RAS

Email: mokhov@ifaran.ru
Rússia, 3, Pyzhevsky All., Moscow, 119017

Bibliografia

  1. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Зоркальцева О.С., Девятова Е.В. Атмосферные блокинги в Западной Сибири. Ч. 1. Особенности обнаружения, объективные критерии и их сравнение // Метеорология и гидрология. 2017. № 10. С. 34–45.
  2. Бардин М.Ю. Антициклоническая квазистационарная циркуляция и ее влияние на аномалии и экстремумы температуры воздуха в западных областях России // Метеорология и гидрология. 2007. № 2. С. 5–18.
  3. Груза Г.В., Коровкина Л.В. Сезонные особенности пространственного распределения индексов блокирования в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. 1991а. № 3. С. 108–110.
  4. Груза Г.В., Коровкина Л.В. Климатический мониторинг процессов блокирования западного переноса в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. 1991б. № 8. С. 11–18.
  5. Клещенко Л.К., Ранькова Э.Я. Индексы блокирования в Северном полушарии: оценки для 2020 года и тенденции многолетних изменений // Фундаментальная и прикладная климатология. 2021. Т. 7. № 2. С. 81–98.
  6. Лупо А.Р. и др. Оценка влияния на распад блокингов процессов планетарного масштаба с анализом фазовых траекторий и энстрофии // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 1. С. 3–17.
  7. Мелешко В.П., Катцов В.М., Мирвис В.М. и др. Существует ли связь между сокращением морского льда в Арктике и ростом повторяемости аномально холодных зим в Евразии и Северной Америке? Синтез современных исследований // Метеорология и гидрология. 2018. Т. 11. С. 49–67.
  8. Мохов И.И. Действие как интегральная характеристика климатических структур: Оценки для атмосферных блокингов // Доклады АН. 2006. Т. 409. № 3. С. 403–406.
  9. Мохов И.И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на Европейской территории России в контексте общих изменений климата и его аномалий // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47. № 6. C. 709–716.
  10. Мохов И.И. Аномальные зимы в регионах Северной Евразии в разных фазах явлений Эль-Ниньо // ДАН. Науки о Земле. 2020. Т. 493. № 2. C. 93–98.
  11. Мохов И.И. Экстремальные атмосферные и гидрологические явления в российских регионах: cвязь с Тихоокеанской десятилетней осцилляцией // ДАН. Науки о Земле. 2021. Т. 500. № 2. С. 183–188.
  12. Мохов И.И. Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования // Вестник РАН. 2022а. Т. 92. № 1. С. 3–14.
  13. Мохов И.И. Изменения частот фазовых переходов разных типов явлений Эль-Ниньо в последние десятилетия // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022б. Т. 58. № 1. С. 3–10.
  14. Мохов И.И. Сезонные особенности изменений повторяемости экстремальных погодно-климатических явлений в российских регионах в последние десятилетия // Метеорология и гидрология. 2023. № 11. С. 50–64.
  15. Мохов И.И. Зимние атмосферные блокирования в Северном полушарии при климатических изменениях последних десятилетий (1980–2018 гг.) // ДАН. Науки о Земле. 2023. Т. 508. № 1. С. 132–138.
  16. Мохов И.И., Акперов М.Г., Прокофьева М.А. и др. Блокинги в Северном полушарии и Евро-Атлантическом регионе: оценки изменений по данным реанализа и модельным расчетам // Доклады АН. 2013. Т. 449. № 5. С. 582–586.
  17. Мохов И.И., Елисеев А.В., Хворостьянов Д.В. Эволюция характеристик климатической изменчивости, связанной с явлениями Эль-Ниньо/Ла-Нинья // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. 2000. Т. 36. № 6. С. 741–751.
  18. Мохов И.И., Медведев Н.Н. Амплитудно-частотные особенности явлений Эль-Ниньо разного типа и их изменения в последние десятилетия // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика и астрономия. 2022. № 3. С. 51–57.
  19. Мохов И.И., Петухов В.К. Блокинги и тенденции их изменения // Доклады АН. 1997. Т. 357. № 5. С. 687–689.
  20. Мохов И.И., Семенов В.А. Погодно-климатические аномалии в российских регионах в связи с глобальными изменениями климата // Метеорология и гидрология. 2016. № 2. С. 16–28.
  21. Мохов И.И., Тимажев А.В. Атмосферные блокирования и изменения их повторяемости в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей // Метеорология и гидрология. 2019. № 6. С. 5–16.
  22. Мохов И.И., Тимажев А.В. Повторяемость летних атмосферных блокирований в Северном полушарии в разных фазах явлений Эль-Ниньо, Тихоокеанской десятилетней и Атлантической мультидесятилетней осцилляций // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. № 3. С. 239–249.
  23. Мохов И.И., Тимажев А.В. Интегральный индекс активности атмосферных блокирований в Северном полушарии в последние десятилетия // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58. № 6. С. 638–647.
  24. Обухов А.М., Курганский М.В., Татарская М.С. Динамические условия возникновения засух и других крупномасштабных погодных аномалий // Метеорология и гидрология. 1984. № 10. С. 5–13.
  25. Семенов В.А. и др. Влияние температуры поверхности океана и границ морского льда на изменение регионального климата в Евразии за последние десятилетия // Изв. РАН Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48. № 4. С. 403–421.
  26. Ситнов С.А., Мохов И.И. Связь озоновой «мини-дыры» над Сибирью в январе 2016 г. с атмосферным блокированием // ДАН. Науки о Земле. 2021. Т. 500. № 1. С. 90–95.
  27. Тищенко В.А., Хан В.М., Вильфанд Р.М., Рожет Е. Исследование развития атмосферных процессов блокирования и квазистационирования антициклонов в Атлантико-Европейском секторе // Метеорология и гидрология. 2013. № 7. С. 15–30.
  28. Шакина Н.П., Иванова А.Р. Блокирующие антициклоны: современное состояние исследований и прогнозирования // Метеорология и гидрология. 2010. № 11. С. 5–18.
  29. Antokhina O.Yu., Antokhin P.N., Devyatova E.V., Martynova Yu.V. 2004–2016 wintertime atmospheric blocking events over Western Siberia and their effect on surface temperature anomalies // Atmosphere. 2018. V. 9. P. 72, doi: 10.3390/atmos9020072
  30. Bacer S., Jomaa F., Julien Beaumet J. et al. Impact of climate change on wintertime European atmospheric blocking // Wea. Clim. Dyn. 2022. V. 3. P. 377–389.
  31. Bardin M., Gruza G.V., Lupo A.R., et al. Quasi-stationary anticyclones in the Northern Hemisphere: An analysis of interannual and interdecadal variability and long-term trends at 1000 hPa and 500 hPa using geometric definition // Proc. 16th Symp. on Global Change and Climate Variation. 85th Ann. Meet. AMS. 2005. P. 9–13.
  32. Barnes E.A., Dunn-Sigouin E., Masato G., Woollings T. Exploring recent trends in Northern Hemisphere blocking // Geophys. Res. Lett. 2014. V. 41, P. 638–644.
  33. Barnes E.A., Slingo J., Woolings T. A methodology for the comparison of blocking climatologies across indices, models and climate scenarios // Clim. Dyn. 2012, V. 38. P. 2467–2481.
  34. Barriopedro D., Anto M., Garcia J.A. Atmospheric blocking signatures in total ozone and ozone miniholes // J. Clim. 2010. V. 23. P. 3967–3983.
  35. Barriopedro D., Calvo N. On the relationship between ENSO, stratospheric sudden warmings, and blocking // J. Clim. 2014. V. 27. P. 4704–4720.
  36. Barriopedro D., Garcia-Herrera R., Lupo A.R., Hernandez E. A climatology of Northern Hemisphere blocking // J. Clim. 2006. V. 19. P. 1042–1063.
  37. Blackport R., Screen J. Weekend evidence for mid-latitude impacts of Arctic warming. – Nat. Clim. Change. 2020. V. 10. P. 1065–1066.
  38. Chen T.-C., Yoon J.-h. Interdecadal variation of the North Pacific wintertime blocking // Mon. Wea. Rev. 2002. V. 130. P. 3136-3143.
  39. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / V. Masson-Delmotte, et al. (eds.). Cambridge Univ. Press. 2021.
  40. Croci-Maspoli M., Schwierz C., Davies H.C. A multifaceted climatology of atmospheric blocking and its recent linear trend // J. Clim. 2007. V. 20. P. 633–649.
  41. Dee D. P., Uppala S.M., Simmons A. J. et al. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2011. V. 137. P. 553–597.
  42. de Vies H., Woolings T., Anstey et al. Atmospheric blocking and its relation to jet changes in a future climate // Clim. Dyn. 2013. V. 41. P. 2643–2654.
  43. Diao Y., Li J., Luo D. A new blocking index and its application: Blocking action in the Northern Hemisphere // J. Clim. 2006. V. 19. P. 4819–4839.
  44. Dole R., Gordon N. Persistent anomalies of the extratropical Northern Hemisphere wintertime circulation: Geographical-distribution and regional persistence characteristics // Mon. Wea. Rev. 1983. V. 111 (8). P. 1567–1586.
  45. Dunn–Sigouin E., Son S.-W. Northern Hemisphere blocking frequency and duration in the CMIP5 models // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. P. 1179–1188.
  46. Enfield D.B., Mestas-Nunez A.M., Trimble P.J. The Atlantic multidecadal oscillation and it's relation to rainfall and river flows in the continental U.S. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. P. 2077–2080.
  47. Francis J.A., Vavrus S.J. Evidence for a wavier jet stream in response to rapid Arctic warming // Environ. Res. Lett. 2015. V. 10, 014005.
  48. Hansen A.R., Sutera A. A comparison between planetarywave flow regimes and blocking // Tellus A. 1993. V. 45A. P. 281–288.
  49. Kwon Y.-O., Seo H., Ummenhofer C. C., Joyce T.M. Impact of multidecadal variability in Atlantic SST on winter atmospheric blocking // J. Clim. 2020. V. 33. P. 867–892.
  50. Lejenäs H., Øakland H. Characteristics of northern hemisphere blocking as determined from long time series of observational data // Tellus. 1983. V. 35A. P. 350–362.
  51. Li F., Orsolini Y.J., Wang H., Gao Y., He S. Atlantic multidecadal oscillation modulates the impacts of Arctic sea ice decline // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 2497–2506.
  52. Luo D., Liu J., Li J. Interaction between planetary-scale diffluent flow and synoptic-scale waves during the life cycle of blocking // Adv. Atmos. Sci. 2010. V. 27 (4). P. 807–831.
  53. Luo B., Luo D., Dai A. et al. A connection of winter Eurasian cold anomaly to the modulation of Ural blocking by ENSO // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48, e2021GL094304. https://doi.org/10.1029/2021GL094304
  54. Luo B., Luo D., Dai A. et al. Decadal variability of winter warm Arctic-cold Eurasia dipole patterns modulated by Pacific Decadal Oscillation and Atlantic Multidecadal Oscillation // Earth’s Fut. 2022. V. 10, e2021EF002351. https://doi. org/10.1029/2021EF002351
  55. Lupo A.R. Atmospheric blocking events: a review // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2021. V. 1504. P. 5–24.
  56. Lupo A.R. et al. Changes in global blocking character during recent decades // Atmosphere. 2019. V. 10 (2). P. 92, https://doi.org/10.3390/atmos10020092
  57. Lupo A.R. et al. Climatological features of blocking anticyclones: a study of Northern Hemisphere CCM1 model blocking events in present-day and double CO2 concentration atmospheres // Clim. Dyn. 1997. V. 13. P. 181–195.
  58. Mantua N.J., Hare S.R., Zhang Y. et al. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1997. V. 78. P. 1069–1079.
  59. Masato G., Woolings T., Hoskins B. Structure and impact of atmospheric blocking over the Euro-Atlantic region in present-day and future simulations // Geophys. Res. Lett. 2014. V. 41. P. 1051–1058.
  60. Mokhov I.I., Khvorostyanov D.V., Eliseev A.V. Decadal and longer term changes in El Nino — Southern Oscillation characteristics // Intern. J. Climatol. 2004. V. 24. P. 401–414.
  61. Mokhov I.I., Smirnov A.V. Contributions to surface air temperature trends estimated from climate time series: Medium-term causalities // Chaos. 2022. V. 32, 063128, https://doi.org/10.1063/5.0088042
  62. Mokhov I.I., Timazhev A.V., Lupo A.R. Changes in atmospheric blocking characteristics within Euro-Atlantic region and Northern Hemisphere as a whole in the 21st century from model simulations using RCP anthropogenic scenarios // Glob. Planet. Change. 2014. V. 122. P. 265–270.
  63. Mokhov I.I., Timazhev A.V. Seasonal hydrometeorological extremes in the Northern Eurasian regions depending on ENSO phase transitions // Atmosphere. 2022. V. 13 (2). 249, https://doi.org/10.3390/atmos13020249
  64. Pelly J.L., Hoskins B.J. A new perspective on blocking // J. Atmos. Sci. 2003. V. 60. P. 743–755.
  65. Peters D., Egger J., Entzian G. Dynamical aspects of ozone mini-hole formation // Meteorol. Atmos. Phys. 1995. V. 55. P. 205–214.
  66. Rayner N. A., Parker D. E., Horton E. B. et al. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century // J. Geophys. Res. 2003. V. 108 (D14), 4407, doi: 10.1029/2002JD002670.
  67. Renwick J.A., Wallace J.M. Relationships between North Pacific wintertime blocking, El Nino, and PNA pattern // Mon. Wea. Rev. 1996. V. 124. P. 2071–2076.
  68. Rex D.F. Blocking action in the middle troposphere and its effect on regional climate. Part I: An aerological study of blocking action // Tellus. 1950a. V. 2. P. 196–211.
  69. Rex D.F. Blocking action in the middle troposphere and its effect on regional climate. Part II: The climatology of blocking action // Tellus. 1950b. V. 2. P. 275–301.
  70. Scherer S.C., Croci-Maspoli M., Schwierz C., Appenzeller C. Two-dimensional indices of atmospheric blocking and their statistical relationship with winter climate patterns in the Euro-Atlantic region // Intern. J. Climatol. 2006. V. 26. P. 233–249.
  71. Tibaldi S., Molteni F. On the operational predictability of blocking // Tellus. 1990. V. 42A. P. 343–365.
  72. Timazhev A.V., Mokhov I.I. Heat and cold waves formation in association with atmospheric blockings in the Northern Hemisphere // Research Activities in Earth System Modelling. E. Astakhova (ed.). 2021. Rep. 51. S. 2. P. 25–26.
  73. Tyrlis E., Hoskins B.J. Aspects of a Northern Hemisphere atmospheric blocking climatology // J. Atmos. Sci. 2008. V. 65. P. 1638–1652.
  74. Wazneh H., Gachon P., Laprise R. et al. Atmospheric blocking events in the North Atlantic: trends and links to climate anomalies and teleconnections // Clim. Dyn. 2021. V. 56 (11–12), doi: 10.1007/s00382-020-05583-x
  75. Wiedenmann J.M. et al. The climatology of blocking anticyclones for the Northern and Southern Hemispheres: Block intensity as a diagnostic // J. Clim. 2002. V. 15 (23). P. 3459–3473.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Repeatability of winter atmospheric blocking (fraction of days with blocking) at mid-latitudes in the Northern Hemisphere as a function of longitude - mean values (black curve) and range of interannual variability characterised by standard deviations (shaded), based on data for the period 1979-2018. Estimates in El Niño (red), La Niña (blue) and neutral phases (green) using the Nino3 (a) and Nino4 (b) indices are also presented.

Baixar (138KB)
Metadados
3. Fig. 2. Repeatability of winter atmospheric blocking at mid-latitudes of the Northern Hemisphere in the neutral phase (N) of El Niño using the Nino3 and Nino4 indices, at different AMO (a, b) and PDO (c, d) phases in variants I (a, c) and II (b, d) against mean values (with shaded range of RMS) for the entire period 1979-2018.

Baixar (348KB)
Metadados
4. Fig. 3. Repeatability of winter atmospheric blocking at mid-latitudes of the Northern Hemisphere during the El Niño phase using the Nino3 and Nino4 indices, at different AMO (a, b) and PDO (c, d) phases in variants I (a, c) and II (b, d) against mean values (with shaded range of RMS) for the entire period 1979-2018.

Baixar (334KB)
Metadados
5. Fig. 4. Repeatability of winter atmospheric blocking at mid-latitudes of the Northern Hemisphere in the La Niña phase using the Nino3 and Nino4 indices, at different AMO (a, b) and PDO (c, d) phases in variants I (a, c) and II (b, d) against mean values (with shaded range of RMS) for the entire period 1979-2018.

Baixar (337KB)
Metadados


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial–SemDerivações 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».