Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Центры действия атмосферы северного полушария и их вклад в формирование аномалий погоды Дальнего Востока

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Смолянкина, Татьяна Владиславовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО КЛИМАТОЛОГИИ ЦЕНТРОВ ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРЫ И ИХ ВКЛАДА В ФОРМИРОВАНИЕ АНОМАЛИЙ ПОГОДЫ (Обзор литературы).

2. ИНТЕНСИВНОСТЬ И ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ЦЕНТРОВ ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРЫ.

2.1. Используемые материалы и методика исследования.

2.2. Сезонные и месячные изменения приземных полей давления северного полушария.

2.3. Статистические характеристики интенсивности и географического положения ЦДА.

2.3.1. Северотихоокеанский антициклон.

2.3.2. Алеутская депрессия.

2.3.3. Зимний азиатский антициклон.

2.3.4. Азиатская депрессия.

2.3.5. Азорский антициклон.

2.3.6. Исландская депрессия.

2.3.7. Североамериканский антициклон.

2.3.8. Калифорнийская депрессия.

2.4. Сезонная изменчивость стандартных отклонений параметров ЦДА.

2.5. Крупные аномалии интенсивности и географического положения постоянных и сезонных центров действия атмосферы.

2.6. Географическая изменчивость аномалий давления.

2.7. Исследование синхронных и асинхронных связей между характеристиками ЦДА.

2.7.1. Связь между давлением и координатами основных ЦДА северного полушария.

2.7.2. Связь между интенсивностью отдельных пар ЦДА.

3. ДОЛГОПЕРИОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ

ИНТЕНСИВНОСТИ И ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРОВ

ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРЫ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ.

3.1. Анализ трендовых составляющих интенсивности и географического положения ЦДА.

3.2. Многолетняя изменчивость аномалий давления широты и долготы

3.2.1. Особенности межгодовой изменчивости синоптических процессов

Азиатско-Тихоокеанского региона.

3.3. Комплексный показатель состояния ЦДА северного полушария и закономерности его межгодовой изменчивости.

3.3.1. Индекс состояния ЦДА.

3.3.2. Учет эллипсоидального смещения центров в индексе состояния ЦДА.

3.3.3. Спектр изменчивости индекса состояния ЦДА.

3.3.4. Двумерные условные повторяемости индекса состояния ЦДА северного полушария.

3.4. Интенсивность и географическое положение ЦДА в годы Эль-Ниньо и Анти-Эль-Ниньо.

4. ЦЕНТРЫ ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА.

4.1. Месячные и сезонные особенности полей давления над Дальним Востоком.

4.2. Анализ сопряженности поведения действия атмосферы и сезонной температуры воздуха.

4.2.1. Связь состояния центров и аномалий средней месячной температуры воздуха на станциях Дальнего Востока.

4.2.2. Положение и интенсивность ЦДА в аномально холодные и аномально теплые сезоны.

Введение Диссертация по географии, на тему "Центры действия атмосферы северного полушария и их вклад в формирование аномалий погоды Дальнего Востока"

Актуальность исследования. Изменение климата в последние годы является объектом пристального внимания ученых всех стран. Потепление, отмечаемое рядом авторов, в последние годы на Земле, порождает большое число дискуссий о его причинах. Поэтому значительное место в исследованиях последних лет уделяется анализу пространственно-временной изменчивости индикаторов климатической системы. К одному из таких индикаторов относят центры действия атмосферы (ЦДЛ).

Поскольку ЦДА на климатологических картах отражают результат преобладания в определенных районах реальных барических систем одного знака, то понятен интерес к ним, как к системам, определяющим погодно-климатические особенности того или иного района. Особенности смещения центров и изменения их интенсивности влияют на распределение планетарных воздушных течений и отражаются в изменении климатического режима как масштабов всего северного полушария, так и отдельных регионов.

Идеи о связи характеристик погоды и интенсивности ЦДА, были высказаны известнейшими учеными еще в конце прошлого - начале нашего века - Тейсераном де Бортом (Teisserenc de Bortd L.), Б.П. Мультановским, Т. Бержероном и др., В. Мейнардусом (W. Meinardus), В. Визе, Дж. Т. Уокером (G. Т. Walker) и др. Дальнейшее развитие исследования получили в 40-60 годы в работах С.П. Хромова, Р.Д. Эллиота (R.D. Elliot), Блиновой E.H., X., И.А. Баумана, O.K. Ильинского и др., в 70-90 годы - в работах А.И. Соркиной, А.П. Пенькова A.A. Гирса, М.Х. Байдала, А.И. Неушкина, К. Такахаши (К. Takahashi), Т. Асакуры (Т. Asakura), Р. Кониши (R. Konishi), Т. Окавы (Т. Okawa) и др.

Признавая несомненную важность исследований, проведенных ранее другими авторами и явившимися основой для понимания особенностей крупномасштабных циркуляционных процессов над океанами и их климатообразующей роли в различных регионах, отметим, что изучение характеристик ЦДА на современном материале является по-прежнему актуальным с точки зрения долгосрочного прогнозирования и решения многих прикладных задач метеорологии. Здесь важным представляется исследование аномалий давления, широты и долготы центров и их внутригодовую и межгодовую изменчивость, а также выявление долговременных составляющих и периодических колебаний характеристик ЦДА. В практическом плане встает вопрос о разработке комплексного показателя, объединяющего несколько характеристик ЦДА.

Целью диссертационной работы является статистико-климатологическое исследование интенсивности и географического положения восьми основных ЦДА северного полушария на материале 1947-1994 гг., их долгопериодной изменчивости, особенностей взаимодействия и влияния на погодно-климатические характеристики Дальневосточного региона.

Задачами исследования в соответствии с поставленной целью являются:

- изучить основные климатические особенности постоянных и сезонных ЦДА северного полушария, провести статистический анализ и дать сравнительную характеристику их внутригодовой интенсивности и географического положения;

- выявить аномалии давления, широты и долготы центров и исследовать долговременные составляющие и межгодовую изменчивость аномалий;

- исследовать зависимости между давлением, широтой и долготой для отдельных центров, а также связь между давлением и координатами пар центров;

- выделить периодические колебания для характеристик ЦДА;

- в целях усовершенствования использования параметров ЦДА разработать комплексный показатель состояния ЦДА;

- рассмотреть влияние ЦДА на погодно-климатические особенности Дальнего Востока применительно к гидрометеорологическому обеспечению отраслей экономики, в том числе, проведению промысловых операций на морских акваториях.

Методика исследования. Исходными материалами для исследования явились средние месячные значения давления, широты и долготы каталога параметров атмосферной циркуляции, подготовленные Всесоюзным научно-исследовательским гидрометеорологическим институтом - Мировым центром данных (ВНИИГМИ-МЦД) под ред. М.Х. Байдала, которые были дополнены с 1985 г по 1994 г. Для дополнения материалов привлекались архивы Кафедры метеорологии, климатологии и охраны атмосферы Дальневосточного государственного университета (ДВГУ) и Дальневосточного научно-исследовательского гидрометеорологического института (ДВНИГМИ), включая автоматизированный региональный программный комплекс «АРАЛИЯ», разработанный в отделе долгосрочных прогнозов погоды ДВНИГМИ. Длина рядов, используемых в работе, составила 48 лет (1947-1994 гг.).

В процессе исследования использованы также архивы средних месячных полей атмосферного давления на уровне моря над северным полушарием, температур воздуха и осадков по станциям Восточной Сибири и Дальнего Востока отдела долгосрочных прогнозов погоды ДВНИГМИ и кафедры метеорологии, климатологии и охраны атмосферы ДВГУ, данные по индексам Эль-Ниньо/Южное колебание (Тихоокеанский океанологический институт (ТОЙ АН России)). Для решения прикладных задач для рыбопромысловой отрасли использованы данные Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра (ТИНРО-центр).

Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 164 с. состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. В основной части работа состоит из 129 страницы текста, 50 рисунков, 18 таблиц. Список литературы включает 151 наименование, в том числе 25 на иностранных языках.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Смолянкина, Татьяна Владиславовна, Владивосток

1. Абрамов Р.В. Многолетние и сезонные изменения географического положения исландского минимума атмосферного давления // Известия ВГО, 1966. - Т. 98. -Вып. 4.-С. 317-325.

2. Алексеева Л.И., Семенов Е.К., Петросянц М.А. Перестройка циркуляции тропической атмосферы во время Эль-Ниньо 1982-1983 гг. // Метеорология и гидрология. 1990. - № 10. - С. 21-31.

3. Алисов Б.П., Берлин И. А., Михель В.М. Курс климатологии. JL: Гидрометеоиздат, 1954. - Ч. III. - С. 7-68.

4. Апасова Е.Т. О характеристиках местоположения ЦДА // Труды ВНИИГМИ-МЦД. 1979. - Вып. 58. - С. 89-98.

5. Аристов H.A. Исследование квазистационарных антициклонов, характерных для естественного синоптического периода // Труды ЦИП. 1949. - Вып. 19 (46). - С. 3-82.

6. Арский A.A., Мохов И.И. Характеристики статической устойчивости атмосферы при глобальных изменениях климатической системы // Метеорология и гидрология. 1990. -№ 1. - С. 11-17.

7. Байдал М.Х., Неушкин А.И. Многолетний режим и сопряженность океанических центров действия атмосферы // Труды ВНИИГМИ-МЦД. 1990. - № 153. - С. 6064.

8. Байдал М.Х., Ханжина Д.Г. Многолетний ход повторяемости глобальных синоптических объектов и их сопряженность // Труды ВНИИГМИ МЦД. -1986.-Вып. 129.-С. 98-107.

9. Балашова Е. В. Межгодовые колебания и тенденции центров действия тропических и субтропических широт Атлантического океана // Труды ВНИИГМИ МЦД. - 1986. - № 122. - С. 56-70.

10. Бауман И. А. О некоторых особенностях существования сибирского антициклона // Труды ЛГМИ. 1960. - Вып. 7. - С. 76-92.

11. Блютген И. География климатов. Т. 1 / Пер. с нем. М.: Прогресс, 1972. - 428 с.

12. Богданов М.А., Ржонсницкий В.Б. Межгодовое изменение некоторых влияющих на океанографические условия астрономических факторов в конце XX столетия // Сборник научных трудов ВНИРО 1989. - С. 72-79.

13. Бокс Дж, Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление /Пер. с англ. А.Л. Левшина. М.: Мир, 1974. - Вып. 1.-408 с.

14. Болотинская М.Ш. К вопросу о климатических нормах температуры и давления воздуха северного полушария // Труды ААНИИ. 1989. - № 416. - С. 163-169.

15. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. - 524 с.

16. Бордовская Л.П., Кусков А.И. Азиатский антициклон и его эволюция // Труды ЗакНИГМИ. 1974. - Вып. 58 (64). - С. 308-314.

17. Брадка Ян. Годовой ход циклонической и антициклонической деятельности в северном полушарии // Общая циркуляция атмосферы под ред. Хромова С.П. -М.: Прогресс, 1964. С. 184-209.

18. Брукс К., Карузерс Н. Применение статистических методов в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. -413 с.

19. Вайновский П.А., Малинин В.Н. Методы обработки и анализа океанологической информации. Одномерный анализ. Л.: Издательство ЛГМИ, 1991. - 136 с.

20. Вильфанд P.M., Педь Д.А., Садоков В.П. Успешность и перспктивы развития методов долгосрочных прогнозов аномалий температуры воздуха в Росгидромете // Метеорология и гидрология, 1993. № 7. - С. 5-11.

21. Волков Ю. Н., Калашников Б. М. Эль-Ниньо: идентификация и возможность прогнозирования // Труды ДВНИГМИ. 1990. - № 136. - С. 158-172.

22. Воронина В.Ф., Куксова Н.И. Исследование связи между сроками начала и окончания промысла сайры в районе Южных Курильских островов и атмосферными процессами а предшествующие периоды года // Труды ДВНИГМИ. 1983. - Вып. 100. - С. 41-57.

23. География мирового океана. Атлантический океан. Л.: Наука, 1984. - С. 58-53.

24. География мирового океана. Тихий океан. Л.: Наука, 1981. - С. 42-64.

25. Гире A.A. Макроциркуляционный метод долгосрочных метеорологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. С. 23-30.

26. Гире A.A., Кондратович К.В. Методы долгосрочных прогнозов погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - С. 26-29.

27. Головин Г.Н. К вопросу о сезонности и межгодовых колебаниях местоположения центра алеутской депрессии. // Труды НИИАК. 1967. - Вып. 45. - С.64-71.

28. Грибоедов С.Д. Замкнутые перюдичесю'е циклы въ деятельности сибирскаго антициклона // Геофизический сборник. 1913. - Томъ III. - Выпускъ 3.

29. Громова Г.Г. Особенности циркуляции атмосферы над Восточной Сибирью и прилегающей частью Тихого океана // Метеорология и гидрология. 1962. - № 6. - С. 28-32.

30. Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Клещенко Л.К., Аристова Л.Н. О связи климатических аномалий на территории России с явлением Эль-Ниньо Южное колебание // Меторология и гидрология, 1999. - № 5. С. 32-51.

31. Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Семенюк Е.А. Связь индексов атмосферной циркуляции с приземной температурой воздуха Северного полушария // Метеорология и гидрология. 1990. - № 6. - С. 21-28.

32. Гущина Д. Ю., Семенов Е. К. Планетарная перестройка вертикальных ячеек циркуляции тропической атмосферы в период кульминации Эль-Ниньо в 1982— 83 гг. // Метеорология и гидрология. 1993. - № 10. - С. 5-13.

33. Давыдов И.В. К вопросу о долгосрочном рыбохозяйственном прогнозировании в дальневосточных морях // Сборник научных трудов ВНИРО 1989. - С. 153-178.

34. Дашко H.A., Варламов С.М., Хан Е.Х., Ким Е.С. Центры действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона и летние особенности погоды на побережье Японского и Охотского морей // Метеорология и гидрология. 1997. - № 9. - С. 14-23.

35. Дроздов O.A., Мосолова Г.И. Причины возникновения колебаний и изменений климата // География и современность. 1988. - № 4. - С. 77-89.

36. Евсеева Л.П., Голышева Т.П. Исследование временной изменчивости интенсивности ЦДА в Атлантическом и Тихом океане // Деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД, 1991.-№ 1079-гм91.

37. Елизаров A.A., Котенев Б.Н. Климатические и океанологические причины долгопериодной изменчивости популяций рыб морях // Сборник научных трудов ВНИРО 1989. - С. 22-39.

38. Жиля ев Ф.Г. Сезонная структура азиатского антициклона и погода в Казахстане // Труды КазНИГМИ. 1966. - Вып. 25. - С. 79-90.

39. Завернин Ю.П. Некоторые черты взаимодействия атмосферы и гидросферы в Северо-западной части Тихого океана // Известия ТИНРО-центра. 1969. - Т. 68.- С. 67-77.

40. Заставенко Л.Г. Барическое поле тропосферы северного полушария / Под ред. С.П. Хромова. // Труды НИИАК. 1972. - вып.86. - С.6-84.

41. Зверев A.A., Ульянова В.Н. Некоторые статистические характеристики североатлантических ЦДА за период 1948-1969 гг. // Труды ГТИ. 1972. - Вып. 197.-С. 52-57.

42. Исаев A.A. Статистика в метеорологии и климатологии. — М.: Изд-во МГУ, 1988.- 248 с.

43. Казакевич Д.И. Основы теории случайных функций и ее применение в метеорологии. JL: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 3-266.

44. Казанцев Ю.В. Изменяется ли климат Земли? Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1993. - 88 с.

45. Калачикова B.C. Особенности развития блокирующих антициклонов над Азией в холодное полугодие // Труды ДВНИГМИ. 1974. - Вып. 41. - С. 111-118.

46. Калачикова B.C. Особенности синоптических процессов над югом Дальнего Востока и характер погоды в Приморском крае при формировании блокирующих максимумов над Сибирью // Труды ДВНИГМИ. 1979. - Вып. 85. - С. 40-45.

47. Калачикова B.C. Прогностические свойства блокирующих антициклонов над Восточной Азией. 1976. - Вып.57. - С. 13-17.

48. Калачикова B.C. Режим погоды на юге Дальнего Востока и над акваториями дальневосточных морей при формировании блокирующих максимумов над Азией // Труды ДВНИГМИ. 1975. - Вып. 51. - С. 60-64.

49. Калачикова B.C. Синоптические условия формирования и разрушения азиатского антициклона // Труды ДВНИГМИ. 1968. - Вып. 26.

50. Калмыкова Н.М. О формировании сибирского антициклона // Метеорология и гидрология. 1957. - Вып. 4. - С. 10-14.

51. Каталог параметров атмосферной циркуляции. Северное полушарие: Центры действия атмосферы. Планетарная высотная фронтальная зона. Блокирующие антициклоны /Под ред. д.г.н. М.Х. Байдала, к.г.н. А.И. Неушкина.-Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1988. С. 3-27.

52. Климатология / Под ред. Дроздова О.Д., Васильевой В.А. и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 568 с.

53. Клименко В.В. Изменения глобального климата: естественные факторы и прогноз // Энергия: Экономика, техника, экология 1994. - № 2. - С. 11-17.

54. Кляшторин Л.Б., Сидоренков Н.С. Долгопериодные климатические изменения и флюктуации численности пелагических рыб Пацифики // Изв. ТИНРО-центра. -1996.-Т. 199.-С. 34-52.

55. Кобышева Н.В., Гольберг М.А. Методические указания по статистической обработке метеорологических рядов. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 84 с.

56. Кобышева Н.В., Наровлянский Г.Я. Климатологическая обработка метеорологической информации. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 296 с.

57. Кооль Л.В. Метеорологические условия и взаимодействие океана и атмосферы в Восточной Атлантике в весенний и осенний периоды // Деп. в Атлантическом отделении Института океанологии РАН. Калининград, 1994. - 47 с.

58. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977. - 832 с.

59. Коровкина Л.В. Тенденции климатических изменений некоторых характеристик циркуляции атмосферы в северном полушарии // Труды ГМНИИЦ. 1987. -Вып. 294.-С. 98-109.

60. Лайдольф П.Е. Природа азиатского максимума // Известия ВГО. 1978. - Вып. 5. -Т. 110.-С. 390-400.

61. Лам, Джонсон. Изменение климата и наблюдаемые изменения общей циркуляции атмосферы // Общая циркуляция атмосферы под ред. С.П. Хромова. М.: Прогресс, 1964. - С. 324-428.

62. Левасту Т., Хела И. Промысловая океанография Л.: Гидрометеоиздат, 1974. -296 с.

63. Лучин В.А., Савельев A.B., Радченко В.И. Долгопериодные климатические волны в экосистеме западной части Берингова моря // Труды арктического регионального центра. 1998. - Т. 1. - С. 31-43.

64. Максимов И.В., Карклин В.П. Сезонные и многолетние изменения географического положения и интенсивности сибирского максимума атмосферного давления // Известия ВГО, 1969. №. 4. - С. 320-330.

65. Максимов И.В., Карклин В.П. Сезонные и многолетние изменения глубины и географического положения Алеутского минимума атмосферного давления за период с 1899 по 1951 гг. // Известия ВГО. 1970. - Т. 102. - Вып. 5. - С. 422-431.

66. Мартазинова В.Ф. Центры действия атмосферы и устойчивость поля аномалий средней месячной температуры воздуха над северным полушарием // Метеорология и гидрология. 1974. - № 2. - С. 60-67.

67. Мартынова Т.В. О колебании положения и интенсивности ЦДА // Метеорология и гидрология. 1990. - № 4. - С. 50-55.

68. Матвеев Л.Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С. 86-95.

69. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1981. - 369 с.

70. Маховер З.М. О причинах устойчивого центра азиатского антициклона над Монголией // Труды НИИАК. 1967. - Вып. 38. - С. 54-59.

71. Метеорологический бюллетень (Приложение): Карты многолетних среднемесячных значений атмосферного давления и температуры воздуха науровне моря дня Земного шара /Под ред. В.Р. Дубенцова- М.: Центральный институт прогнозов, 1960.

72. Мультановский Б.П. Влияние центров действия атмосферы на погоду Европейской России в теплое время года. 1. Засухи. // Геофизический сборник. -1915.-Т. 2.-Вып. З.-С. 25-34.

73. Наставление по службе прогнозов. Раздел 2. Служба метеорологических прогнозов. -М: Гидрометеоиздат, 1986. -Ч. VI.

74. Павлов Н.И. Тайфуны северо-западной части Тихого океана // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук. -Владивосток. 1998. - 44 с.

75. Павлычев В.П., Фигуркин А.Л. Некоторые данные о условиях распределения сайры в период северных миграций // Труды ДВНИГМИ. 1983. - Вып. 100. - С. 58-73.

76. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 209 с.

77. Пеньков А.П. Статистические характеристики сибирского антициклона в связи с исследованием сложных для авиации метеорологических условий над азиатской территорией СССР // Труды ВНИИГМИ-МЦД. 1977. - Вып. 7. - С. 77-87.

78. Переведенцев Ю.П., Исмагилов Н.В., Шанталинский К.М. Центры действия атмосферы и их взаимодействие с макроциркуляционными процессами северного полушария // Метеорология и гидрология.-1993.-№ 3. С. 43-51.

79. Пестерева Н.М., Пушкина Е.Г. Современные изменения климата Охотоморского региона//Труды арктического регионального центра-1998.-Т. -С. 11-31.

80. Погосян Х.П. Общая циркуляция атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - С. 68-340.

81. Покровская Т. В. Синоптико-кл иматологические и гелио-геофизические долгосрочные прогнозы погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 224 с.86