Синоптические аспекты формирования крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах в период экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание

Платонов, Владимир Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Синоптические аспекты формирования крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах в период экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание
ВАК РФ 25.00.30, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Синоптические аспекты формирования крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах в период экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени

М.В. ЛОМОНОСОВА

Синоптические аспекты формирования крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах в период экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание.

25.00.30 - Метеорология, климатология, агрометеорология

Географический факультет

На правах рукописи УДК 551.513

Платонов Владимир Сергеевич

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата географических наук

Москва - 2012

005008259

Работа выполнена на кафедре метеорологии и климатологии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Научный руководитель

Семёнов Евгений Константинович доктор географических наук, профессор

Официальные оппоненты - Угрюмов Александр Иванович

доктор географических наук, профессор

Защита состоится «26» февраля 2012 года в 17 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.68 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, ауд. 1801

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова на 21 этаже.

Автореферат разослан " /Д^ " января 2012 года

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук,

Разорёнова Ольга Анатольевна кандидат географических наук

Ведущая организация

Гидрометеорологический научно-

исследовательский Центр Российской Федерации (г. Москва)

профессор

Савенко В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Одним из наиболее ярких экстремальных событий в погоде и климате на нашей планете является Эль-Ниньо - Южное Колебание (ЭНЮК), катастрофические последствия которого проявляется не только в тропических регионах, но и в умеренных широтах Северного и Южного полушарий. Подавляющая часть исследований явления ЭНЮК выполняется на основе среднемесячной информации, использование которой затрудняет понимание механизма формирования аномалий погоды и климата в тропиках. Так, М. А. Петросянц (Петросянц, 1987) указывал, что одни статистические модели без анализа обобщаемых ими реальных синоптических процессов не являются эффективными, так как это лишь статистическая картина. Субтропические антициклоны и тропические депрессии (циклоны, штормы и ураганы) существуют и в синоптическом плане, без которого не было бы и статистического, причём в интенсивности, положении и ориентации этих систем происходят ежедневные изменения.

На основании этих положений, на кафедре метеорологии и климатологии МГУ была выдвинута концепция генезиса аномалий атмосферной циркуляции в период ЭНЮК, в которой определяющая роль отводится процессам синоптического масштаба, изучаемым по ежедневной информации. Применение синоптического анализа для изучения физического механизма формирования крупномасштабных аномалий атмосферной циркуляции в тропиках позволяет систематизировать синоптические процессы в низких широтах и обобщить сценарии развития тёплых и холодных фаз явления ЭНЮК. В результате приложения данного концептуального подхода к изучению явления ЭНЮК возможно построение синоптических моделей экстремальных погодных ситуаций в тропиках, которые в дальнейшем могут быть использованы в задачах численного моделирования погоды и климата не только в низких широтах, но и в целом на нашей планете.

В связи с этим, особенно важным и актуальным в данной работе представляется анализ конкретных синоптических ситуаций, имевших место в период экстремальных событий явления ЭНЮК, а также рассмотрение взаимосвязей аномалий атмосферной циркуляции в различных регионах тропиков Земли как с океанической составляющей явления ЭНЮК, так и с разнообразными катаст-

рофическими погодными явлениями с использованием максимально широкого спектра метеорологической информации.

Цель работы - исследование синоптических аспектов формирования аномалий атмосферной циркуляции в низких широтах в периоды экстремальных событий тёплой и холодной фаз явления ЭНЮК и оценка их роли в крупномасштабной изменчивости планетарной циркуляции.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались следующие задачи:

> Оценка изменчивости атмосферной циркуляции Южного полушария и её связи с явлением ЭНЮК;

> Исследование крупномасштабного взаимодействия глобальной циркуляции атмосферы с аномалиями ТПО в экваториальной зоне Тихого океана;

> Обобщение сценариев развития крупномасштабных аномалий вертикальной циркуляции в периоды тёплой и холодной фаз явления Эль-Ниньо - Южное Колебание;

> Раздельно для событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья получение композиционных полей крупномасштабного влагообмена в тропиках Тихого и Индийского океанов;

> Исследование синоптических механизмов формирования аномалий атмосферной циркуляции в нижней и верхней тропосфере тропиков, отмеченных в период кульминации явлений Эль-Илньо и Ла-Нинья с использованием всей доступной информации;

> Оценка роли тропического циклогенеза в возникновении и развитии аномалий экваториальной зоны западных ветров и южно-тихоокеанской зоны конвергенции в периоды экстремальных событий цикла ЭНЮК.

Положения, выносимые на защиту.

1. Новые блоки эмпирической модели тёплой и холодной фаз явления ЭНЮК, связанные с вертикальными ячейками циркуляции и аномалиями влагообмена.

2. Синоптические механизмы формирования экстремальных событий цикла ЭНЮК и синоптическая структура катастрофического Ла-Нинья.

3. Ведущая роль циклонической деятельности в тропиках в формировании крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах.

Научная новизна работы. Разработаны новые блоки эмпирической модели явления ЭНЮК, связанные с вертикальными ячейками циркуляции Уоке-

pa и Хэдли и аномалиями крупномасштабного влагообмена, предложен синоптический механизм формирования катастрофического JIa-Нинья, связанный с резкой активизацией циклонической деятельности, и выявлена связь цикла ЭНЮК с аномалиями общепланетарной циркуляции Южного полушария.

Практическая значимость работы. Разработанные синоптические модели вертикальной циркуляции и аномалий влагообмена, включённые в композиционную модель атмосферной циркуляции в периоды Эль-Ниньо и JIa-Нинья, и результаты, полученные при анализе изменчивости циркуляции Южного полушария, могут быть использованы при решении задач мониторинга и моделирования климата, а исследования локализации, интенсивности и вертикальной структуры экваториальных западных ветров и южно-тихоокеанской зоны конвергенции в периоды катастрофических событий ЭНЮК - в задачах синоптической метеорологии тропиков, и в курсах лекций по климатологии и тропической метеорологии.

Личный вклад автора. Автор принимал участие во всех этапах работы, все основные научные результаты, представленные в работе, и необходимые расчёты получены и проведены автором лично.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались автором на российских и международных конференциях и семинарах, в том числе на Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (Москва, 2008 и 2011), Международной конференции по проблемам гидрометеорологической безопасности (Москва, 2006), Всероссийской конференции «Михаил Арамаисович Петросянц и современные проблемы метеорологии и климатологии» (к 90-летию со дня рождения М. А. Петросянца, Москва, 2009), International French-Russian seminar «Climate variability in the tropical Pacific: mechanisms, modeling and observations» (Moscow, 2009).

По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 2 в отечественных и зарубежных рецензируемых журналах и сборниках, 4 - тезисы докладов к научным конференциям.

Структура и объём работы. Работа состоит из Введения, 5 глав, Заключения и списка литературы из 113 наименований, из них 57 - зарубежных авторов. В диссертации содержится /?0 страниц машинописного текста, 3 таблицы и ÍYO рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во Введении обосновываются актуальность работы, её новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи работы, а также приведена структура диссертации и краткий обзор её содержания.

Первая глава носит обзорный характер и посвящена основным системам циркуляции атмосферы в тропиках и явлению Эль-Ниньо - Южное Колебание (ЭНЮК) как крупнейшей её аномалии. В разделах 1.1-1.3 рассматриваются главные элементы циркуляции планетарного масштаба в тропической зоне -пассаты, муссоны, внутритропическая зона конвергенции (ВЗК), экваториальная зона западных ветров (ЭЗЗВ), ячейки вертикальной циркуляции (Уокера и Хэдли). В Разделе 1.4 рассмотрены основные системы циркуляции синоптического масштаба в тропиках: восточные волны, муссонные депрессии и тропические циклоны. В разделе 1.5 приведено определение явления ЭНЮК, даны его общая характеристика, представление об аномалиях в системе океан-атмосфера, связанных с ЭНЮК, обзор исследований, посвященных вопросам о причинах зарождения, развитии, протекании явления, дальних связях его с внетропическими широтами. Рассмотрены различные подходы к выделению и классификации тёплой и холодной фаз ЭНЮК, их хронологии. Целый ряд последних исследований связаны с выделением нового типа Эль-Ниньо - ЭН «Модоки». Наконец, особое внимание уделено холодной фазе ЭНЮК, в частности, последнему катастрофическому событию Ла-Нинья 2011 года. В Разделе 1.6 приводится обзор работ, посвященных роли крупномасштабного влаго-обмена в тропиках и его аномалиям в период экстремальных событий тёплой и холодной фаз ЭНЮК. Раздел 1.7 посвящён обзору исследований характеристик циркуляции Южного полушария, в частности индекса Антарктического колебания, и их возможной связи с явлением ЭНЮК.

Вторая глава посвящена описанию материалов, методического аппарата и расчётов, использованных в работе. В разделе 2.1 даны перечень и характеристика применённых баз данных. В данной работе использовались базы метеорологических данных ре-анализов МСЕРЛЧСАЯ, ОРСР и ЕЫА-40. Для анализа композиционных картин атмосферной циркуляции, построения блоков эмпирической модели, связанных с вертикальными движениями и характеристиками влагообмена, были выбраны среднемесячные данные по:

S зональной и меридиональной составляющим скорости ветра и и v (м/с) на 8 изобарических поверхностях - 925, 850, 700, 500, 300, 250, 200 и 100 гПа с шагом 2,5*2,5° в диапазоне широт 40° с. ш. - 40° ю. ш. (Reanalysis NCEP/NCAR) за отдельные январи;

S удельной влажности q (Reanalysis NCEP/NCAR, кг/кг) с шагом 2,5*2,5° за январи в диапазоне широт 30° с. ш. - 30° ю. ш. на изобарических поверхностях 500, 700 и 850 гПа;

S аналогу вертикальной скорости (Reanalysis NCEP/NCAR, т, гПа/с) за январи с шагом 2,5*2,5° в диапазоне широт 40° с. ш. - 40° ю. ш. на 5 изобарических поверхностях - 850,500,300,200 и 100 гПа;

S осадкам (GPCP, мм/сут) с шагом 2,5*2,5° в тропической зоне (31,25° с. ш. -31,25° ю. ш.) за период с 1979 по 2006 гг.;

интегральному влагосодержанию атмосферы (ERA-40, см слоя) в тропической зоне с пространственным разрешением 2,5*2,5 за период времени 1979 -2001 гг.

Выделение тёплых и холодных фаз явления ЭНЮК производилось с использованием классификации, предложенной М. А. Петросянцем и Д. Ю. Гущиной [Петросянц, Гущина, 2002]. Таким образом, за период 1958 - 1998 гг. (41 год) случаев, когда наблюдалось Эль-Ниньо, в январе оказалось ¿2 (это 1958, 1966, 1969, 1973, 1977, 1978, 1983, 1987, 1988, 1992, 1995 и 1998 годы). Случаев, когда наблюдалось явление JIa-Нинья, в январе оказалось 18_ (это 1950, 1955, 1956, 1957, 1965, 1967, 1968, 1971, 1972, 1974, 1975, 1976, 1985, 1986,1989,1996 и 1997 годы).

Для анализа изменчивости атмосферной циркуляции Южного полушария и синоптического исследования экстремальных событий ЭНЮК были выбраны следующие ежедневные данные о:

S геопотенциале на изобарических поверхностях 850, 500 и 200 гПа с шагом 2,5*2,5° за период 1958 -2009 гг. (Reanalysis NCEP/NCAR, январи); ■S зональной составляющей скорости ветра на изобарических поверхностях 850 и 200 гПа с шагом 2,5*2,5° за 1958 - 2009 гг. (Reanalysis NCEP/NCAR, январи); S аналоге вертикальной скорости (т, гПа/с) и уходящей длинноволновой радиации (OLR, Вт/м2) (Reanalysis NCEP/NCAR) с шагом 2,5*2,5° на 4 изобарических поверхностях - 850, 700, 500 и 200 гПа за январь - февраль 1983, 1998 и 2011 гг.;

S среднемесячных аномалиях температуры поверхности океана (ТПО) Kaplan с шагом 5*5° за периоды 1982/83,1997/98 и 2010/11 гг.

Дополнительно были использованы снимки облачности с геостационарных спутников MTSAT, GMS-2, GOES-1 и GOES-9 за соответствующие даты 1983, 1998 и 2011 гг.

В разделе 2.2 приведена методика основных расчётов, использованных в данной работе. Для построения схем вертикальных движений рассчитывался потенциал скорости дивергентного ветра (11СДВ), определявшийся из уравнения Пуассона методом марш-алогритма (Самарский, 1983):

VV-4-T' (1)

ох ду

где правая часть представляет собой дивергенцию скорости ветра, взятую с обратным знаком. Дивергенция рассчитывается по данным о ветре:

Vv = -—. (2)

дх ду

Граничные условия задавались следующим образом: ,Я) = 0,

%(— ,Я) = 0, для 0<д<2л■ и х(<Р,--х(<р,X + 2n)~<q><Щ- - условие периодич-4 4 4

ности.

Далее значения ПСДВ были продифференцированы по х и по у и получены значения т. н. «аналогов» зональной и меридиональной скоростей соответственно. Затем они были использованы вместе с аналогом вертикальной скорости для построения вертикальных разрезов атмосферной циркуляции.

Затем даётся описание методики расчётов различных характеристик влаго-обмена. Как известно, суммарный перенос влаги может быть представлен двумя слагаемыми: перенос влаги за счёт средних движений и за счёт вихревых движений.

q=<q>+q, V=<V>+V, <V*q> = <V>*<q> + <Vq >; (3)

Перенос влаги за счёт вихревых движений рассчитывался по ежедневным данным о зональной и меридиональной составляющих скорости ветра и удельной влажности на указанных изобарических поверхностях. Сначала вычислялся средний зональный и меридиональный перенос за месяц, затем рассчитывались аномалии этого переноса для каждого дня, далее эти аномалии осреднялись за месяц. Таким образом, получался среднемесячный перенос влаги за счёт пульсаций (вихревых движений). Кроме того, были рассчитаны интегральный зо-

нальный и меридиональный перенос влаги в слое 850 - 500 гПа и дивергенция потоков влаги.

Далее описывается методика расчёта индекса циркуляции скорости ветра, разработанной на кафедре метеорологии и климатологии МГУ М. А. Петросян-цем и Д. Ю. Гущиной. Индекс циркуляции скорости ветра отражает основные свойства барико-циркуляционных образований в низких широтах и может служить интегральным показателем состояния атмосферной циркуляции. Расчёты индекса циркуляции вектора скорости ветра проводились по контурам десятиградусных квадратов. С этой целью вся исследуемая территория от 20° с. ш. до 40° ю. ш. и с 80° в. д. до 100° з. д. была поделена на 120 квадратов 10*10°. Далее по данным о ветре для каждого квадрата была рассчитана циркуляция вектора скорости на изобарической поверхности 850 гПа по формуле из (Гущина, Пет-росянц, 1998):

Здесь и, V - зональные и меридиональные составляющие скорости реального ветра; <рь <р2 - широта южной и северной, а >ч и к2 - долгота западной и восточной границ контура соответственно; / - длина стороны контура. Положительным направлением обхода при расчёте считалось направление против часовой стрелки.

Для выявления взаимосвязей атмосферной циркуляции с аномалиями ТПО были рассчитаны коэффициенты корреляции между аномалиями зональной составляющей скорости ветра на изобарических поверхностях 200 гПа и 850 гПа и аномалиями ТПО в области Nino3 (из используемых при изучении Эль-Ниньо областей в экваториальной части Тихого океана выбрана именно область Nino3, так как она наилучшим образом характеризует крупномасштабные события ЭНЮК). Оценка достоверности коэффициентов парной корреляции проводилась методом Z, основанным на распределении Стьюдента (Исаев, 1988). При коэффициенте корреляции, большем по модулю, чем 0,3, достоверность составляет 95%.

Затем приведено описание метода разложения случайных полей на естественные ортогональные составляющие (ЕОФ). Метод ЕОФ применялся для исследования низкочастотной изменчивости зональной составляющей атмосферной циркуляции и полей осадков.

(4)

В завершение раздела перечислены построенные карты и графики, а также программные средства визуализации результатов. При исследовании синоптических аспектов формирования крупномасштабных аномалий погоды в период Эль-Ниньо 1997/98 гг. и Ла-Нинья 2010/11 гг. по ежедневным данным были построены карты векторов результирующего ветра. На них по векторам скорости ветра с помощью линий тока выделялись барико-циркуляционные образования тропической атмосферы в соответствии с методикой, изложенной в Практических аспектах по тропической метеорологии (Palmer, 1955). Такой подход для оценки синоптических ситуаций в низких широтах представляется наиболее приемлемым, учитывая отсутствие возможности использовать в тропиках геострофические соотношения между полями ветра и давления (геопотенциала) даже в качестве первого приближения.

Третья глава посвящена исследованию взаимосвязей явления ЭНКЖ с общепланетарной циркуляцией и её изменчивостью. В Разделе 3.1 анализируется связь ЭНКЖ с изменчивостью атмосферной циркуляции Южного полушария. Дня исследования низкочастотной изменчивости атмосферной циркуляции в Южном полушарии применялся метод разложения случайных полей на ЕОФ, данными для разложения послужили ежедневные поля зонального ветра на изобарических поверхностях 850 и 200 гПа, из которых предварительно были удалены линейные тренды. Были выбраны данные за январи, поскольку именно январь является центральным месяцем лета Южного полушария, когда происходили наиболее яркие аномалии ЭНКЖ, а значит, отмечалась и максимальная многолетняя изменчивость атмосферной циркуляции. Рассматривались первые две моды разложения, которые в совокупности описывали порядка 50 % изменчивости, а именно, первая мода - от 25 до 35 %, вторая - от 10 до 15 %.

На первом этапе исследования рассматривалась изменчивость за 40 лет, которую можно интерпретировать как некоторую «среднюю» изменчивость, куда вошли флуктуации атмосферной циркуляции за все 40 лет. Затем анализировалась изменчивость, наблюдавшаяся в отдельные годы (1983, 1998, 1974 и 1984 - наиболее яркие годы с Эль-Ниньо и JIa-Нинья).

В распределении первой моды зональной составляющей скорости ветра главные очаги многолетней изменчивости в нижней тропосфере Южного полушария связаны с акваторией тропического Тихого океана в районе линии смены дат, что, очевидно, вызвано крупномасштабной перестройкой атмосферной циркуляции в период явлений ЭНЮК, которые проявляются в миграции и

интенсификации (или ослаблении) ЭЗЗВ и восточного пассатного переноса. Очаги также проявляются над Австралией и тропиками Индийского океана, что обусловлено изменчивостью Австралийского и Индийского муссонов, которая во многом определяется циклом ЭНЮК.

Максимумы изменчивости в верхней тропосфере локализованы в приэкваториальных областях Атлантики и Тихого океана. Подобные флуктуации в Тихом океане связаны с формированием в годы Эль-Ниньо обширной зоны верхнетропосферного восточного переноса, вызванного образованием нетипичных для данного региона высоких антициклонов, заменивших верхнетропосферные ложбины.

Перейдём к анализу изменчивости атмосферной циркуляции в годы тёплой и холодной фаз явления ЭНЮК. Так, в период Эль-Ниньо 1998 г. в нижней тропосфере (рис. 1а) очаги максимальной изменчивости по-прежнему наблюдаются в тропиках Тихого океана, но они существенно расширились на восток, до 140° з. д. Кроме того, увеличилась изменчивость над Австралией и Индонезией. Значения флуктуаций по сравнению со среднемноголетними существенно выросли. Что касается хода временных коэффициентов, приводимых в диссертации, то изменения аномалий зональной скорости хорошо согласуются с хронологией различных классов активности ЭЗЗВ в период Эль-Ниньо 1997/98 гг. (Петросянц и др., 2005). В соответствии с ней, в январе 1998 г. выделяются периоды класса «активный» (28 декабря - 15 января и 21 января - 5 февраля) и класса «перебой» (16 - 20 января). Действительно, в первую половину месяца наибольшая активность ЭЗЗВ наблюдалась в западной акватории Тихого океана, затем аномалии западного ветра на некоторое время сошли на нет и, наконец, вновь получили активное развитие почти до 140° з. д. во второй половине месяца. В верхней тропосфере наиболее интенсивные очаги изменчивости и контрасты также отмечаются к востоку от Австралии, в центральном Тихом океане, в районе Мадагаскара и в Атлантике. Что касается хронологии, то как и в нижней тропосфере, аномалии вполне соответствуют атмосферной циркуляции класса «активный», продолжавшегося с 28 декабря по 15 января. Во вторую половину месяца, когда аномалии меняют знак, картина становится близкой к климатической: большая часть тропиков и субтропиков занята положительными аномалиями, т.е. западными потоками.

Основная изменчивость нижнетропосферной циркуляции Южного полушария в период Ла-Нинья в январе 1974 г. (рис. 16) была связана с флуктуациями лет

Рис 1. Первая мода разложения январского поля зональной скорости на ЕОФ в период Эль-Ниньо {1998 г., а) и Ла-Нинья (1974 г., 6)

а) Эль-Ниньо, 1998 г.

0.02 0.015 0.01 0.005 О

-0.005 -0.01

-0.015 -0.02

0.04 0,03 0.02

него австралийского муссона. В первую половину января формируется циклоническая циркуляция над Австралией, которая соответствует активной фазе летнего муссона. В то же время над акваторией Тихого океана преобладают отрицательные аномалии, представляющие собой интенсификацию пассатов. Эти процессы сопровождаются проникновением западного переноса в тропические широты в Атлантике и интенсификацией Маскаренского антициклона в Индийском океане. Описанная система циркуляции в Тихом океане вполне соответствует известным представлениям об усилении «нормальной» (климатической) картины в период холодной фазы явления ЭШОК. В верхней тропосфере при интенсификации западного переноса в субтропиках в первую половину января происходит и его усиление над восточной акваторией Тихого океана, и ослабление восточных потоков над его западной акваторией. А именно сокращение зоны верхнетропосферного восточного переноса и является характерным явлением в период Ла-Нинья.

Одним из главных выводов данного раздела заключается в том, что выявлены достаточно чёткие взаимодействия между очагами максимальной изменчивости в тропической зоне и умеренными, а также антарктическими широтами как Тихого, так и других океанов Южного полушария. Подобные «цепочки» могут быть интерпретированы как связанная последовательность аномалий в виде: «сброс» холода с антарктического материка - интенсификация внетро-пического циклогенеза в Великом западном переносе (Угрюмов, 1994) - усиление заключительного антициклона после циклонической серии на полярном фронте - «подпитка» (регенерация) субтропического антициклона - интенсификация пассатной циркуляции в тропиках - активизация тропического циклогенеза (например, в области южно-тихоокеанской зоны конвергенции). При этом наиболее ярко эти «цепочки» ячеек проявляются в годы аномалий цикла ЭНЮК над Тихим океаном и Австралией.

Раздел 3.2 посвящен исследованию связи общепланетарной циркуляции с аномалиями ТПО в экваториальной зоне Тихого океана (район МтоЗ). Анализ пространственной корреляции аномалии ТПО и аномалии зональной составляющей скорости ветра показал, что наиболее значимые связи между этими показателями существуют, главным образом, в низких широтах, и это характерно как для нижней, так и для верхней тропосферы.

В нижней тропосфере наиболее значимые положительные связи аномалий зонального ветра и ТПО наблюдаются над центральными и восточными приэк-

ваториальными районами Тихого океана (коэффициенты корреляции превышают значения 0,6 - 0,7). То есть в период положительных аномалий ТПО (а это происходит преимущественно летом Южного полушария) здесь подавляется традиционный для этих районов восточный пассатный перенос и появляется зона интенсивного экваториального западного ветра. Напротив, над Индонезией и Северной Австралией наблюдается область значимых отрицательных коэффициентов корреляции. Это можно объяснить ослаблением западного ветра в системе индонезийской и северо-австралийской муссонной циркуляции, которая наблюдается в период теплой фазы ЭНЮК. Над умеренными и высокими широтами как Северного, так и Южного полушарий значимые связи нижнетропосферной циркуляции с аномалиями ТПО практически отсутствуют. Прежде всего, это касается Атлантики, Западной Европы и России.

Исследования взаимодействия в экваториальной зоне Тихого океана аномалий ТПО и зонального ветра в нижней и верхней тропосфере со сдвигом до 6 месяцев показали, что усиление экваториальных западных ветров в нижней тропосфере над западными акваториями Тихого океана может привести к повышению ТПО в районе Nino3. Когда зональная скорость на Н850 гПа «опережает» ТПО, коэффициент корреляции достигает максимума - 0,8 со сдвигом в 1 месяц. До сдвига в 3 месяца связи остаются значимыми, а потом начинают убывать. Это может являться косвенным подтверждением того, что экваториальные западные ветры являются одной из причин появления положительной аномалии ТПО в этом регионе.

В главе 4 рассматривается новый блок синоптической модели явления ЭНЮК, связанный с поведением ячеек вертикальной циркуляции и аномалиями составляющих крупномасштабного влагообмена в периоды теплой и холодной фаз этого явления. В разделе 4.1 проведён анализ ячеек вертикальной циркуляции в тропической зоне в зональной (ячейка Уокера) и меридиональной (ячейка Хэдли) плоскостях. Композиционные модели для циркуляции Уокера были построены для трёх важнейших циркуляционных систем: пассатной циркуляции Северного полушария (вдоль 10° с. ш.), циркуляции в приэкваториальной зоне и пассатной зоны Южного полушария (вдоль 10° ю. ш.). Последняя композиционная схема представляет собой наибольший интерес, так как именно в этой широтной полосе на западе Тихого океана в январе развёртывается циркуляция летнего муссона Северной Австралии, а в центре океана происходит активизация тропического циклогенеза на южно-тихоокеанской зоне конвергенции. Для

циркуляции Хэдли рассмотрены два ключевых региона: Индонезия и Северная Австралия (вдоль 130° в. д.) и центр Тихого океана (вдоль 140° з. д.). Первый район является классическим для циркуляции тропических муссонов, а второй - эталоном пассатной циркуляции. При этом композиционные схемы циркуля-ций Уокера и Хэдли получены для трёх ситуаций: климатической нормы, Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Самые главные события в картине зональной вертикальной циркуляции Уокера в периоды экстремальных событий явления ЭНЮК происходят в тропиках Тихого океана в районе локализации южно-тихоокеанской зоны конвергенции (ЮТЗК) вблизи 10° ю. ш.

В период Эль-Ниньо (рис. 2а) ЮТЗК резко интенсифицируется, что сопровождается значительной активизацией тропического циклогенеза в районах, удалённых на тысячи километров к востоку от климатической локализации. В итоге это приводит к формированию ЭЗЗВ (ситуация «западных бурь»), которая заменяет традиционные для этого региона восточные ветры пассатной циркуляции. В результате ЮТЗК в период Эль-Ниньо оказывается смещённой далеко на восток океана, где она постепенно опускается в более высокие широты и сливается с полярным фронтом Южного полушария. Весь центр южных тропиков Тихого океана занят интенсивными восходящими движениями вплоть до высоты 14-16 км, и только над восточными районами наблюдается опускание воздуха. Важно также отметить, что над муссонными областями Северной Австралии и Амазонией в период тёплой фазы поле вертикальных движений характеризуется резким ослаблением интенсивности восходящих потоков, вплоть до слабого опускания воздуха.

Совершенно изменяется картина вертикальной циркуляции Уокера над южными тропиками Тихого океана в период Ла-Нинья. Из рис. 26 видно, что в связи с восстановлением и усилением пассатной циркуляции ЮТЗК практически полностью размывается, и над всем Тихим океаном вдоль 10° ю. ш. наблюдается крупномасштабное опускание воздушных масс. А над муссонными районами Северной Австралии и Амазонией, напротив, преобладают исключительно мощные восходящие движения, что приводит к резкой активизации летних муссонных дождей.

Переходим к циркуляции Хэдли. В период Эль-Ниньо (рис. 2в) над районом северной Австралии и Индонезии отмечается крайне размытое поле вертикальных скоростей с преобладанием нисходящих движений. В этих условиях

Циркуляция Уокера

10» в. ш. Эль-Ниньо (12 январей)

Я1 л.".. а. Ж Ж №

Циркуляция Хэдпи

Эль-Ниньо (12 январгй)

Австралия^____" "" ""

Ла-Нинья ¡'.2 январей!

Лз-Нихья (1В

Рис- 2. Композиционные схемы еертякалькых движений: циркуляция У-окера вдол ь 10° ю. ш, (вблизи ЮТЗК) (а, 6), циркуляция Хздпи вдоль 130° в. д. (в, г) (Австралия и Индонезия) и 140° э. д, (центр Тихого океана) (д, е)

«муссонная» ВЗК сильно размывается и смещается в район экватора, где и наблюдается узкая полоса восходящих движений. Заметим, что опускание воздушных масс на 15 - 30° с. ш., связанное с зимним азиатским муссоном, в период Эль-Ниньо сохраняется.

Практически полностью противоположная картина вертикальных движений в меридиональной плоскости над этим регионом наблюдается в период Ла-Нинья (рис. 2т). Тихоокеанский пассат, беспрепятственно доставляющий влагу в муссонный регион Австралии, встречается здесь с экваториальными западными ветрами с Индийского океана. Это приводит к резкой активизации «мус-сонной» ВЗК и максимальному продвижению летних муссонных дождей в глубь австралийского континента. Восходящие движения захватывают практически всю тропическую тропосферу в полосе широт от экватора до 20 - 25° ю. ш. Опускание воздуха в зимнем азиатском муссоне приближается к экватору, а к северным границам тропиков (35 - 40° с. ш.) приближается зона восходящих движений, связанная с зимней внетропической циркуляцией.

В центре Тихого океана (140° з. д.), классическом пассатном районе, в период Эль-Ниньо (рис. 2д) активизируется ЮТЗК, в системе которой практически ежедневно функционируют несколько тропических циклонов штормовой интенсивности (ситуация «западных бурь»), В результате над обширным ре-

гионом между экватором и 15° ю. ш. возникает исключительно активная зона восходящих движений, простирающаяся практически на всю тропосферу. Столь же мощное опускание воздуха происходит в системе пассатной циркуляции Северного полушария между 10 и 30° с. ш. В Южном полушарии в пределах тропиков нисходящие движения выражены крайне слабо и, по-видимому, перекрываются влиянием циклонической деятельности на полярных фронтах Южного полушария.

Система вертикальной циркуляции в меридиональной плоскости в центре Тихого океана существенно перестраивается в период Ла-Нинья (рис. 2е). Видно, что в условиях Ла-Нинья обширная зона крупномасштабного подъёма воздушных масс, связанная с ЮТЗК, практически исчезает, и вблизи экватора наблюдается только узкая полоса восходящих движений, обусловленная конвергенцией пассатов Северного и Южного полушарий («пассатная» ВЗК). При этом, как и в период Эль-Ниньо, опускание воздуха в системе циркуляции Хэд-ли наблюдается только в Северном (зимнем) полушарии. Примечательно, что на полярную периферию южных тропиков в период Ла-Нинья уже проникает полоса восходящих движений, связанных с внетропической циркуляцией Южного полушария.

Разделы 4.2 и 4.3 посвящены блокам эмпирической модели явления ЭНЮК, связанным с переносом влаги в тропической зоне. Для иллюстрации основных результатов крупномасштабного влагообмена в дополнении к многочисленным картам переноса влаги за счёт средних движений и пульсаций построены композиционные карты-схемы (рис. За и б). Видно, что в период тёплой фазы ЭНЮК в центре Тихого океана формируется обширная полоса восходящих движений в системе ЮТЗК, что в итоге способствует активной конденсации водяного пара с образованием скоплений конвективной облачности. Такая крупномасштабная конденсация сопровождается выделением большого количества скрытого тепла, что в свою очередь приводит к образованию в центральных районах Тихого океана на высотах 7 - 12 км тёплых высотных антициклонов, которые усиливают внетропический западный перенос в Северном и Южном полушариях. Морской континент Индонезия и Северная Австралия в период тёплой фазы ЭНЮК, напротив, оказываются в зоне крупномасштабной дивергенции, и водяной пар из этого традиционно влажного приэкваториального района, с одной стороны, выносится в Тихий океан в направлении Южной Америки, а с другой, в Индийский океан в направлении Восточной Африки.

Рис. 3. Композиционные карты-схемы интегрального зонального переноса влаги за счёт средних движений ((г/кгПм/с)) в период Эль-Ниньо (а) и Ла-Нинья (6)

Такая интенсивная дивергенция водяного пара в нижней тропосфере приводит к формированию интенсивных нисходящих движений, динамическому нагреванию и удалению экваториального воздуха от состояния насыщения. Всё это приводит к катастрофическим засухам и пожарам.

В период холодной фазы ЭНЮК картина крупномасштабного влагообме-на в тропиках существенно изменяется. В этих условиях в район морского континента Индонезии и Северной Австралии водяной пар переносится как в системе пассатной циркуляции с Тихого океана, так и в системе экваториальной зоны западных ветров с Индийского океана. Сходимость двух макромасштаб-ных воздушных масс, отличающихся высоким влагосодержанием, приводит к формированию мощной зоны конвергенции. Эта ЮТЗК в период Ла-Нинья за счёт сильного тихоокеанского пассата максимально смещена на западные районы Тихого океана к северо-восточному побережью Австралии. Именно это смещение ЮТЗК в зону австралийского летнего муссона является одной из причин резкой активизации циклонической деятельности в муссонном регионе, сопровождающейся обильными дождями и штормовыми ветрами.

Кардинальные различия в крупномасштабном влагообмене в тёплую и холодную фазы ЭНЮК наглядно видны из вертикальных разрезов для центральных частей Индийского (90° в. д.) и Тихого (160° з. д.) океанов (рис. 4). Из анализа этих разрезов можно сделать два вывода. Во-первых, видно, что в системе крупномасштабного влагообмена в периоды Эль-Ниньо и Ла-Нинья происходит глобальная перестройка основных систем тропической циркуляции, представ

Рис. 4. Вертикальные разрезы зонального переноса влаги за счёт средних движений ((г/кг)*(м/с)) в период Эль-Ниньо (а, в) и Ла-Нинья (б, г) вдоль 160° з. д. (Тихий океан, а, б) и 90° в. д. (Индийский океан, в, г)

ленных пассатами и муссонами. Так, в период Эль-Ниньо в Индийском океане подавляется муссонная циркуляция, представленная экваториальными западными ветрами и заменяется восточным пассатом, а в Тихом океане подавляется пассат и заменяется муссонной циркуляцией. В период Ла-Нднья происходит

Тихий океан, Эль-Ниньо

Индийский океан, Эль-Ниньо

обратное: усиливается муссонная циркуляция в Индийском океане, а в Тихом -усиливается пассат.

Во-вторых, интенсивность влагообмена в системе пассатной и муссонной циркуляции практически одинакова, а вертикальная протяжённость восточного переноса пассата сопоставима с вертикальной мощностью экваториальных западных ветров в системе муссонной циркуляции. Каждый из этих макромас-штабных потоков имеет практически одинаковую протяжённость по меридиану (15 - 20° широты) и достигает высоты 7 - 9 км, т.е. занимает большую часть тропической тропосферы, в которой сосредоточено от ВО до 90 % всего водяного пара.

Всё это позволяет ещё раз подтвердить основные положения разрабатываемой на кафедре метеорологии и климатологии МГУ концепции о равноправности пассатов и муссонов в системе общей циркуляции атмосферы, выдвинутой М. А. Петросянцем (Петросянц, 1987).

Глава 5 посвящена комплексному анализу синоптических ситуаций, имевших место в тропиках Тихого и Индийского океанов в периоды экстремальных событий цикла ЭНЮК с привлечением всей доступной информации. Во вводном разделе 5.1 приводится обоснование актуальности исследования аномалий явления ЭНЮК на синоптическом масштабе времени, а также указываются выбранные для анализа синоптические ситуации. Для исследования были отобраны наиболее яркие дни в периоды кульминации тёплой и холодной фаз ЭНЮК: 22 января и 22 февраля 1983 г., 1 февраля 1998 г. (Эль-Ниньо), 7 -11 января и 30 января - 3 февраля 2011 г. (Ла-Нинья).

Раздел 5.2 посвящен синоптическому анализу экстремальных Эль-Ниньо 1982/83 и 1997/98 гг. К исследованию привлекались данные о составляющих скорости ветра, аналогу вертикальной скорости во всей толще тропосферы, уходящей длинноволновой радиации, осадках, аномалии ТПО, спутниковые снимки, рассчитывались вертикальная составляющая вихря скорости и индекс циркуляции Петросянца - Гущиной. С помощью линий тока выделялись центры барико-циркуляционных образований. По итогам этого комплексного анализа можно выделить следующие основные особенности аномалий атмосферной циркуляции, объединяющие рассмотренные ситуации. Главной из них, несомненно, является чрезвычайное развитие тропического циклогенеза в центральном Тихом океане и распространение его далеко на восток за пределы климатического расположения вплоть до 140 - 120° з. д. Эти тропические ци-

клоны формируют небывалую по протяжённости и местоположению ЭЗЗВ, замещающую типичный для этих районов пассатный перенос, который в этих ситуациях ослаблен. Именно экстремальное развитие тропического циклогенеза вносит решающий вклад в формирование аномалий атмосферной циркуляции в период кульминации событий Эль-Ниньо. Всё это можно увидеть на дополнительно построенной схеме, иллюстрирующей данный тип циркуляции для 1 февраля (рис. 5а).

Ещё одним общим элементом циркуляции является практически полное отсутствие летнего муссона над Австралией, сопровождающееся катастрофическими засухами и пожарами, возникающими из-за формирующегося в этом районе антициклона. Важной особенностью синоптических ситуаций является тот факт, что тропические циклоны в системе ЮТЗК, надёжно идентифицированные на разнообразных приводимых в диссертации картах и спутниковых снимках, располагаются на значительном удалении от области максимальной положительной аномалии ТОО, находящейся в приэкваториальной зоне на крайнем востоке Тихого океана. Это позволяет предположить, что именно активность тропического циклогенеза и вызванные им сильные западные ветры могла осуществить нагон тёплой воды на восток Тихого океана, который и создал столь беспрецедентную по значениям и локализации аномалию ТПО. Отметим, что схожий вывод был получен нами в разделе 3.2, где было показано, что аномалии зональной скорости опережают аномалии ТПО с высоким (0,8) коэффициентом корреляции и, следовательно, могут являться одной из причин появления положительной аномалии ТПО в регионе МпоЗ.

Раздел 5.3 полностью посвящен подробному анализу экстремального Ла-Нинья 2010/11 г., в период с января по апрель 2011 г. нанёсшего катастрофический ущерб экономикам Австралии, Колумбии, Перу, Таиланду.

Комплексный анализ всей синоптической информации в январе-феврале 2011 г. показал, что в циркуляции летнего муссона Северной Австралии 2010/11 гг. наблюдалось два периода небывалой активности тропического циклогенеза, которые сопровождались обильными тропическими дождями и ураганными (до 50 - 60 м/с) скоростями ветра. Самое удивительное, что эти два периода циклонической активности резко контрастировали по направлению перемещения тропических циклонов и по очагам происхождения влагонесущих воздушных масс.

Ла-Нинья, 11.01.2011 850 гПа

1 KfW 16Q°W П'Л.У 12D°W Hüft» ту

Рис. 5. Схемы расположения барико-циркуляционных образований и макромасштабные воздушные течения на изобарической поверхности 850 гПа 1 февраля 1998 г. (а), 11 января 2011 (б) и 1 февраля 2011 г. (в)

Первый период, продолжавшийся со 2 по 13 января 2011 г., характеризовался необыкновенно активным тропическим циклогенезом на индо-океанской ветви ВЗК. В этом случае на Северную Австралию доставлялся воздух с экваториальной зоны Индийского океана и «морского континента» Индонезии.

Так, нами установлено, что резкое усиление циклонической активности произошло 7 января 2011 г. На карте центров действия тропической атмосферы для нижней тропосферы (изобарическая поверхность 850 гПа), приводимой в диссертации, можно увидеть, что в системе индо-океанской ВЗК одновременно существует 7 тропических циклонов (3 на северной ветви и 4 на её южной). Такая активная циклоническая ситуация бывает крайне редко и её следствием является формирование в нижней тропосфере над Индийским океаном протяжённой и интенсивной ЭЗЗВ. Это так называемая ситуация «западных бурь». Ско-

роста экваториального западного ветра в этой зоне превышали 15 - 20 м/с и были сопоставимы со скоростями в западном переносе умеренных широт Южного полушария.

В то же время практически над всей акваторией Тихого океана от Австралии до побережья Перу и Чили преобладал необыкновенно сильный и практически невозмущённый восточный пассатный перенос, который также доставлял влажный воздух с Тихого океана к Индонезии и Северной Австралии. Таким образом, в районе Индонезии и Северной Австралии происходила макромас-штабная конвергенция влажных и тёплых воздушных масс с Индийского и Тихого океанов, что, в конечном итоге, привело к формированию мощной кучевой облачности и обильным осадкам. В последующие дни - 8, 9, 10 и 11 января ситуация резкой активизации тропического циклогенеза на индо-океанской ветви ВЗК только усилилась, а вертикальная структура воздушных течений сохранилась. Локализация и интенсивность циклонических вихрей подтверждается приводимыми в диссертации картами осадков, уходящей длинноволновой радиации, вертикальных скоростей, спутниковыми снимками, а также рассчитанными величинами относительной завихренности и индекса циркуляции Петро-сянца - Гущиной. Типичную схему расположения центров действия тропической атмосферы для этого первого периода можно видеть на рис. 56.

Вторая волна интенсивных муссонных дождей на севере Австралии была уже связана с тропическим циклогенезом на южно-тихоокеанской ветви ВЗК. Этот период продолжался с 28 января по 5 февраля. Здесь уже наиболее яркими были два тропических урагана «Anthony» («Энтони») 29-31 января и «Yasi» («Язи») 1-3 февраля - самый мощный за всю современную историю Австралии. В этот период основные влагонесущие потоки были уже не западные с Индийского океана, а восточные и северо-восточные из экваториальных широт Тихого океана.

Тропический ураган «Язи» вышел на побережье штата Квинсленд 1 февраля. Из рис. 5в видно, что вкупе с антициклоном на юго-востоке Австралии «Язи» вызвал ураганные северо-восточные ветры, порывы которых достигали 50 - 60 м/с, а ливневые дожди, вызванные этим суперциклоном, затопили три четверти штата Квинсленд. Циклоническая циркуляция «Язи» ярко прослеживалась также на изобарических поверхностях 700 и 500 гПа на протяжении всего периода. В то же время на поверхности 200 гПа над «Язи» формируется высотный антициклон, сохраняющийся вплоть до 3 февраля. Мощность верти-

кального развития ураганов «Язи» и «Энтони» подтверждают карты вертикальных скоростей и завихренности, а также распределения осадков. Индекс Петро-сянца - Гущиной, соответствующий урагану «Язи», достигал экстремального значения -14,5. Для сравнения, в период Эль-Ниньо в центре Тихого океана максимальные значение индекса составил -6,5.

Главным выводом всей главы является подтверждение разрабатываемой на кафедре концепции о ведущей роли циклонической деятельности в тропиках в формировании крупномасштабных аномалий погоды в низких широтах. Было показано, что именно резкая интенсификация развития тропических циклонов, их распространение и локализация определяет аномалии атмосферной циркуляции в тропической зоне, проявляющиеся в первую очередь в беспрецедентной миграции ЭЗЗВ на несколько тысяч километров в широтном направлении, и, соответственно, смещении и интенсификации ЮТЗК.

В заключении сформулированы основные выводы работы:

1. Оценка изменчивости атмосферной циркуляции Южного полушария показала, что её основные очаги в климате за 40 лет однозначно связаны с флукгуациями как основных макроциркуляционных процессов в атмосфере, так и с различной повторяемостью явлений синоптического масштаба, обусловленными событиями тёплой и холодной фаз цикла ЭНЮК. В годы экстремальных событий Эль-Ниньо и JIa-Нинья очаги максимальной изменчивости интенсифицировались, расширялись по площади и располагались преимущественно в районах австралийского муссона и южно-тихоокеанской ВЗК.

2. В изменчивости циркуляции чётко прослеживалось взаимодействие между очагами в тропической зоне и умеренными и высокими широтами. Последовательность этого взаимодействия можно представить следующей схемой: сброс холода с антарктического материка - интенсификация внетропического циклогенеза в Великом западном переносе - усиление заключительного антициклона после циклонической серии - регенерация субтропического антициклона - усиление пассатной циркуляции в тропиках - интенсификация Южнотихоокеанской ВЗК, проявляющаяся в активизации тропического циклогенеза.

3. Оценка крупномасштабного взаимодействия глобальной циркуляции атмосферы с аномалиями ТПО в экваториальном Тихом океане показал, что максимальные коэффициенты корреляции -0,8 получаются для экваториальной зоны западных ветров над Тихим океаном, когда аномалии западного ветра опережают аномалии ТПО на 1 месяц. Это еще раз свидетельствует о том, что

экваториальные западные ветры являются одной из основных причин появления положительной аномалии ТПО в районе МпоЗ.

4. В период тёплой фазы над тропиками Тихого океана наблюдается беспрецедентное смещение восходящей ветви зональной циркуляции Уокера с морского континента Индонезии на восток, в центральные и восточные районы Тихого океана, что сопровождается резким увеличением активности тропического циклогенеза в Южно-тихоокеанской зоне конвергенции. Напротив, в холодную фазу происходит резкая интенсификация восходящих движений в районе летнего австралийского муссона.

5. Перестройка меридиональной вертикальной циркуляции в тёплую фазу проявилась в почти полном исчезновении над центром Тихого океана классической циркуляции Хэдли, характерной для пассатной ВЗК, и заменой её на широтную муссонную циркуляцию, типичную для ВЗК над бассейном Индийского океана. В холодную фазу циркуляция Хэдли не только восстанавливается, но и интенсифицируется.

6. В рамках эмпирической модели ЭНЮК показано, что в системе крупномасштабного влагообмена в периоды Эль-Ниньо и Ла-Нинья происходит глобальная перестройка основных систем тропической циркуляции, представленных пассатами и муссонами обоих полушарий. Так, в период тёнлой фазы в Индийском океане подавляется муссонная циркуляция над Мадагаскаром, Северной Австралией и Индонезией, представленная экваториальными западными ветрами, и заменяется восточным пассатом, а в Тихом океане подавляется пассат и заменяется муссонной циркуляцией. В период холодной фазы происходит обратное: усиливается муссонная циркуляция в Индийском океане, а в Тихом - усиливается пассат. При этом интенсивность влагообмена в системе пассатной и муссонной циркуляции практически одинакова, а вертикальная протяжённость восточного переноса в пассате сопоставима с вертикальной мощностью экваториальных западных ветров в системе муссонной циркуляции.

7. Южно-тихоокеанская зона конвергенции, являясь важнейшим звеном циркуляции атмосферы в тропиках Тихого океана, в период цикла ЭНЮК испытывает беспрецедентные миграции от центра Тихого океана в период тёплой фазы к восточному побережью Австралии в период холодной фазы. Вместе с этой зоной испытывают соответствующие смещения и области активного тропического циклогенеза, генетически с ней связанные.

8. Установлено, что JIa-Нннья 2010/11 гг. сопровождалось самым разрушительным за всю современную историю Австралии наводнением, вызванным небывалой активностью тропического циклогенеза в системе циркуляции летнего австралийского муссона. В отдельные дни над рассматриваемьм регионом одновременно существовало 7-9 ТЦ, половина из которых достигали ураганной интенсивности и простирались по вертикали до высоты 10 - 12 км. При этом, ТЦ и связанные с ними обильные осадки поочерёдно атаковали муссон-ные регионы Австралии как с Индийского океана через систему ЭЗЗВ, так и с Тихого через систему восточного пассата. Тихоокеанский пассат в течение всего периода летнего австралийского муссона был максимально развит и занимал практически всю тропическую зону Тихого океана.

9. В течение всего периода катастрофического Ла-Нинья 2010/11 гг. над большей частью тропиков Тихого океана наблюдалась отрицательная аномалия ТПО, максимальные значения которой располагались не на востоке океана, как в случае «канонического» Ла-Нинья, а были значительно смещены на запад, в центральные районы Тихого океана к линии смены дат. Всё это позволяет отнести экстремальное Ла-Нинья 2010/11 гг. к Ла-Нинья типа «Модоки».

10. Результаты синоптического анализа событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья позволили подтвердить разрабатываемую на кафедре концепцию о ведущей роли циклонической деятельности в тропиках в формировании крупномасштабных аномалий погоды в низких широтах. Резкая активизация тропического циклогенеза определяет развитие крупномасштабных аномалий в тропической зоне, проявляющихся в миграции и интенсификации основных систем циркуляции в тропиках: пассатов, муссонов и ВЗК.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Семёнов Е. К., Соколихина Е. В., Платонов В. С. Аномалии вертикальной циркуляции в тропической атмосфере над Тихим океаном в период экстремальных Эль-Ниньо и Ла-Нинья. М., Тезисы стендовых докладов международной конференции по проблемам гидрометеорологической безопасности, 2006, с. 60

2. Платонов В. С. Вертикальная циркуляция в тропической атмосфере в периоды экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание. М., Тезисы докладов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов-2008", 2008

3. Платонов В. С. Крупномасштабный влагообмен в тропической зоне в периоды кульминации событий Эль-Ниньо - Южное Колебание. М., Тезисы Всероссийской конференции «Михаил Арамаисович Петросянц и современные проблемы метеорологии и климатологии», 2009

4. Platonov V. The large-scale moisture transfer in the tropical zone during the culmination of El-Nino and La-Nina events. In: Climate variability in the tropical Pacific: mechanisms, modeling and observations. Ed. by Y. DuPenhoat, A. V. Kislov, Moscow, MAX-Press, 2010, pp. 77 - 88

5. Платонов В. С. Синоптические аспекты формирования сильнейшего наводнения на северо-востоке Австралии в период экстремального Ла-Нинья. М., Тезисы докладов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных " Ломоносов-2011", 2011

6. Семёнов Е. К., Платонов В. С., Соколихина Е. В. Синоптические аспекты формирования сильнейшего наводнения на северо-востоке Австралии в период экстремального Ла-Нинья 2010/11 гг. Метеорология и гидрология, 2012, №2, с. 37-49

Напечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать 28.12.2011 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 592.

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 527 к.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Платонов, Владимир Сергеевич

Оглавление.

Введение.

Глава 1. Атмосферная циркуляция и крупномасштабные аномалии погоды и климата в тропических широтах (явление Эль-Ниньо

Южное Колебание).

1.1 Циркуляция планетарного масштаба в тропиках.

1.1.1 Границы тропической зоны.

1.1.2 Пассатная циркуляция.

1.1.3 Муссонная циркуляция.

1.1.4 Внутритропическая зона конвергенции (ВЗК).

1.2 Экваториальная зона западных ветров (ЭЗЗВ).

1.3 Вертикальная циркуляция в тропической атмосфере.

1.3.1 Зональная циркуляция (циркуляция Уокера).

1.3.2 Меридиональная циркуляция (циркуляция Хэдли).

1.4 Системы циркуляции синоптического масштаба в тропиках. 26 1.4.1 Циклоническая деятельность в тропиках.

1.5 Крупномасштабные аномалии атмосферной циркуляции в тропической зоне в периоды развития явления Эль-Ниньо

Южное Колебание.

1.5.1 Определение явления ЭНЮК.

1.5.2 Классификация явлений Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

1.5.3 Хронология явления Эль-Ниньо.

1.5.4 Эль-Ниньо типа «Модоки».

1.6 Крупномасштабный влагообмен в тропической зоне и его аномалии в период экстремальных событий явления ЭНЮК.

1.7 Общепланетарная циркуляция над Южным полушарием и явление Эль-Ниньо - Южное Колебание.

Глава 2. Материалы и методика исследований.

2.1 Метеорологическая информация, использованная для расчётов.

2.2 Методика исследований.

2.2.1 Расчёт потенциала скорости дивергентного ветра (ПСДВ) и вертикальных движений.

2.2.2 Расчёт индекса циркуляции вектора скорости ветра Петросянца - Гущиной.

2.2.3 Расчёт характеристик влагообмена.

2.2.4 Методика вычисления корреляции.

2.2.5 Метод эмпирических ортогональных функций.

2.2.6 Визуализация результатов.

Глава 3. Явление Эль-Ниньо - Южное Колебание в системе общепланетарной циркуляции.

3.1 Изменчивость атмосферной циркуляции Южного полушария и ее связь с явлением Эль-Ниньо - Южное Колебание.

3.2 Связь общепланетарной циркуляции с аномалиями ТПО в экваториальной зоне Тихого океана (район Nino3)

Глава 4. Вертикальная циркуляция и крупномасштабный влагообмен в тропической атмосфере в период экстремальных событий явления

Эль-Ниньо - Южное Колебание.

4.1 Вертикальная циркуляция в тропической зоне в период экстремальных событий ЭНЮК.

1 4.1.1 Зональная циркуляция (циркуляция Уокера).

4.1.2 Меридиональная циркуляция (циркуляция Хэдли).

4.2 Крупномасштабный влагообмен в тропической зоне в период экстремальных событий тёплой и холодной фаз явления

ЭНЮК.

4.3 Аномалии влагосодержания и осадков и их связь с экстремальными событиями явления Эль-Ниньо - Южное Колебание.

4.3.1 Аномалии влагосодержания.

4.3.2 Аномалии осадков.

Глава 5. Синоптические ситуации в тропиках Тихого и Индийского океанов в периоды экстремальных событий явления ЭНЮК.

5.1 Введение.

5.2 Синоптический анализ экстремальных Эль-Ниньо

1982/83 и 1997/98 гг.

5.3 Синоптический анализ экстремального Ла-Нинья 2010/11 гг. 215 Заключение. 279 Список сокращений. 283 Список использованной литературы.

Введение.

Процессы атмосферной циркуляции в тропической зоне, занимающей почти половину поверхности земного шара, оказывают самое существенное влияние на циркуляцию, погоду и климат умеренных широт. Без изучения условий и закономерностей атмосферной циркуляции в тропических широтах не могут быть решены и многие общие проблемы глобальной циркуляции атмосферы, и вопросы формирования погоды и климата в целом.

Особое внимание в метеорологии тропиков в последнее время приковано к тропической зоне Тихого океана в связи с наблюдающимся там явлением Эль-Ниньо - Южное колебание (ЭНЮК), катастрофические последствия которого проявляются не только в тропических районах, но и в умеренных широтах Северного и Южного полушарий. ЭНЮК проявляется не только в значительном потеплении поверхностных вод тропического Тихого океана, но и в крупномасштабной перестройке атмосферной циркуляции, прежде всего, в тропическом регионе, которая, в свою очередь, посредством дальних связей оказывает воздействие на погоду и климат умеренных широт. Несмотря на большое количество работ, посвященных событиям ЭНЮК, многие важные аспекты этого явления до сих пор остаются неясными. Прежде всего, это относится к крупномасштабной перестройке атмосферной циркуляции и к выяснению причин формирования тёплых и холодных фаз этого явления.

В многообразии работ, связанных с событиями ЭНЮК, можно выделить следующие основные направления: изучение причин и механизма возникновения и эволюции явлений ЭНЮК, связанных с внутритропической изменчивостью на масштабах недель и месяцев; исследование дальних связей событий ЭНЮК с аномалиями погоды в различных регионах земного шара; крупномасштабное взаимодействие глобальной циркуляции атмосферы с температурой поверхности экваториального Тихого океана.

В настоящее время подавляющая часть исследований явления Эль-Ниньо — Южное Колебание (ЭНЮК) выполняется на основе среднемесячной информации, использование которой затрудняет понимание механизма формирования аномалий погоды и климата в тропиках. Так, М. А. Петросянц указывал, что одни статистические модели без анализа обобщаемых или синоптических процессов не являются эффективными, так как это лишь статистическая картина. Субтропические антициклоны и тропические депрессии (циклоны, штормы и ураганы) существуют и в синоптическом плане, без которого не было бы и статистического, причём в интенсивности, положении и ориентации этих систем происходят ежедневные изменения.

Основываясь на этих положениях, на кафедре метеорологии и климатологии МГУ была выдвинута концепция генезиса аномалий атмосферной циркуляции в период ЭНЮК, в которой определяющая роль отводится процессам синоптического масштаба, изучаемых по ежедневной информации. Применение синоптического анализа для изучения физического механизма формирования крупномасштабных аномалий атмосферной циркуляции в тропиках позволяет систематизировать синоптические процессы в низких широтах и обобщить сценарии развития тёплых и холодных фаз явления ЭНЮК. В результате приложения данного концептуального подхода к изучению явления ЭНЮК возможно построение синоптических моделей экстремальных погодных ситуаций в тропиках, которые в дальнейшем могут быть использованы в задачах численного моделирования погоды и климата не только в низких широтах, но и в целом на нашей планете.

В связи с этим, особенно важным и актуальным в данной работе представляется анализ конкретных синоптических ситуаций, имевших место в период экстремальных событий явлений ЭНЮК, а также рассмотрение взаимосвязей аномалий атмосферной циркуляции в различных регионах тропиков Земли как с океанической составляющей явления ЭНЮК, так и с разнообразными катастрофическими погодными явлениями с использованием максимально широкого спектра метеорологической информации.

Тропическая зона - одна из наименее изученных в метеорологическом отношении районов земного шара. Исторически сложилось так, что сеть станций в тропиках по разным причинам оказалась намного реже, чем в умеренных и высоких широтах. Кроме того, она оказалась крайне неравномерной даже на суше. Плохая освещённость данными в тропической атмосфере усугубляется ещё и тем, что по мере приближения к экватору изменчивость давления и температуры в пространстве и во времени убывает, и в значительной части тропиков сопоставима с ошибками измерений.

Всплеск в изучении метеорологических процессов в тропиках произошёл в 60 - 70-х гг. Это было связано с появлением численных методов прогноза с помощью ЭВМ и информации с метеорологических спутников. Тропическая метеорология начала бурно развиваться, появились международные программы изучения атмосферных процессов, прежде всего в тропиках (таких, как ВЗК, муссонная и пассатная циркуляции и многие другие): ПИТАЛ (ПГЭП), АТЭП, ТРОПЭКС-72, БОМЭКС, АПЭКС, ИСМЭКС-73, «Муссон-77», ЗАМЭКС, зимний и летний МОНЭКС и др. Кроме того, в рамках ВПИК (Всемирная Программа Исследования Климата) была разработана программа «Исследование тропических областей океана и глобальной атмосферы» (ТОГА), основной задачей которой являлось изучение крупномасштабных климатических изменений в тропической зоне океанов и глобальной атмосферы в масштабах времени от нескольких месяцев до нескольких лет. Эти исследования дали поистине бесценную информацию об основных атмосферных процессах различных масштабов в тропиках.

Успешному развитию работ по синоптической метеорологии тропиков в немалой степени способствовало появление в последние годы принципиально новой глобальной информации об основных параметрах свободной атмосферы на уровнях от поверхности земли до высот 30 км в узлах сетки 2,5*2,5° (ежедневные и ежемесячные данные ЕСМТО и 1МСЕР/КСА11), выгодно отличающейся по полноте, однородности и продолжительности временных рядов от всех данных, имевшихся до настоящего времени.

Исходя из сказанного выше, главной целью в настоящей работе явилось исследование синоптических аспектов формирования аномалий атмосферной циркуляции в низких широтах в периоды экстремальных событий тёплой и холодной фаз явления ЭНЮК и оценка их роли в крупномасштабной изменчивости планетарной циркуляции. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались следующие задачи:

Оценка изменчивости атмосферной циркуляции Южного полушария и её связи с явлением ЭНЮК;

Исследование крупномасштабного взаимодействия глобальной циркуляции атмосферы с аномалиями ТПО в экваториальной зоне Тихого океана;

Обобщение сценариев развития крупномасштабных аномалий вертикальной циркуляции в периоды тёплой и холодной фаз явления Эль-Ниньо -Южное Колебание;

Раздельно для событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья получение композиционных полей крупномасштабного влагообмена в тропиках Тихого и Индийского океанов;

Исследование синоптических механизмов формирования аномалий атмосферной циркуляции в нижней и верхней тропосфере тропиков, отмеченных в период кульминации явлений Эль-Ниньо и Ла-Нинья с использованием всей доступной информации;

Оценка роли тропического циклогенеза в возникновении и развитии аномалий экваториальной зоны западных ветров и южно-тихоокеанской зоны конвергенции в периоды экстремальных событий цикла ЭНЮК.

Научная новизна работы. Разработаны новые блоки эмпирической модели явления ЭНЮК, связанные с вертикальными ячейками циркуляции Уоке-ра и Хэдли и аномалиями крупномасштабного влагообмена, предложен синоптический механизм формирования катастрофического Ла-Нинья, связанный с резкой активизацией циклонической деятельности, и выявлена связь цикла ЭНЮК с аномалиями общепланетарной циркуляции Южного полушария.

Нинья и результаты, полученные при анализе изменчивости циркуляции Южного полушария, могут быть использованы при решении задач мониторинга и моделирования климата, а исследования локализации, интенсивности и вертикальной структуры экваториальных западных ветров и южно-тихоокеанской зоны конвергенции в периоды катастрофических событий ЭНЮК - в задачах синоптической метеорологии тропиков, и в курсах лекций по климатологии и тропической метеорологии.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Платонов, Владимир Сергеевич

В заключение перечислим основные полученные результаты и сформулируем основные выводы работы.

1. Оценка изменчивости атмосферной циркуляции Южного полушария показала, что её основные очаги в климате за 40 лет однозначно связаны с флуктуациями как основных макроциркуляционных процессов в атмосфере, так и с различной повторяемостью явлений синоптического масштаба, обусловленными событиями тёплой и холодной фаз цикла ЭНЮК. В годы экстремальных событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья очаги максимальной изменчивости интенсифицировались, расширялись по площади и располагались преимущественно в районах австралийского муссона и южно-тихоокеанской ВЗК.

2. В изменчивости циркуляции чётко прослеживалось взаимодействие между очагами в тропической зоне и умеренными и высокими широтами. Последовательность этого взаимодействия можно представить следующей схемой: сброс холода с антарктического материка - интенсификация внетропического циклогенеза в Великом западном переносе - усиление заключительного антициклона после циклонической серии - регенерация субтропического антициклона - усиление пассатной циркуляции в тропиках - интенсификация южнотихоокеанской ВЗК, проявляющаяся в активизации тропического циклогенеза.

3. Оценка крупномасштабного взаимодействия глобальной циркуляции атмосферы с аномалиями ТПО в экваториальном Тихом океане показала, что максимальные коэффициенты корреляции ~0,8 получаются для экваториальной зоны западных ветров над Тихим океаном, когда аномалии западного ветра опережают аномалии ТПО на 1 месяц. Это еще раз свидетельствует о том, что экваториальные западные ветры являются одной из основных причин появления положительной аномалии ТПО в районе №поЗ.

4. В период тёплой фазы ЭНЮК над тропиками Тихого океана наблюдается беспрецедентное смещение восходящей ветви зональной циркуляции Уо-кера с морского континента Индонезии на восток, в центральные и восточные районы Тихого океана, что сопровождается резким увеличением активности тропического циклогенеза в южно-тихоокеанской зоне конвергенции. Напротив, в холодную фазу происходит резкая интенсификация восходящих движений в районе летнего австралийского муссона.

6. В рамках эмпирической модели ЭНЮК показано, что в системе крупномасштабного влагообмена в периоды Эль-Ниньо и Ла-Нинья происходит глобальная перестройка основных систем тропической циркуляции, представленных пассатами и муссонами обоих полушарий. Так, в период тёплой фазы в Индийском океане подавляется муссонная циркуляция над Мадагаскаром, Северной Австралией и Индонезией, представленная экваториальными западными ветрами, и заменяется восточным пассатом, а в Тихом океане подавляется пассат и заменяется муссонной циркуляцией. В период холодной фазы происходит обратное: усиливается муссонная циркуляция в Индийском океане, а в Тихом - усиливается пассат. При этом интенсивность влагообмена в системе пассатной и муссонной циркуляции практически одинакова, а вертикальная протяжённость восточного переноса в пассате сопоставима с вертикальной мощностью экваториальных западных ветров в системе муссонной циркуляции.

8. Установлено, что Ла-Нинья 2010/11 гг. сопровождалось самым разрушительным за всю современную историю Австралии наводнением, вызванным небывалой активностью тропического циклогенеза в системе циркуляции летнего австралийского муссона. В отдельные дни над рассматриваемым регионом одновременно существовало 7-9 ТЦ, половина из которых достигали ураганной интенсивности и простирались по вертикали до высоты 10-12 км. При этом, ТЦ и связанные с ними обильные осадки поочерёдно атаковали муссон-ные регионы Австралии как с Индийского океана через систему ЭЗЗВ, так и с Тихого через систему восточного пассата. Тихоокеанский пассат в течение всего периода летнего австралийского муссона был максимально развит и занимал практически всю тропическую зону Тихого океана.

Автор хотел бы выразить огромную благодарность своему научному руководителю, д. г. н., профессору Семёнову Е. К. за постановку цели и задач исследования, неоценимую помощь в оценке, анализе и интерпретации полученных результатов и постоянную поддержку. Автор также очень признателен к. г. н., доценту Соколихиной Н. Н. за постоянное внимание к работе, помощь в ме тодических аспектах исследования и целый ряд ценных советов; д. г. н., профессору Кислову А. В., взявшему на себя труд по прочтению работы и сделавшему ряд предложений и замечаний по тексту и результатам диссертации; к. г. н., доценту Гущиной Д. Ю. за внимание к работе и высказанные замечания по оценке и интерпретации результатов; и, наконец, всему коллективу кафедры метеорологии и климатологии за постоянную поддержку и создание благоприятной атмосферы для научной работы и написания диссертации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Платонов, Владимир Сергеевич, Москва

1. Алексеева Л. И., Семёнов Е. К., Петросянц М. А. Перестройка циркуляции тропической атмосферы во время Эль-Ниньо 1982 1983 гг. Метеорология и гидрология, 1990, № 10

2. Атлас «Содержание и перенос влаги в атмосфере над территорией СССР». М., 1984

3. Бабкин В. И., Клиге Р. К. Круговорот воды важнейший климатообра-зующий фактор на планете Земля. В кн.: Современные проблемы климатологии. Материалы Всероссийской конференции, посвящённой 100-летию О. А. Дроздова. С.-Петербург, 2009, с. 21 - 23

4. Вязилова Н. А. Роль крупномасштабного влагообмена в развитии аномалий циркуляции атмосферы в Индийском и Тихом океанах. Диссертация на соискание учёной степени к. г. н. Обнинск, 2004

5. Гутерман И. Г. Распределение ветра над Северным полушарием. Л., Гид-рометеоиздат, 251 с.

6. Гущина Д. Ю., Петросянц М. А., Семёнов Е. К. Эмпирическая модель циркуляции тропической тропосферы в период явления Эль-Ниньо -Южное Колебание. I. Методика построения эмпирической модели. Метеорология и гидрология, 1997, №1, с. 15-26

7. Гущина Д. Ю., Петросянц М. А., Семёнов Е. К. Эмпирическая модель циркуляции тропической тропосферы в период явления Эль-Ниньо — Южное Колебание. II. Анализ эволюции циркуляционных характеристик. Метеорология и гидрология, 1997, №2, с. 14-27

8. Гущина Д. Ю., Семёнов Е. К. Вертикальные движения в тропической тропосфере в период максимального развития явления Эль-Ниньо Южное колебание 1982 - 1983 гг. Метеорология и гидрология, 1993, №6

9. Гущина Д. Ю., Семёнов Е. К. Планетарная перестройка вертикальных ячеек циркуляции тропической атмосферы в период кульминации Эль-Ниньо 1982 1983 гг. Метеорология и гидрология, 1993, № 10

10. Ю.Добрышман Е. М. Динамика экваториальной атмосферы. Л., Гидрометео-издат, 1980

11. П.Евсеева Л. С., Самойленко В. С., Снопков В. Г. Турбулентный и адвективный перенос водяного пара в тропических широтах океана. В сб.: Атмосферная циркуляция и её взаимодействие с океаном. М., Наука, 1981

12. Иванов В. Н., Хаин А. П. О сезонном потенциале зарождения тропических циклонов. В кн.: Тропическая метеорология. Л., Гидрометеоиздат, 1985, с. 5-15.

13. З.Исаев А. А. Статистика в метеорологии и климатологии. М., Изд-во МГУ, 1988

14. И.Кислов А. В., Семёнов Е. К. Климатические поля вертикальных движений в тропосфере тропической зоны. Метеорология и гидрология, 1987, № 7, с. 107-112

15. Кислов А. В., Семёнов Е. К. Климатическая картина циркуляции в экваториальной зоне. Метеорология и гидрология, 1988, № 10

16. Кислов А. В., Семёнов Е. К. Средняя меридиональная циркуляция в атмосфере тропиков. Метеорология и гидрология, 1989, №3, с. 38 43

17. Метеорология Южного полушария. Под ред. Ч. Ньютона. Л., Гидрометеоиздат, 1976,260 с.

18. Научные концепции школы тропической метеорологии. В кн.: Географические научные школы Московского Университета. ИД «Городец», М., 2008, с. 579-591.

19. Пальмен Э., Ньютон Ч. Циркуляционные системы атмосферы. JL, Гидро-метеоиздат, 1973

20. Пановский Г. А., Брайер Г. В. Статистические методы в метеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1972

21. Первый глобальный эксперимент ПИТАЛ. Том 9. Тропические муссоны. Л., Гидрометеоиздат, 1988

22. Петросянц М. А. Синоптическая метеорология тропиков. В сборнике: Достижения в области гидрометеорологии и контроля природной среды. Л., Гидрометеоиздат, 129 158, 1987

23. Петросянц М. А. Что такое Эль-Ниньо? География, 1998, № 10

24. Петросянц М. А., Гущина Д. Ю. Об определении явлений Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Метеорология и гидрология, 2002, № 8, с. 24 35.

25. Петросянц М. А., Семенов Е. К., Гущина Д. Ю., Соколихина Е. В., Соко-лихина Н. Н. Циркуляция атмосферы в тропиках: климат и изменчивость. М., Макс Пресс, 2005

26. Платонов В. С. Вертикальная циркуляция в тропической атмосфере в периоды экстремальных событий явления Эль-Ниньо Южное Колебание. М., Тезисы докладов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов-2008", 2008

27. Платонов В. С. Крупномасштабный влагообмен в тропической зоне в периоды кульминации событий Эль-Ниньо Южное Колебание. М., Тезисы Всероссийской конференции «Михаил Арамаисович Петросянц и современные проблемы метеорологии и климатологии», 2009

28. Платонов В. С. Синоптические аспекты формирования сильнейшего наводнения на северо-востоке Австралии в период экстремального Ла-Нинья. М., Тезисы докладов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов-2011", 2011

29. Разорёнова О. А., Кружкова Т. С. Среднее сезонное положение ВЗК результат взаимодействия атмосферных процессов северного и южного полушарий. Труды ГМЦ СССР, 1987, вып. 297, с. 111 - 116

30. Риль Г. Климат и погода в тропиках, /перевод с английского И. Г. Ситни-кова и А. П. Хаина под ред. проф. М. А. Петросянца/. JL, Гидрометеоиз-дат, 1984

31. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.:Наука, 1983

32. Семёнов Е. К. О структуре и миграции экваториальной зоны западных ветров. Метеорология и гидрология, 1978, № 9, с. 51 59

33. Семёнов Е. К. Крупномасштабные особенности атмосферной циркуляции в тропической зоне. Труды ВНИИГМИ-МЦЦ, 1986, вып. 132, с. 83 92

34. Семёнов Е. К. Грандиозные последствия далёкого Эль-Ниньо. Из аналитического ежегодника: «Россия в окружающем мире». М., МНЭПУ, с. 197 -212,1999

35. Семёнов Е. К., Корнюшин О. Г. Атлас характеристик циркуляции в тропосфере и нижней стратосфере тропической зоны. М., Гидрометеоиздат, 1988

36. Семёнов Е. К., Платонов В. С., Соколихина Е. В. Синоптические аспекты формирования сильнейшего наводнения на северо-востоке Австралии в период экстремального Ла-Нинья 2010/11 гг. Метеорология и гидрология, 2012, №2, с.

37. Семёнов Е. К., Платонов В. С., Соколихина Е. В. Крупномасштабный влагообмен в тропической атмосфере в периоды экстремальных событий явления Эль-Ниньо Южное Колебание. Метеорология и гидрология, в печати

38. Семёнов Е. К., Соколихина Е. В., Соколихина Н. Н. Центры действия тропической атмосферы и их влияние на летние осадки индийского муссона. Метеорология и гидрология, 2003, № 1, с. 31 41

39. Семёнов Е. К., Соколихина Е. В., Соколихина Н. Н. Синоптические аспекты формирования экваториальной зоны западных ветров над Тихим океаном в период экстремального Эль-Ниньо 1997 1998 гг. Метеорология и гидрология, 2006, № 3, с. 17-30

40. Семёнов Е. К., Соколихина Е. В., Соколихина Н. Н. Атмосферная циркуляция в низких широтах в периоды тёплых и холодных фаз явления Эль-Ниньо Южное Колебание. Метеорология и гидрология, 2006, № 8, с. 5 -18

41. Семёнов Е. К., Соколихина Е. В., Соколихина Н. Н. Вертикальная циркуляция в тропической атмосфере в периоды экстремальных событий явления Эль-Ниньо Южное Колебание. - Метеорология и гидрология, 2008, №7, с. 17-28.

42. Соколихина Е. В. Циркуляция атмосферы синоптического масштаба в период явления Эль-Ниньо Южное Колебание. Диссертация на соискание степени кандидата географических наук, 25.00.30 - метеорология, климатология, агрометеорология. М., 2004

43. Угрюмов А. И. Тепловой режим океана и долгосрочные прогнозы погоды. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 175 с.

44. Угрюмов А. И. «По сведениям Гидрометцентра.». С.-П., Гидрометеоиздат, 1994, 232 с.

45. Фалькович А. И. Динамика и энергетика Внутритропической Зоны Конвергенции. Л., Гидрометеоиздат, 1979

46. Хромов С. П. К вопросу об экваториальной зоне западных ветров. Труды 1-й научной конференции по общей циркуляции атмосферы 1960. М., Гидрометеоиздат, 1962

47. Хромов С. П. Атмосферная циркуляция в тропиках. Сб. Современные проблемы климатологии. Л., Гидрометеоиздат, 1966, с. 176-201

48. Хромов С. П., Мамонтова Л. И. Метеорологический словарь. Л., Гидрометеоиздат, 1974

49. Чавро А.И., Дымников В.П. Методы математической статистики в задачах физики атмосферы. М, с.121-129., 2000

50. Aguado, Е., Burt J. Е. Understanding Weather and Climate. 2nd ed., New Jersey, Prentice Hall, 2001

51. An S. -1., Ham Y. J., Kug J. - S., Jin F. - F., Kang I. - S. El Niño-La Niña Asymmetry in the Coupled Model Intercomparison Project Simulations. J. Climate, Vol. 18, Issue 14, pp. 2617 - 2627, 2005

52. Ashok K., Behera S. K., Rao S. A., Weng H., Yamagata T. J. An unusual coupled mode in the tropical Pacific during 2004. Geophys. Res. 112, doi: 10.1029/2006JC003978,2007

53. Barnston A. G., He Yu., Glantz M. H. Predictive Skill of Statistical and Dynamical Climate Models in SST Forecasts during the 1997—98 El Niño Episode and the 1998 La Niña Onset. Bui. Amer. Met. Soc., Vol. 80, Issue 2, pp. 217-243,1999

54. Bjerknes J. A possible response of the atmospheric Hadley circulation to equatorial anomalies of ocean temperature. Tellus, vol. 18, No 4, pp. 820 829, 1966

55. Bjerknes J. Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific. Mon. Wea. Rev., vol. 97, pp. 163-172,1969

56. Bjornson H., Venegas S. A. A Manual for EOF and SVD analyses of climatic data. McGill University, CCGCR Report No. 97-1, Montréal, Québec, 52pp., 1997

57. Chan J. C. L. Tropical Cyclone Activity over the Western North Pacific Associated with El Nino and La Nina Events. J. Climate, Vol. 13, Issue 16, pp. 2960 -2972, 2000

58. Chen S.-C., Norris C. L., Roads J. O. Balancing the atmospheric hydrological budget. J. Geophys. Res., 1996

59. Chen W. Y., Van den Dool H. M. Significant change of extratropical natural variability and potential predictability associated with the El-Nino Southern Oscillation. Tellus, vol. 5, pp. 790 - 802,1999

60. Findlater J. Observational aspects of the low-level cross-equatorial jets stream of the western Indian Ocean. Pure and Appl. Geophys., 1977, vol. 115, pp. 1251-1261

61. Gong D., Wang S. Definition of Antarctic Oscillation Index. Geophys. Res. Letts., 1999,26, pp. 459 462

62. Gray W. M. Hurricanes: their formation, structure and likely role in the tropical circulation. Meteorology over the Tropical Oceans. Roy. Met. Soc., 1979, vol. 105, pp. 155-218

63. Grimm A. M., Simone E. T. Ferraz, J. G. Precipitation Anomalies in Southern Brazil Associated with El Nino and La Nina Events. J. Climate, Vol. 11, Issue 11, pp. 2863-2880,1998

64. Hickey B. The Relationships Between Fluctuations in Sea Level, Wind Stress and Sea Surface Temperature in the Equatorial Pacific. J. Phys. Ocean., Vol. 5, pp. 460-475, 1975

65. Howarth D. A. Seasonal variations in the vertically integrated water vapor transport fields over the Southern Hemisphere. Mon. Wea. Rev., 1983

66. Jin D., Kirtman B. P. Why the Southern Hemisphere ENSO responses lead ENSO. Journal of Geophysical Research, Vol. 114, 2009

67. Kahya E., Dracup J. A. The Influences of Type 1 El Nino and La Nina Events on Streamflows in the Pacific Southwest of the United States. J. Climate, Vol. 7, Issue 6, pp. 965-976,1994

68. Kidson J. W. Tropical Eigenvector Analysis and the Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., Vol. 103, Issue 3, pp. 187-196, 1975

69. Krishnamurti T. N. Tropical east-west circulations during the northern summer. J.Atmos. Sci., 54, 811-829,1971

70. Krishnamurti T.N. Workbook on numerical weather prediction for the tropics for the training of class 1 and class 2 meteorological personnel. Geneve: WMO, 1973

71. Larkin N. K., Harrison D. E. ENSO Warm (El Niño) and Cold (La Niña) Event Life Cycles: Ocean Surface Anomaly Patterns, Their Symmetries, Asymmetries, and Implications. J. Climate, Vol. 15, Issue 10, pp. 1118-1140, 2002

72. Li C., Yanai M. The onset and interannual variability of the Asian summer monsoon in relation to land-sea thermal contrast. J. Climate, 1996

73. Liu W. T. Moisture and latent heat flux in tropical Pacific derived from satellite data. J. Geoph. Res., 1988

74. Marshall G. J. Trends in Antarctic Geopotential Height and Temperature: A Comparison between Radiosonde and NCEP-NCAR Reanalysis Data. J. Climate, Vol. 15, Issue 6, pp. 659-674,2002

75. Mo K. C. Quasi-Stationary States in the Southern Hemisphere. Mon. Wea. Rev., Vol. 114, Issue 5, pp. 808-823, 1986

76. Mo K. C., Higgins R. W. Large-scale atmospheric moisture transport as evaluated in the NCEP/NCAR and NASA/DAO reanalyses. J. Climate, 1996

77. M0 K. C., White G. H. Teleconnections in the Southern Hemisphere. Monthly Weather Rev., vol. 113,1985, pp. 22 37.

78. Moncuso, R. L. A numeral procedure for computing fields of streamfunction and velocity potential. J. Appl. Meteor., 6, 632 645,1967

79. Palmen E. General circulation of the tropics. Proceedings of the symposium on Tropical Meteorol. Rotorua, Wellington, pp. 3 30,1964

80. Palmer C. E. The Practical Aspect of Tropical Meteorology. Los Angeles, pp. 165,1955

81. Perigaud C., Dewitte B. El Niño-La Niña Events Simulated with Cane and Zebiak's Model and Observed with Satellite or In Situ Data. Part I: Model Data Comparison. J. Climate, Vol. 9, Issue 1, pp. 66 84, 1996

82. Philander S. G. H. El Niño and La Niña. J. Atm. Sciences, Vol. 42, Issue 23, pp. 2652-2662, 1985

83. Pielke Jr. R. A., Landsea C. N. La Niña, El Niño and Atlantic Hurricane Damages in the United States. Bull. Amer. Met. Soc., Vol. 80, Issue 10, pp. 2027 -2033,1999

84. Prabhakara C., Short D. A., Vollmer B. E. El-Nino and atmospheric water vapor observations from Nimbus 7 SMMR. J. Climate and Appl. Meteor., 1995

85. Randal D. L., Vonder Haar T. H., Ringerud M. A., Stephens G. L., Greenwald T. J., Combs C. A new global water vapor dataset. Bull. Amer. Met. Soc., 1996

86. Rasmusson E. M., Carpenter T. N. Variations in tropical sea surface temperature and surface wind fields associated with the Southern Oscillation/El-Nino. Mon. Wea. Rev., Vol. 110, pp. 354 384

87. Schaak T. K., D. R. Johnson. January and July global distributions of atmospheric heating for 1986,1987 and 1988. J. Climate, 1994

88. Semenov E. K. Equatorial Weatherlies Over the Eastern Hemisphere. Arch. Met. Geoph. Biokl., 1978, Ser. B, 25, pp. 305 321

89. The climatological and synoptic setting of westerly wind bursts, 1995: Abstracts of International Conference TOGA-95, pp. 484 - 488

90. Thompson D. W. J., Lorenz D. J. The annular mode signature in the tropical troposphere. J. Climate, 2003

91. Thompson D. W. J., Wallace J. M. Annular Modes in the Extratropical Circulation. Part I: Month-to-Month Variability. Journal of climate, vol. 13, 2000, pp. 1000-1016.

92. Thompson D. W. J., Wallace J. M. Annular Modes in the Extratropical Circulation. Part II: Trends. Journal of climate, vol. 13,2000, pp. 1018 1036.

93. Trenberth, K. E. The Definition of El Niño. Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 78, pp. 2771-2777,1997

94. Trenberth K. E., Guillemot C. J. Evaluation of the atmospheric moisture and hydrological cycle in the NCEP/NCAR reanalyses. Clim. Din., 1998

95. Vecchi G. A., Harrison D. E. Tropical Pacific Sea Surface Temperature Anomalies, El Nino, and Equatorial Westerly Wind Events. J. Climate, Vol. 13, pp. 1814-1830, 2000

96. Wang C. Atmospheric circulation cells Associated with the En Nino Southern Oscillation. Journal of climate, vol. 15, 399 - 419, 2002

97. Wang R., Wang B. Phase Space Representation and Characteristics of El Niño-La Niña. J. Atm. Sci., Vol. 57, Issue 19, pp. 3315 3333,2000

98. Weng H., Behera S. K., Yamagata T. Anomalous winter climate conditions in the Pacific Rim during recent El Nino Modoki and El-Nino events. Clim. Dyn. 32,663-674,2009

99. Zavala-Garay J., Zhang C., Moore A. M., Kleeman R. The Linear Response of ENSO to the Madden-Julian Oscillation. J. Climate, 2005, Vol. 18, pp. 2241 -2459

100. Zebiak S. E., Cane M. A. A model El Nino Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., vol. 115, pp. 2262 - 2278,1987

Информация о работе

Платонов, Владимир Сергеевич
кандидата географических наук
Москва, 2012
ВАК 25.00.30

Диссертация

Синоптические аспекты формирования крупномасштабных аномалий погоды и климата в низких широтах в период экстремальных событий явления Эль-Ниньо - Южное Колебание - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы