Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Особенности взаимодействия атмосферы и океана над Ньюфаундлендской энергоактивной зоной
ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология
Автореферат диссертации по теме "Особенности взаимодействия атмосферы и океана над Ньюфаундлендской энергоактивной зоной"
Мшшетерсгпо высшего, среднего л специального образования УССР Одесский гидрометеорологический институт Гоеударстшшый комитет СССР по гидрометеорологии Центральная аэрологическая обсерватория
На правзх рукописи
ДУЕОВЩКЙЙ Станислав Николаевич
УДС 551.465.II
ОСОБЕННОСТИ ШЛ1й:0ДЕЙ!ЗТВ!Ш. АТМСО&ЕРН и ОКЕМА НАД НШЙУНДЛШДСКОЙ ЭНЕРГОАКТИВНОЙ 30Н0/'-
ГГ.00.09 - метеорология, климатология, агрометеорологи;;
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Одесса - 1991
Работа выполнена в Одесской гацроыегеоройпгичвсш.! инст»рурс и Центральной аэрологической обсерватория
Научные рукОЕОднгалн: доктор фнзико-матЕлатпческж наук
ГШяясов В.И.|
кандидат фкзико-математичесшх наук, доцент Кнвганов А.Ф.
Официальные оппоненты: доктор географически: мау::, : профессор Воробьев В.И.
кандидат географических наук, доцент Смекалова Л.К.
V
- Ведущая организй&я Арктический и антарктический научно-
исследовательский институт
Защита диссертации .состоится "•/ " Щфгу1Л> 1991 г. в < У часов на заседании специалгаиреданного совета 1С 068.04.01 в Одесском гидрометеорологдаеском институте по адресу: £70016, Одееса-16, ул. Львовская, 15, Одесский гидрометеорологический институт. .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского .гидрометеорологического инатчтута.
Автореферат разослан чЗЯ» с^-ССЬ^ 1991 г.
Учений секретарь специализированного совета, кандидат геогр. наук
Н.С. Довода
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРЖТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Общеизвестно что продолжительные изменения состояния атмосферы определяются в значительной мере процессами обмена энергией, влагой и теплом в системе "атмосФера-океан".
Однако эти процессы изучены недостаточно, а многие ранее выполненные океанографические исследования зачастую имели случайный характер и не били направлены специально на решение проблемы долгосрочного прогноза погоды и теории климата. Можно'ожидать, что наиболее важные зоны активного влияния на атмосферные процессы различных регионов Земли будут в значительной степени связаны с мощными течениями Мирового океана и -районами активного теплового взаимодействия атмосферы и океана.
Анализ результатов численных экспериментов, основанных на использовании сопряженных уравнений гидродинамики и специальным образом построенной теории возмущений и проведенных в рамках .национальной программ исследований роли энергоактивннх зон окёана в короткопериодных колебаниях климата, показал, что в Атлантическом океане существует по крайней мере пять зон с более активным, влиянием на крупномасштабные процессы в атмосфере, т.е. районы -наиболее чувствительные в отношении взаимодействия атмосферы и' океана, определяющего развитие процессов и явлений погоды. Среди . них одним из наиболее важных энергетических районов океана яв- " ляется зона, расположенная юго-восточнее Большой Ньюфаундленде--кой банки - Ньюфаундлендская энергоактивная зона (НЭАЗО).
Здесь расположена так называемая дельта Гольфстрима - обг'-_ ' ласть перехода Гольфстрима в Северо-Атлантическое течение. Хот., географические ее границы достоверно не определены, величпа теплоотдачи в атмосферу с ее поверхности относительно всей.по- • верхности Северной Атлантики в осенне-зимний период весьма значительна.
Результаты работ В.П. Мелешко, А.П. Соколова, Г.П. Курбат-кина,- Д.Б. Штейкбока показывают, что.тс шературные аномалии над Европейской частью СССР асинхронно, со сдвигом а 2-3 месяца, связаны с тепловыми процессами, происходящими над северной частою Атлантического океана. В дальнейшем'на" основе методов математического моделирования возможно принципиальное репеяйе проблемы долгосрочного прогноза погоды. Однако, нь пути создания такой мо-
*
дели лежит немало трудностей, в частности, учет ряда процессов, не поддающихся математическому описанию, ларачетризация провес- \ сов подсеточного уровня, отсутствие информации о начальных полях и т.п. Поэтому на современном этапе важное значение при решении задачи о взаимодействии океана и атмосферы приобретает эмпирическое и физическое моделирование на основе анализа исходной режимной информации, получаемой на научно-исследовате« ->ких суда:, поюды (НШП) в период экспедиционных рейсов. При этом в послед--ние годы особый интерес представляют исследования, направленные на установление инерционных связей между температурой океана и последующим режимом атмосферы. Перечисленные вше задачи как раз и являются предметом исследования настоящей диссертационной работы. . '
•Детальное изучение зон активного влияния в течение более или менее длительного времени, во-первых, дает возможность получить пространственно-временную изменчивость основных характеристик океана и атмосферы в масштрбах времени от месяца до сезона-, и, во-вторых, установить с*лзь между термическими аномалиями в OKJaHe и формированием аномалий атмосферной циркуляции над океаном. • "
Цапь и задачи исследования. С^нов-юй целью работы является решение на основе экспериментальных данных следующих задач:
- оценка точности температурно-ветрового зондирования атмосферы на судах;- • -
- исследование пространственно-временной измекчивости параметров атмосферы над НЭАЗО; ...
- получение детальной ..артины распределения метеорологических величин атмосферы над НЭАЗО и в зоне гидрологического фронта;
- определение масштабов возмущающего влияния океана на атмосферу над эне^оактивной ¿оной; -
- получение количественных оценок горизонтальных потоков, тепла и влага через границы Ньюфаундлендского энергоактивного полигона (НЭП), расположенного в центре H3A.30 и представляющего собой квадрат со сторонами в 420 мор-ких йиль ( 770 км).
Фактический материал и методн исследования. В ка^естве^ исходной информации- в диссертационной работе использовались массивы данных радиозондирования атмосферй на океанической станции "С" (52°45» с.ш., а5°30' з.д. в 1976.1980 гг. - 7000 выпусков ра-
диозонцов), НЭП в 1931..Л986 гг. (2000), океанической станции "Д" (44 °с.ш., 41 °з.д.) в i960...1970 гг. (14500), при работах на океанографических разрезах в западной и северо-западной частях Северной Атлантики в период IS74...I986 гг. (иколо 8000 выпусков радиозондов). При рассмотрении ослабления приходящей солнечной радиации в условиях реальной атмосферы над воднрй поверхность?: Северной Атлантики использовались также рьзультаты, полу-.ченнне на других океанических станциях: "А" (62° с.и., 33 °з.д.), "В" (бб °с.о., 61 °з.д.), "Е" <40 °с.ш., 48 °з.д.), "I" (59 °о.о., 19 °з.д.), "7" (52 °с.ш., 20 °з.д.), "К" (45 °с.ш., 16 °з'.ц.) за 1953...1958 гг. , .
При исследовании структурных особенностей атмосферы над гидрологическим фронтом использовались данные учащенного зондирования вдоль галсов Ньюфаундлендского энергоактивного полигона за I98T.. .1906' гг. Был с проанализировано 72 разреза атмосферы на галсах НЭП' rio данным свыше 400 зондирований, 60 временных раз ре-' зов атмосферы, построенные по данным зондирований атмосферы над океанической станцией "С" за период 1976.. Л9Ш гг. Кроме данных^ аэрологического зондирования атмосферы (до уровня 10 rila) при исследовании ряда вопросов привлекпись также карты барической _ топографии и фотографии с ИСЗ, метеорелогически» и океанографи-, ческие наблюдения, выполняемые з северо-западной части Северной. Атлантики в период 1974.. Л986 гг.
В работе сочетается метод синоптического анализа и статистические методы. Все численные эксперименты выполнены на ЭВМ НИСП и вычислительного центра Од о ГОИНа по стандартным программам.
Научная новизна работы. Новые научные результаты работы, - являющиеся'-предметом защиты, сводятся к следующему: ."•
1) исследованы факторы, влияющее на точность определения " . аэрологических величин .в морских условиях;
2) виервые на основе анализа значительного объема аэрологических наблюдений на .судах погоды детально рассмотрено пространственно-временное распределение метеорологических параметров атмосферы над НР\30;
3) вгэрвые обнаружено, исследовано, опиоа; э и классифициро-' вано явление "фронтального вала" в атмосфере над гидрологическим
фронтом; ■ ' <•/ ' '
4) произведена оценка вклада длинноволновой радиации в теп-
ловое взаимодействие океана и. атмосферы над НЭАЗО; •
. " 5) получены количественные характеристики горизонтальных потоков тепла и влаги через границы НЭП.
Практическая значимость работы заключается в том, что ее' следует рассматривать как од"Н из конкретных результатов исследования роли энергоактивных зон океана в короткопериодных колебаниях климата по программе советского национального эксперимента "Разрезы". •
- Содержание данной работы, по существу, совпадает с задачей национальной программы исследования взаимодействия океана Ъ атмосферой с целью разработки долгосрочного прогноза погоды и теории климата. Решение указанных вьше вопросов осуществлялось в тесно" связи с направлением исследований, выполняемых в Одесском отделении ГОИН по открытому плану НИР и ОКР Госкомгидроме-та СССР по теме: "Исследовать ' серазование и эволюцию фронтальных зон синоптического масштаба й•их вклад в процессы взаимодействия океана и атмосферы" (Регистрационный номер 1.06,а01).
Результаты данного .исследования использованы при выполнении ыаковой темьТ научно-исследовательских работ Одесского отделение ; ГОИН, связанной с изучением взаимосвязи океана и атмосферы в •наиболее важных энергоактивных р..йотл Мирового, океана.
Полненные в работе значения горизонтальных потоков тепла и влаги в атмосфере могут быть использованы при оценке годового ■ хода и общего вклада НЭАЗО в горизонтальный перенос ■ воздушных •, масс над Северной Атлантикой.
Количественные оценки погрешностей температурно-ветрового' зондирования атмосферы в судовых условиях переданы в Одо ГОИН и использовались для корректировки программы математического обеспечения автоматической обработки аэрологических данных- при малых скоростях движения судна- введения поправки к вертикальному углу радиолокатора при волнении океана более 5 баллов.
Результаты исследований пространственно-временной изменчивости 'атмосферы над НЭАЗО вошли в качестве раздела в вышедший из лечати сборник климатолого-стать этических данных по океанической станции "С" за период 1976,..1980, гг. и подтверждены двумя актами внедрения. ■■ 4
Достоверность результатов исследования обеспечена:
-.примеченном к анализу как оптимального по требованиям
освещенности и необходимой точности расчетов обьема.данных.так и массовостью исходных дэлных, полученных на многократко повторенные океанографических разрезах, океанических ст. акциях и полиго- ' нах, выполненных в различные сезоны, а также архивных материалах; •
• - приведением оценок точности измеренных параметров атмосферы и з^'очнением их с учетом специфических условий проведения температурно-ветрового 'зондирования в судовых условиях; •
- использованием апробированных методик, алгоритмов и стандартных программ при получении статистических критериев обработки экспериментальных и архивных данных;
- получен..ые результаты исследований не противоречат общефизическим представлениям о процессах взаимодействия океана и атмосферы в НЭАЗО.
Апробация работы. Результаты заботы докладывались на научных семинарах отдела аэрологии ПД0 (1904...1986 гг.), лаборато--' рии морских научно-методических исследований, лаборатории автоматизации гидрометеорологических исследований Одо ГОШ (1984,..-. ...1986), на I и П Всесоюзных научных конференциях по программе "Разрезы" (1984, 198^), Ш Всесоюзной конференции по аэрологии (1985), -на научных конференциях ОГМИ (1990, 1991).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано ' 6 работ, список которых приводится в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит, ".из введения, четырех глав, заключения и спяска литературы, Обций объем работы 142 страницы машинописного текста. Из них 32 рисунка и 22 таблицы. Библиография включает 107 названий, в том числе 26 работ -зарубежных авторов.
ОСНОВНОЕ СОДЕРШИЕ РАБОТЫ
- Го введении дано обоснование выбора теш диссертационной работы, определяются ее цель, научная новизна, практическая значимость, метод и а исследования, излагается краткое содержание-работы. ■ .
В первой главе дается обзор основных направлений исследования процессов взаимодействия океана и-атмосферы; обсуждаются ' факторы, влияющие на точность температурно-ветрового зондирования атмосферы в морских условиях, привоп'тоск сравнение различных
б .
способов обработки данных температурно-ветрового зондирования на судах, рассматривается вопрос оптимизации аэрологических наблюдений в НЭАЗО,
Во агорой главе дается краткая климатическая характеристика Ньюфаундлендской энергоактивной зоны, связанной с Гольфстримом. Поскольку формирование особенностей температурного режима водное поверхности и атмосферы является наиболее наглядным индикатором механизма взаимодействия океана и ат юсферы, в данной ■главе сосредоточим основное внимание анализу именно этого метеорологического параметра. Для этой цели были пpoáнaлизиpoвaны вертикальные профили температуры от поверхности океана до высоты 10 гПа (около 30 км), полученные на основе обработки дан: ьк аэрологического зондирования на океанических станциях "Д" (1960...1970 гг.), "Q" <1976...1960 .т.) и над НЭП (1981...1986гг.).
Здесь стаjHTCfl. прежде всего задача - выяснить величину и пространственные масштабы долгопериодного (сезонного, годового) температурного взаимодейстгмя (аномалий температуры) системы ок~ан-атмосфера. Как удалось выявить, для всей территории НЭАЗО характерны аномалии температуры воздуха различных знаков в зависимости от климатических сезонов — положительные в теплый и отрицательные в холодный периоды года. Причем, отрицательные аномалии оказываются различными по интенсивности и степени их распространения по высотам, "амыв значительные отрицательные аномалии температуры отмечаются в весенний сезон * средней стратосфере, где на поверхности 15 гПа они составим -4,1 °С. В тропосфере и стратосфера в зимний сезон выявили довольно слабые отрицательные аномалии, не превышающие -1,0 °С, которые на .соответствующих -вы- ' сотах практически на порядок меньше, чем в весенний сезон. Кроме -того, если зимой во всей атмосфере имеют место отрицательные аномалии температуры, то весной в верхней тропосфере (300... .. .200 гПа) отмечается изолированная область положительных ано- . малий. В летний сезон положительная аномалия температуры формировалась как а тропосфере, так и в стратосфере, причем наибольшей интенсивности она достигала на уровне 15 гПа и составляет 5,4 С. В осенний сезон в тропосфере и нижней стратосфере от»ме~ • чаяипь • такье положительные аномалии температуры, хотя и меньшей интенсивности, чем летом, тогда как в средней стратосфере наблю-, дуются отрицательные аномалии, не превьгаающие -1,1 °С.
Анализируя затем температурный ре-ким атмосферы над океани-. ' ческой станцией "С", расположенной в атлантико-арктической зоне умеренного пояса на периферии НЭАЗО, для которой характерно преобладание воздушных масс арктического и североамериканского происхокдения, получено, что для района НЭП (океаническая станция "Д") знаки аномалий температуры воздуха для сезонов года в тропосфере практически совпадают с аналогичными аномалиями для станции "С" (северо-восточная часть НЭАЗО), хотя по величине заметно их превосходят (в 1,5-2 раза для весны и лета).
В третьей главе рассматриваются радиационные характеристики . атмосферы над исследуемым районом, распределение составляющих теплового баланса по акватории Ньюфаундлендского полигона. Получены профили длинноволновой радиации, радиационного баланса системы океан-атмосфера, рассчитаны горизонтальные потоки тепла и влаги через границы полигона, проведена оценка энергетического бюджета системы океан-атмосфера над НЭАЗО.
В первом разделе третьей главы для выяснения условий, в которых формируется обмен теплом и влагой в системе океан-атмосфера над НЭАЗО, произведена оценка приходящей солнечной радиации на акваторию Северной Атлантики для девяти океанических станций, охватывающих район Северной Атлантики от 35 до 62 °с.ш. Лньлиз . показал, что пространственно-временное распределение прихпда солнечной радиации над НЗАЗО не позволяет выделить какие-либо характерные особенности данного района. Следовательно, формирование условий обмена теплом и влагой между океаном и -атмосферой, трансформация их над НЭАЗО должны определяться турбулентными и адвективными процессами, а также перераспределением длинноволновой радиации в системе океан-атмосфера.
В.основу расчета потоков длинноволновой радиации для условий НЭАЗО, где актинометрическое радиозондирование не производится, была положена методика Зайцевой H.A., Костяного Г.Н., Шля-хова В.И. (1973), неоднократно проверенная в Антарктиде и некоторых районах Мирового океана. В результате сопоставления осрецнен-ных потоков длинноволновой радиации и эффективного излучени" над НЭП для предфронтальных и фронтальных зон гидрологического фронта был сделан вывод о том, что реакция атмосферы на поток тепла из океана проявляется в виде увеличения восходящего потока длинноволновой радиации и уменьшения радиационного баланса в зоне.гидрологичсзкого фронта.
' Во втором разделе третьей главы по материалам экспедиционных исследований, выполненных в Ньюфаундлендской энергоактивной зоне, рассматриваются особенности теплообмена океана и атмосферы. С этой целью анализируются карты теплового баланса, температуры ; поверхности воды, радиационного баланса как для. всего НЭП, так, и для зоны гидрологического фронта. В районе- НЭП пространственное распределение составляющих .теплового' баланса имеет очаговую структуру, хорошо совпадающую с особенностями полей разности температур вода-воздух.
В этом разделе приводятся также относительные площади, поглощения тепла океаном над НЭП в летний и зимний периоды. Одновременно была произведена оценка ,ин'енсивности кгчматических центров действия (азорский максимум и исландский минимум), степень их ■ развития и взаиморасположения, что позволило в период работ на НЭП зимой Т983...1964 гг. выявить над Северной Атлантикой аномальное развитие атмосферных процессов. Отличительной особенностью поля аномалий атмосферного давления за январь 1964 г. .является наличие очага положительных аномалий в районе Азорск/к островов, и очага отрицательных аномалий западнее Исупчдии.
В холодный период года океан в районе НЭАЗО отдает тепло ат- • мосфере, причем наиболее интенсивно процесс теплоотдачи осуществ- .
ляется зимой (значение величины теплового баланса составляет -р т
25,4 мДх.м .сут~л). Преобладающий вклад в величину внешнего теплообмена в этот период вносят затрата тепла на испарение и турбулентный поток тепла. При этом затраты тепла'на испарение в 23 раза больше остальных членов расходной части уравнения теплового баланса. .■ . , . ' ,
В третьем разделе третьей главы в связи с задачей, поставленной з работе об оценке энергоресурсов НЭАЗО и да. влиянии на породообразующие процессы Северной Атлантики, по методике Гутер-мана И.Г. (1970) рассчитан осредненный перенос тепла и влаги в слое 0-5 ш через границы НЭП по сезрнам и в целом за год.'
Преобладающий над НЭАЗО западно-восточный перенос воздушных масс обеспечивает поступление тепла и вла:и через западную и восточную границы НЭП в течение всего года. Осенне-зимний период характеризуется наибольшей отдачей тепла океаном и интенсивным обменом теплом и влагой через .раницы полигона. В весенний сезон количество тепла и влаги, прошедшее через западную и кинуто
гранили НЭП, незначительно превосходит количество тепла и влаги, отдаваемое НЭП через его восточную и северную границы. В осенне-зимний. и отчасти в летний с&эоны НЭП является источником, а в весенний - стоком тепла-и влаги в нижней тропосфере.
Характерно, что наибольший вклад НЭП в (лоджет тепла и влаги в целом для НЭАЗО в слое 0-5 км. приходится на зимний период (соответственно .6,50-Ю14 МДк/мес и 2,90.1011 т-мес"*), а наименьший - на весну (-3,04.Т014 МДк.мес"1 и -I.08.I011 т-мес"'); среднегодовой вклад НШ в бюджет тепла и влаги НЭАЗО при этом ■составляет 14,64-Ю14 МДк и 5,8-101Х т.
В теплый период года затраты тепла на испарение также превышают значение турбулентного потока тепла и эффективного излучения, однако в целом, расходная часть уравнения баланса в весенний и летний сезоны меньше поглощенной солнечной радиации, поэтому величины баланса внешнего теплообмена положительны .(для весны
р т
они равны 1,8, а для лета 4,3 ВДк.м . сут-'). Это подтверждает вывод о том, что в теплый период года океан в районе НЭАЗО яатяет-ся стоком тепла.
В течение всего года радиационный баланс в районе НЭАЗО положителен и колеблется от.2,1 зимой до 13,0 летом. В теплый период года океан отдает атмосфере в среднем 19 % от получаемой им солнечной энергии, а в холодный - до 66 %; ь среднем за год эта величина составляет 31 <?.
В четвертом разделе третьей, главы, используя полученные вы-ге радиационные характеристики атмосферы и. составляющих теплового баланса на НЭП, произведена оценка энергетического бюджета системы океан-атмосфера с учетом адвекции тепла атмосферной цир-■ куляции через, границы полигона и вклад длинноволновой радиации в-бюджет системы океан-атмосфера.
Как и -предполагалось, важная роль в энергетическом бюджете системы океан-атмосфера для слоя 0-5 км в районе НЭАЗО кроме процессов внешнего теплообмена, принадлежит адвективному переносу тепла морскими течениями и атмосферной циркуляцией. Значения адвективного переноса тепла морскими течениями во все климатические сезоны такого же' порядка, что и поглощенная^'океаном солнечгяя радиация,и в среднем за год составляют, около 400 М^.м~*\мес~-''.! Величины' адвекции тепла за счет майромасгатабной атмосферной циркуляции через границы-НЭП на 2-3 порядка превышают значения составляющих внешнего теплообмена на границе раздела океан-атмосфера.
В годовом ходе значения результирующего энергетического бюджета тепла системы океан-атмосфера с учетом внешнего теплообмена, а также адвекции тепла морскими течениями и атмосферной циркуляцией свидетельствуют о том, что в осенне-зимний период отдача тепла океаном максимальна (порядка 8.10 ВДк.мес-*), а весной и летом - в 2-3 раза меньше. •
. Четвертая глава посвящена изучению особенностей чзаимодейст-вия -океана и атмосферы над НЭАЗО." Проведен анализ временной изменчивости аномалий температуры воды и приводного слоя воздуха, определены пространственно-временные масштабы термического воздействия океана на атмосферу, исследовано, описано и классифицировано явление "фронтального вала" в атмосфере над гидрологическим фронтом, дана характеристика фаз процесса восстановления атмосферы. - .
НЭП является специфическим районом НЭЛЗО, существенно'отли^-' чающимся по своему термическому режиму водной поверхности и-приводного слоя воздуха. Для него характерны по.сравнению с остальными районами НЭАЗО значительные аномалии температур воды и воздуха. Однако отношения среднеквадратических отклонегий аномалий температур воды и воздуха в районе НЭП три пентадном осреднении. исходных данных в 1,5-2,0 раза меньше, чем для остальной части НЭАЗО. Это свидетельствует об интенсивных процессах теплообмена в системе океан-атмосфера, обусловленных: наличием в этом районе квазистационарного гидрологического фронта, являющегося таким образом своеобразным индикатором механизма взаимодействия процессов синоптического масштаба и термического состояния подповерхностных слоев океана.
В связи с высказанным предположением о шиянии гидрологического фронта на распределение метеорологических величин, была предложена методика комплексных исследований в зон<\ гидрологического фронта с использованием учащенного радиозондирования атмосферы-до вые ты 10 км. Работы по методике проводились на галсах НЭП при каждом пересечении гидрологического фронта. Анализ полученного многочисленными экспедициями материала показал, что влияние гидрологического фронта в районе НЭП на распределение метеорологических величин (температура, влажность, инверсии) отчетливо прослеживается в нижнем пятикилометровом слое тропосферы.
Влияние гидрологического фронта в нижнем слое атмосферы (0-5 км) проявляется в росте температуры, образуя характерный •'
.фронтальный' вал, увеличении влагосодержания, облачности, влажности, горизонтальных градиентов температуры, конвергенции воздушных потоков. Можно выделить нижний слой 0-3 км (активный слой восстановления), где ото влияние выражено наиболее отчетливо, и верхний (3-5 км), где происходит уменьшение горизонтальных градиентов метеорологических величин и восстановление фонового состояния атмосферы (буферный слой релаксации).
Субполярный гидрологический фронт и атмосферный фронт в нижних слоях тропосферы, который можно интерпретировать как вторичный, тесно связаны между собой, взаимнообусловливая формирование специфических особенностей в распределении теплового баланса и его составляющих. Зона гидрологического фронта (НЭП) является районом постоянного актишого фронтогенеза в нижней атмосфере северо-западной части Северной Атлантики.
В динамике механизма взаимодействия океага и атмосферы в районе расположения гидрологического фронта можно выделить 3 стадии: формирования, развития и затухания, существенно различающихся между .собой по условиш термической устойчивости и" процессам конденсации. Вл'ияющее действие гидрологического фронта на метеорологический режим нижних слоев тропосферы проявляется йо все сезоны, однако наиболее интенсивно этот механизм взаимодействия реализуется в холодный период года, когда океан ямяется источ- • никои тепла. • . ,
В заключении сформулированы основные выводы исследования: I. Анализ погрешностей измерейия высоты, скорости и направления ветра; вносимые системой стабилизации антенны, показал, что наибольшие расхождения по скорости ветра 5 м.с и более, а по направлению - более 10 наблюдающиеся при высоте волны 7-3 ы-, зарегистрированы на пределе технических возможностей системы стабилизации. Погрешности, вносимые движением сулна, достигают при ¡вычислении скорости ветра 2 м.с""*, так как методика обработки радиоветровых данных рекомендует считать скорость судна 2 м.с"^ дрейфом. Степень искажения измеряемой температуры воздуха при выпуске радиозонда в результате, влияния корпуса судна в дневные часы при слабой скорости ветра достигает 2,6 °г-, в ночные ч^сы, а также при сильном ветре величина погрешности температур^! не превыпазт 0,7 °С. . •
-.2. Подтверждено, что усиление центров действия атмосферы (азорский максимум, исландский минимум) приводит к увеличению
• отдачи тепла океаном, повышению интенсивности Лабрадорского течения, вторжению холодных вод в район Гольфстрима и формированию в северо-западной части Северной Атлантики отрицательных аномалий температуры поверхностного слоя океана.
3. Характер пространственного и временного распределения полей температуры и ветра в тропосфере над НЭАЗО во многом определяется тепловым режимом поверхностных вод океана. Синхронные наблюдения на НЭП и океанической станции "С" показали, что воздействие океана на атмосферу проявляется во все сезоны и распространяется на высоты II,5; 9,0; 4,5 и 9,5 км соответственно для,зимы, весны, лета и осени.
4. Возмущающее действие субгэлявного гидрологического фрон-• та на тропосферу проявляется в виде обнаруженного эффекта "фронтального вала", характеризующегося локальным изменением темпера-^, туры и влажности над гидрологическим фронтом, ростом меридиональных компонент скорости ветра, увеличением восходящего потока длинноволновой радиации. По характеру распределения метеорологических элементов "фронтальный вал" может быть классифицирован как вторичный атмосферный фронт, образоваться в результате топографического фронтогенеза. Процесс термического воздействия, океана на атмосферу можно"разделить на несколько этапов (фаза формирования, развития и затухания), характеризующихся своими значениями параметров устойчивости и различным термическим режимом.
5. Общий годовой вклад НЭП в горизонтальный перенос составил 14,64.10^ КДк тепла и 5,8-Ю11 т влаги. . - -
СПЖОК РАБОТ, ОПгаЖОВАННЖ ПО ТЙДЕ ДЖСЕРТАЦШ
1. Аппу К.С., Нараянан В. (Индия), Еутко А.И., Кошельков Ю.П., Сперанский К.Е., Дубовщкий С.Н. (СССР). Временные и пространственные колебания температуры и ветра в экваториальной стратосфе- ' ре //Тр. ЦАО. - I9ÖI. - Вып. 145. - С. 43-55.
2. Дубовицкий С.Н., Прошин В.Т., Женевская P.A. О темпера- . турно-ветровом режиме тропопаузы над северо-западным районом Северной Атлантики // Ретеорология, климатология и гидрология. -1985. - Вьш. 21. - С. I09-II3.
3. Сборник клидоатолого-статистических данных по океанской станции "С" (52°45' с.ш., 35°30-. з.ц.) за период I976-I9Ö0 гг. . /Под ред. ö.fc. Гришакова. - ШШГМИ ШЭД, 19*84. - Разд. П.
■1. ШяловВ.!;., Дубокпуш» С.Н, Особенности измерения аэрологических параметров атмосферы на НШП //11! Всесомо. кон]), по аоропопш (24-30 шия 1985 г. Москва - ВДНХ): Тез. поет, 11Д0, 19Ьо. - С. 83~Ь5, '
5. Грмпаков €>,§., ДубовицкпА С.Н,, Погодин Н.-1>., Шаля-то» D.U. йс след о по пи о структурных особенностей атмосферы и условий теплообмена с океаном в районе Ньюфаундлендской энер-гоо'сгишой »от* // Г: дромотеорологкческио закономерности формирования среднеатротных оноргоактишых областей Мирового океана. Часть I. - Гидрометеоиздат, 1986. - С. '74-32.
6. Гришаков i&.'Jj., Дубошщшй С.Н. Предгартсльнне реоуль-тати исследования стпуктурньтх особенностей атмосферы и усло-гпй теплообмена системи океан-атмосфера нал. Ньюфаундлендской ЭАЗО // Итоги науки и техники. Серия: Атмосфера, океан, космос. Программа "Разрезы". - М.: ВИНИТИ, I9dG. - Т. 7. - 2а4 с.
Пота,к печати 23.03.91 г. Формат 60x84 1/1Р Об'ем 0,5г?.иэа,л. 0,75п.л. Заказ М» 1700. Тираж 10СЬкэ. Гортияография Одесского облполкгра-Ьиз'ИТл.кекКеЗ.
Ленина 49.
- Дубовицкий, Станислав Николаевич
- кандидата географических наук
- Одесса, 1991
- ВАК 11.00.09
- Взаимодействие океана и атмосферы на различных пространственно-временных масштабах
- Сезонная изменчивость верхнего квазиоднородного слоя в энергоактивной зоне Северной Атлантики (па результатам численного моделирования)
- Гидрология фронтальных зон Мирового океана
- Связь потоков тепла через поверхность океана с синоптическими атмосферными процессами (на примере Ньюфаундлендской энергоактивной области)
- Синоптическая и крупномасштабная изменчивость океана и атмосферы