Seasonal Variations in Stratospheric Circulation and Interactions between the Troposphere and the Stratosphere

Y. P. Perevedentsev; Переведенцев Ю. П.; N. V. Ismagilov; Исмагилов Н. В.; N. A. Mirsaeva; Мирсаева Н. А.; V. V. Guryanov; Гурьянов В. В.; A. A. Nikolaev; Николаев А. А.; K. M. Shantalinsky; Шанталинский К. М.

doi:10.31857/S000235152306007X

Сезонные перестройки циркуляции в стратосфере и взаимодействие между тропосферой и стратосферой

Авторы: Переведенцев Ю.П.¹, Исмагилов Н.В.¹, Мирсаева Н.А.¹, Гурьянов В.В.¹, Николаев А.А.¹, Шанталинский К.М.¹
Учреждения:
1. Казанский (Приволжский) федеральный университет
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 720-730
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/0002-3515/article/view/162274
DOI: https://doi.org/10.31857/S000235152306007X
EDN: https://elibrary.ru/OQUOEQ
ID: 162274

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

На основе данных реанализа ERA5 получены даты весенних и осенних перестроек стратосферной циркуляции на изобарических поверхностях 30, 20 и 10 гПа в широтной зоне 30–90° с.ш. в период 1979–2020 гг. Из 42 случаев весенней перестройки к ранним относятся 10, к средним 15 и поздним 17. Разброс в датах весенних перестроек на поверхности 10 гПа составляет 69 дней. Наиболее часто весенняя перестройка циркуляции происходит сверху вниз, в отдельные годы задержка весенней перестройки на поверхности 30 гПа относительно поверхности 10 гПа достигает 22–25 дней. Осенние перестройки происходят снизу вверх и их сроки на 3-х рассматриваемых уровнях близки между собой. Показана связь сроков весенней перестройки стратосферной циркуляции с солнечной активностью и большими внезапными зимними стратосферными потеплениями. Анализ полей аномалий суточных значений температуры и зональной скорости ветра в слое 1000-1 гПа в период январь–май показал на их существенное пространственно-временное различие в случае ранних и поздних весенних перестроек. Так, очаги положительных аномалий температуры и скорости ветра формируются вначале в верхней стратосфере, а затем смещаются сверху вниз. Рассмотрены взаимосвязи между слоями атмосферы в различные сезоны.

Ключевые слова

стратосферная циркуляция, сезонные перестройки циркуляции, солнечная активность, данные реанализа, аномалии температуры и скорости ветра, корреляция

Список литературы

Агеева В.Ю., Груздев А.Н., Елохов А.С., Мохов И.И., Зуева Н.Е. Внезапные стратосферные потепления: статистические характеристики и влияние на общее содержание NO2 и O3 // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 5. С. 545–555.
Бакулина Е.А., Дунаева Е.А., Угрюмов А.И. Связь весенних перестроек циркуляции в стратосфере с характером процессов в тропосфере в марте-июне // Метеорология и гидрология. 2009. № 2. С. 29–37.
Бакулина Е.А., Угрюмов А.И. Весенние перестройки циркуляции в стратосфере в 1958-2003 годах // Ученые записки РГГМУ. 2008. Вып. 5. С. 25–32.
Бугаева И.В., Рязанова Л.А. Особенности стратосферных процессов в 20-м и 21-м циклах солнечной активности // Труды ЦАО. 1987. Вып. 166. С. 61–66.
Варгин П.Н., Володин Е.М. Анализ воспроизведения динамических процессов в стратосфере климатической моделью ИВМ РАН // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2016. Т. 152. № 1. С. 3–18.
Гечайте И., Погорельцев А.И., Угрюмов А.И. Волновое взаимодействие стратосфера–тропосфера как предвестник аномальных похолоданий в восточной части Балтийского региона // Ученые записки РГГМУ. 2016. Вып. 43. С. 129–139.
Гурьянов В.В., Елисеев А.В., Мохов И.И., Переведенцев Ю.П. Волновая активность и ее изменения в тропосфере и стратосфере Северного полушария зимой в 1979–2016 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 2. С. 133–146.
Мохов И.И. Экстремальные атмосферные и гидрологические явления в российских регионах: связь с Тихоокеанской десятилетней осцилляцией // ДАН. Науки о Земле. 2021. Т. 500. № 2. С. 183–188.
Педь Д.А. Смена типов циркуляции циркумполярного вихря в стратосфере // Труды Гидрометцентра СССР. 1973. Вып. 15. С. 26–35.
Переведенцев Ю.П., Исмагилов Н.В., Шанталинский К.М. Сезонные перестройки циркуляции в средней стратосфере // Метеорология и гидрология. 1999. № 6. С. 18–27.
Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Васильев А.А., Гурьянов В.В. Термический режим в тропосфере, стратосфере и нижней мезосфере Северного полушария в 1979–2016 гг. // Метеорология и гидрология. 2019. № 8. С. 5–20.
Пчелко И.Г. Об образовании и эволюции летнего стратосферного антициклона в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. 1959. № 12. С. 3–9.
Савенкова Е.Н., Погорельцев А.И. Межгодовая и климатическая изменчивость сроков весенней перестройки циркуляции стратосферы // Ученые записки РГГМУ. 2010. Вып. 11. С. 53–62.
Тарасенко Д.А. Структура и циркуляция стратосферы и мезосферы Северного полушария. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 287 с.
Холтон Дж.Р. Динамическая метеорология стратосферы и мезосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 224 с.
Ayarzagüena B., Palmeiro F.M., Barriopedro D., Calvo N., Langematz U., Shibata K. On the representation of major stratospheric warmings in reanalyses //Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 9469–9484. https://doi.org/10.5194/acp-19-9469-2019
Baldwin M., Birner T., Brasseur G., Burrows J., Butchart N., Garcia R., Geller M., Gray L., Hamilton K., Harnik N., Hegglin M., Langematz U., Robock A., Sato K., Scaife A. 100 Years of Progress in Understanding the Stratosphere and Mesosphere // Meteorological Monographs. 2019. V. 59. P. 27.1–27.61. https://doi.org/10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-19-0003.1
Baldwin M., Ayarzaguena B., Birner T., Butchart N., Butler A., Charlton-Perez A., Domeisen D., Garfinkel C., Garny H., Gerber E., Hegglin M., Langematz U., Pedatella N. Sudden Stratospheric Warmings. // Rev. Geophys. 2021. V. 58. e2020RG000708. https://doi.org/10.1029/2020RG000708
Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 global reanalysis // QJR Meteorol Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049.
Kidston J., Scaife A., Hardiman S., Mitchell D., Butchart N., Baldwin M., Gray L. Stratospheric influence on tropospheric jet streams, storm tracks and surface weather // Nature Geoscience. 2015. V. 8. P. 433–440. https://doi.org/10.1038/ngeo2424
Pogoreltsev A., Savenkova E., Aniskina O., Ermakova T., Chen W., Wei K. Interannual and intraseasonal variability of stratospheric dynamics and stratosphere-troposphere coupling during northern winter // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. V. 136. P. 187–200. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2015.08.008