Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Влияние межгодовых вариаций температуры поверхности океана на циркуляцию стратосферы и озоновый слой

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Жадин, Евгений Александрович

1 Общая характеристика диссертационной работы

2 Введение

2.1 Открытие озоновой дыры в Антарктике и трендов озона в Северном полушарии.

2.2 Причины уменьшения озонового слоя.

2.3 Долгопериодная изменчивость циркуляции тропосферы и температуры поверхности океана.

3 Волновая гипотеза влияния долгопериодных вариаций аномалий температуры поверхности океана на изменения циркуляции стратосферы и озоновый слой

3.1 Механизм волновой гипотезы.

3.2 Ранние потверждения волновой гипотезы.

4 Данные наблюдений и методы анализа

4.1 Банки данных.

4.2 Эмпирические ортогональные функции и сингулярный анализ связей.

5 Атмосферный момент импульса и изменения скорости вращения Земли

5.1 Соответствие вариаций продолжительности суток и атмосферного момента импульса на коротких временных масштабах

5.2 Межгодовые изменения глобального тропосферного, стратосферного моментов и продолжительности суток.

5.3 Межгодовые вариации зонально-средней стратосферной циркуляции, влияние извержения Пинатубо и явлений Эль Ниньо.

6 Межгодовые вариации содержания озона и стратосферного момента импульса

6.1 Связи сезонно-широтных изменений содержания озона и стратосферного момента импульса

6.2 Квазидвухлетние и долгопериодные вариации содержания озона и циркуляции стратосферы.

0 6.3 Долготная структура связей изменений содержания озона и стратосферного момента.

7 Роль Мирового океана в изменениях озонового слоя

7.1 Озон и аномалии температуры поверхности Атлантики и Тихого океана в Северном полушарии.

7.1.1 Атлантический океан.

7.1.2 Тихий океан.

7.1.3 Стратосферные потепления и аномалии температуры поверхности Тихого и Атлантического океанов

7.1.4 Арктическая Осцилляция и естественные изменения ф. озонового слоя.

7.2 Озоновая дыра и аномалии температуры Южных океанов

7.2.1 Эль Ниньо и озоновая дыра

7.2.2 Роль межгодовых аномалий ТПО южных океанов в эволюции озоновой дыры.

8 Эмпирический метод оценок влияния антропогенных факторов на истощение озонового слоя

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние межгодовых вариаций температуры поверхности океана на циркуляцию стратосферы и озоновый слой"

Актуальность работы

Несмотря на огромное количество экспериментальных и теоретических исследований, причины уменьшения озонового слоя и изменений климата Земли до сих пор неизвестны. Если в 1980-1990 - х годах большинство ученых были полностью уверены в антропогенной природе наблюдаемого истощения озонового слоя из-за роста эмиссии в атмосферу антропогенных озоноразрушающих веществ, то в последние годы появились убедительные доказательства большой роли естественных факторов, связанных с долгопериодной вариациями в системе океан-атмосфера, которые сильно изменили динамические процессы переноса и температурный режим стратосферы в течение двух последних десятилетий, со-дав благоприятные термодинамические условия для химических механизмов разрушения озонового слоя. Таким образом, главным вопросом современного состояния проблемы изменения озонового слоя и климата является разработка физических механизмов, ответственных за естественные долгопериодные изменения в системе океан - атмосфера - озоновый слой и оценки относительной роли антропогенных и естественных факторов в наблюдаемых изменениях озонового слоя.

Актуальность решения этого вопроса состоит также в том, что модельные предсказания эволюции озонового слоя, на которых основан Монреальский Протокол по защите озонового слоя, не учитывают влияния долгопериодных изменений динамики атмосферы на озоновый слой, поэтому степень ограничений производства фреонов и талонов может быть уточнена, что имеет большое практическое значение для промышленности России. Исследование связей межгодовых и долгопериодных изменений озона и климата является актуальным также с точки зрения разработки новых методов сверхдолгосрочных прогнозов резких климатических изменений, которые наблюдаются в последние годы.

Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование и разработка механизма влияния межгодовых вариаций температуры поверхности океана (ТПО) на циркуляцию стратосферы и озоновый слой для оценки относительного воздействия антропогенных и естественных факторов на изменения атмосферного озона.

Для достижения поставленной цели в рамках данной работы были проведены следующие исследования:

• проведены численные модельные эксперименты с целью разработки физического механизма влияния изменений ТПО на волновую активность стратосферы и вихревой перенос озона,

• с помощью современных математических методов и с использованием банков данных наблюдений проведен анализ связей межгодовых аномалий ТПО, стратосферной циркуляции и общего содержания озона в глобальном масштабе для подтвеждения реальности разработанного физического механизма,

• исследованы связи основных мод изменений климата Северного и Южного полушарий (Арктической и Антарктической Осцилляции) с аномалиями ТПО Тихого, Атлантического и Индийского океанов,

• сделаны эмпирические оценки относительной роли долгопериодных изменений динамических процессов в наблюдаемых трендах содержания озона.

Научная новизна

1. Разработано новое направление в исследованиях озонового слоя -влияние межгодовых и долгопериодных аномалий температуры поверхности Мирового океана внетропических широт на изменения озонового слоя.

2. Впервые разработан простой физический механизм волновой гипотезы воздействия аномалий ТПО на изменения стратосферной циркуляции и озоновый слой, который основан на интерференции орографического и термического источников стационарных планетарных волн.

3. На основе анализа данных содержания озона и циркуляции стратосферы впервые показано, что в начале 1980 - х годов произошел резкий переход динамики стратосферы средних широт к новому долгопериодному режиму, который в последующие годы привел к сильной изолированности стратосферных вихрей Антарктики и Арктики. Обнаружены значимые корреляции межгодовых изменений стратосферной циркуляции и содержания озона, включая эволюцию озоновой дыры в Антарктике.

4. Впервые показано, что межгодовые изменения содержания озона в средних и высоких широтах Северного полушария, а также вариации динамики стратосферного вихря Арктики сильно связаны с разностью аномалий ТПО северной части Тихого океана (центр действия южнее Алеутских островов) и Атлантики (центр действия вблизи Ньюфаундленда) - в диполе аномалий ТПО через Скалистые горы. Эволюция озоновой дыры в Антарктике и динамики стратосферы средних широт Южного полушария также тесно связаны с аномалиями ТПО южной части Тихого и Атлантического океанов в диполе через Анды и аномалиями ТПО южной Атлантики и Индийского океана в диполе через Африку.

5. Обнаружены сильные связи аномалий ТПО в диполе через Скалистые горы с Арктической Осцилляцией. Это означает, что причиной Арктической Осцилляции может быть внешнее возбуждение изменений волновой активности атмосферы аномалиями ТПО вполне определенной структуры в соответствии с механизмом волновой гипотезы.

6. Эмпирические оценки показали, что относительный вклад "антропогенных" факторов, определенный как остаточный член линейной регрессии реальных вариаций содержания озона на межгодовую изменчивость динамики стратосферы, в наблюдаемые тренды озона не превышает 50%.

Научная и практическая ценность

Разработанный физический механизм и результаты анализа данных наблюдений свидетельствуют о большой роли аномалий температуры поверхности Мирового океана вполне определенной структуры в межгодовых и долгопериодных изменениях стратосферной циркуляции и озонового слоя в глобальном масштабе. Тот же самый механизм может быть ответственен за основные моды изменений климата - Арктической и Антарктической Осцилляций. Результаты работы могут быть использованы в моделях обшей циркуляции атмосферы и океана для более точных оценок относительной роли антропогенных и естественных факторов в изменениях озонового слоя и климата Земли.

Практическое значение полученных результатов состоит в необходимости уточнения Монреальского Протокола. Кроме того, результаты данной работы могут быть основой для разработки нового метода прогноза экстремальных погодных условий (например, холодных зим на территории России) по данным измерений общего содержания озона.

Положения, выносимые на защиту

• Механизм волновой гипотезы объяснения влияния внетропических аномалий ТПО на изменения волновой активности и циркуляцию стратосферы и озонового слоя.

• Результаты анализа связей межгодовых вариаций ТПО, циркуляции стратосферы и содержания озона, подтверждающие реальность механизма волновой гипотезы.

Доказательства большой роли межгодовых вариаций ТПО в диполе через Скалистые горы в Северном полушарии и диполях через Анды и Африку в Южном полушарии в наблюдаемом уменьшении озона, а также внешнего возбуждения Арктической и Антарктической Осцилляций.

• Эмпирические оценки относительной роли изменений динамики стратосферы в трендах озонового слоя.

Достоверность полученных результатов

Механизм волновой гипотезы, предложенный в данной работе, имеет простой и ясный физический смысл. Данные наблюдений межгодовых вариаций ТПО, циркуляции стратосферы и общего содержания озона получены независимыми методами и их точность неоднократно проверялась. Сравнение рассчитанных изменений атмосферного момента импульса с вариациями скорости вращения Земли, которые измеряются с огромной точностью, также свидетельствует о достоверности используемых данных. Математический аппарат, примененный для анализа данных, широко используется в физике атмосферы и океана и других областях знаний в последние годы.

Личный вклад

Основные результаты работы были получены автором диссертации.

Апробация работы

Результаты работы были доложены на многочисленных международных конференциях, в том числе международном совещании по подготовке международного отчета по оценкам озонового слоя, Швейцария, 1991; симпозиуме по исследованиям средней атмосферы (IAMAS), Киото, Япония, 1992; семинарах в Метерологическом исследовательском институте, Цукуба, Япония, 1994; международном симпозиуме по солнечно-земной физике, Сендай, Япония, 1994; международных совещаниях по воздействию стратосферной авиации на озоновый слой, Вирджиния Бич, США, 1995 и 1998; международных симпозиумах по химии атмосферы (IGAC), Нагоя, Япония, 1997 и Болонья, Италия, 1999; конференции IAMAS, Инн-сбрук, Австрия, 2001.

В России результаты докладывались на семинарах в Центральной Аэрологической Обсерватории, Институте Прикладной Геофизики, Институте Физики Атмосферы, Институте Вычислительной Математики РАН.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, изложенных на 209 страницах машинописного текста, в том числе 65 рисунков и 2 таблицы, в списке цитируемой литературы 112 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Жадин, Евгений Александрович

Основные выводы могут быть сформулированы следующим образом:

• Впервые показано, что летом 1980 года в субтропиках Южного и Северного полушарий произошел переход зональной циркуляции нижней стратосферы к новому долгопериодному режиму, который характеризуется усилением западных ветров в средних и высоких широтах в зимне-весенний период 1979-1992 гг. Это привело к большей изолированности стратосферных вихрей Антарктики и Арктики, чем в предыдущее годы. Межгодовые вариации общего содержания озона в средних и высоких широтах Южного и Северного полушария сильно коррелируют с изменениями стратосферной циркуляции в зимне-весенний период. Эти связи имеют нелокальный характер, например, эволюция озоновой дыры в Антарктике зависит от изменений динамики стратосферы в средних широтах Южного полушария, и, вероятнее всего, вызваны влиянием межгодовых и долгопериодных вариаций атмосферной волновой активности на циркуляцию и состав стратосферы.

Соответствие квазидвухлетних колебаний стратосферной циркуляции в средних и высоких широтах; с квазидвухлетним циклом зонального ветра экваториальной нижней стратосферы изменилось после 1987 года, что объясняет нарушение связей межгодовой изменчивости озоновой дыры в Антарктике с экваториальным квазидвухлетним циклом.

Межгодовые изменения и тренды стратосферного момента импульса Арктики в январе 1979-1992 гг. имеют ярко выраженную диполь-ную по долготе структуру с ослаблением вращения стратосферы в западной Арктике и усилением - над восточной Арктикой, которая вызвана долготными различиями межгодовых вариаций эффектов стратосферных потеплений. С этими долготными особенностями связаны положительные тренды содержания озона над Лабрадором и Канадским архипелагом Арктики, и отрицательные тренды - над восточной Сибирью и тихоокеанским побережьем Канады.

В Северном полушарии наблюдаются сильные корреляции аномалий ТПО Атлантики, стратосферного момента и содержания озона в зимний период. Влияние явлений Эль Ниньо на внетропическую циркуляцию стратосферы и озоновый слой не является значительным.

Впервые показано, что с межгодовой изменчивостью циркуляции полярного вихря Арктики сильно коррелируют дипольные изменения аномалий температуры поверхности (ТПО) северного Тихого и Атлантического океанов с противоположными изменениями в центрах действия около Алеутских островов и вблизи Ньюфаундленда (диполь через Скалистые горы). Поскольку Арктическая Осцилляция связана с изменчивостью стратосферного вихря Арктики, эти дипольные изменения ТПО могут быть причиной возбуждения Арктической Осцилляции согласно механизму волновой гмпотезы. Изменения ТПО в диполе через Скалистые горы подобны изменениям в диполе ТПО между Ньюфаундлендом и Гольфстримом, т.е. с Северо-Атлантической Осцилляцией (NAO), что объясняет подобие NAO и Арктической Осцилляции.

В Южном полушарии также наблюдаются сильные связи аномалий ТПО южных океанов - Тихого, Атлантического и Индийского (к югу от 20°ю.ш.) с эволюцией озоновой дыры в Артарктике в октябре 1979-1992 гг. Связи изменений содержания озона с явлениями Эль Ниньо наблюдаются лишь в ограниченной зоне Тихого океана. Важной чертой пространственной структуры аномалий ТПО южных океанов, которая наиболее сильно связана с межгодовой изменчивостью озоновой дыры и стратосферной циркуляции, являются дипольные изменения ТПО Тихого, Атлантического и Индийского океанов в диполях через Анды и Африку, что снова подчеркивает реальность простого механизма волновой гипотезы для Южного полушария.

Причиной внешнего возбуждения Арктической и Антарктической Осцилляций могут быть межгодовые и долгопериодные аномалии температуры поверхности Мирового океана вполне определенной структуры, которые сильно влияют на изменения климата и озонового слоя.

• Эмпирические оценки относительной роли антропогенных и естественных факторов в наблюдаемых трендах содержания озона показали, что вклад антропогенных факторов не превышает 50%, остальная часть связана с изменениями динамики стратосферы. Несмотря на явно качественный характер этих оценок, приблизительно такая же часть трендов озона связана с Артической Осцилляцией [94].

• Представленные результаты свидетельствуют о необходимости уточнения Монреальского протокола и других международных соглашений в сторону смягчения требований по ограничению производства озоноразрушающих веществ, поскольку модельные предсказания воздействия антропогенных факторов на озоновый слой не учитывали естественных долгопериодных изменений в системе океан - атмосфера.

Результаты данной работы могут быть использованы для исследования роли аномалий температуры поверхности Мирового океана определенной структуры в моделях общей циркуляции атмосферы и численных оценок антропогенных и естественных факторов в изменениях озонового слоя и климата Земли.

Одним из основных результатов работы является то, что значительная часть изменений озонового слоя вызвана долгопериодной изменчивостью волновой активности атмосферы, которая также проявляется в изменениях климата. Еще в 1929 году Добсон [41] заметил, что увеличение (уменьшение) общего содержания озона соответствует низким (высоким) значениям приземной температуры на озонометрических станциях. Долгопериодные изменения содержания озона, связанные с Арктической

Осцилляцией, подтверждают эту связь [99]. Похолодание над Лабрадором и северной Атлантикой связано с увеличением озона в этом регионе, а общая тенденция к потеплению климата в других регионах связана с уменьшением содержания озона. Эта связь может быть объяснена влиянием планетарных волн, распространяющихся из тропосферы в стратосферу, на циркуляцию стратосферы и озоновый слой. Было замечено также, что аномалии зональной циркуляции возникают сначала в верхней стратосфере в декабре и затем опускаются вниз в нижнюю стратосферу в январе-марте [66]. Распространение сигнала вниз из стратосферы в тропосферу с временной задержкой ~ 2 — 3 недели было обнаружено в [32]. Кажется, что климатический сигнал, связанный с Арктической Осцилляцией, распространяется из тропосферы в стратосферу Арктики, и спустя некоторое время снова проявляется на поверхности Земли. Это может быть в том случае, если планетарные волны, генерируемые тропосферными источниками и несущие в себе информацию о климатических изменениях, отражаются в верхних слоях атмосферы Арктики и в дальнейшем приводят к климатическим изменениям в тропосфере.

Таким образом, динамическое состояние стратосферного вихря Арктики может быть индикатором и даже предиктором изменений климата [34]. Существует возможность сверхдолгосрочных (с заблаговременно-стью на 2-3 недели) предсказаний погоды по степени изолированности стратосферного вихря Арктики [95]. Несмотря на то, что механизм нисходящего распространения сигнала из стратосферы в тропосферу неизвестен, результаты работы [100] кажутся обнадеживающими. Было показано, что холодные зимы, например, в Москве наблюдались в 2 раза чаще при слабом стратосферном вихре Арктики, чем при сильном вихре.

Как было показано в данной работе, изменения общего содержания озона тесно связаны с изменениями стратосферного вихря Арктики и индекса Арктической Осцилляции. Следовательно, данные измерений содержания озона содержат в себе информацию об изменениях климата и могут быть использованы для сверхдолгосрочных прогнозов экстремальных погодных режимов, например, холодных зим на территории России.

Перспективы будущих исследований в этом направлении являются многообещающими.

9 Заключение

Проблема аномальных изменений озонового слоя связана с проблемой изменений климата не только из-за воздействия изменений озона как радиационно-активного газа на термодинамику тропосферы, но и, наоборот, в смысле влияния долгопериодных вариаций во взаимодействующей системе океан-атмосфера на состав озонового слоя. Межгодовые и долгопериодные изменения Мирового океана играют большую роль в наблюдаемом уменьшении атмосферного озона благодаря влиянию аномалий температуры поверхности океанов на возбуждение планетарных волн, которые, распространяясь из тропосферы в стратосферу в зимне-весенний период, сильно влияют на стратосферные процессы переноса и, следовательно, на состав стратосферы. Поэтому основным вопросом современного состояния проблемы изменений озонового слоя и климата является разделение влияния антропогенных и естественных факторов на межгодовую и долгопериодную изменчивость атмосферы, которая связана с изменениями Мирового океана. Нужно подчеркнуть, что модельные исследования причин истощения озонового слоя и изменений климата пока не могут учесть все многообразие взаимодействия океана, атмосферы и озонового слоя. Более того, неизвестны причины и механизмы возбуждения, например, Арктической Осцилляции [33,97-99], которая является основной модой изменений климата, и ее связей с изменениями озонового слоя. Поэтому разработка физических механизмов влияния Мирового океана на межгодовые и долгопериодные изменения циркуляции атмосферы и состав озонового слоя, а также анализ данных наблюдений является актуальной задачей и может служить основой для будущих численных экспериментов в моделях общей циркуляции тропосферы и стратосферы.

Представленные в данной работе результаты анализа содержания озона, стратосферной циркуляции и температуры поверхности Мирового океана свидетельствуют об их сильных связях на межгодовых и долгопериодных временных масштабах. Механизм этих связей обусловлен влиянием аномалий температуры Тихого и Атлантического океанов определенной структуры ("диполь через Скалистые горы" в Северном полушарии и "диполи через Анды и Африку" в Южном полушарии) на изменения термического источника планетарных волн, который при интерференции с орографическим источником приводит к сильным изменениям атмосферной волновой активности, циркуляции стратосферы и состава озонового слоя (волновая гипотеза объяснения естественных вариаций озонового слоя, предложенная автором в конце 80-х годов [4]). Простой механизм волновой гипотезы аналогичен интерференции двух источников света в оптике. Анализ данных наблюдений аномалий температуры поверхности Мирового океана, изменений стратосферной циркуляции и содержания озона подтверждает реальность механизма волновой гипотезы. Дополнительным аргументом в пользу этого вывода может служить сильная связь долгопериодных изменений циркуляции тропосферы и стратосферы - Арктической и Антарктической Осцилляций [97-99].

В конце 70-х годов долгопериодные вариации температуры поверхности Тихого и Атлантического океанов в диполях через Анды, Африку и Скалистые горы привели к сильной изолированности стратосферных вихрей Антарктики и Арктики, охлаждению нижней стратосферы внутри вихрей, образованию стратосферных полярных облаков, гетерогенным химическим реакциям, создав, таким образом, благоприятные условия для появления озоновой дыры в Антарктике и уменьшения озона в Северном полушарии. Подчернем, что волновая гипотеза не отрицает антропогенных воздействий на озоновый слой, однако, считает, что наблюдаемое уменьшение озона тесно связано с естественными долгопериодными изменениями в системе океан - атмосфера - озоновый слой, которые создали термодинамические условия для химических механизмов разрушения озонового слоя.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Жадин, Евгений Александрович, Долгопрудный

1. Бекорюков В.И., Бугаева И.В., Захаров Г.П., Кошельков Ю.П., Кри-волуцкий А.А., Тарасенко Д.А., Исследование параметров Азорского антициклона, влияющих на вариации озона в Западной Европе, Известия РАН, Физика атмосферы и океана, 31, 41-45, 1995.

2. Бромберг Д.В., Жадин Е.А. Межгодовые изменения содержания озона в субполярных районах Южного полушария, Метеорология и Гидрология, 6, 48-54, 1991.

3. Дымников В.П., С.К.Филин, Исследования корреляций между наблюдаемыми аномалиями температуры поверхности океана в средних широтах и потока тепла в атмосферу используя FGGE данные. М., 1985, Препринт ИВМ РАН, 84, с.34.

4. Жадин Е.А. Планетарные волны и межгодовые аномалии озона в полярных районах, Известия АН СССР, Физика атмосферы и океана, 26, 1156-1160, 1990.

5. Жадин Е.А. Межгодовые вариации озона над Европой и аномалии температуры океана в Атлантике, Метеорология и Гидрология, 7, 2226, 1992.

6. Жадин Е.А. Долгопериодная цикличность температуры поверхности океана, температуры нижней стратосферы и озона в умеренных широтах, Метеорология и Гидрология, 5, 52-59, 1993.

7. Жадин Е.А. Аномалии озонового слоя и стратосферный угловой момент, Метеорология и гидрология, 7, 48-55, 1995.

8. Жадин Е.А. Распространение долгопериодных аномалий зональной циркуляции стратосферы, Метеорология и гидрология, 7, 36-48, 1996.

9. Жадин Е.А. Диагноз долгопериодных изменений динамики стратосферы, Известия РАН, Физика атмосферы и океана, 33, б, 787-794,1997.

10. Жадин Е.А. Долгопериодные вариации озона и циркуляции стратосферы, Метеорология и гидрология, 2, 68-80, 1999.

11. Жадин Е.А. Эмпирический метод оценок воздействия естественных и антропогенных факторов на общее содержание озона, Метеорология и гидрология, 3, 16-28, 2000.

12. Жадин Е.А. Разрушение озонового слоя что дальше? Экология и промышленность России, 4-7, август 2000.

13. Жадин Е.А. Являются ли фреоны единственной причиной изменений озонового слоя Земли? Экология и промышленность России, 30-31, ноябрь 2000.

14. Жадин Е.А. Возможные причины увеличения содержания озона в отдельных областях Северного и Южного полушарий в 1979-1992 гг., Метеорология и гидрология, 4, 50-59, 2001.

15. Жадин Е.А. Скорость вращения Земли и возможный метод прогноза катастрофических ситуаций, Экология и промышленность России, 22-25, май 2001.

16. Жадин Е.А. Арктическое колебание и межгодовые вариации температуры поверхности Атлантического и Тихого океанов, Метеорология и гидрология, 8, 28-40, 2001.

17. Жадин Е.А., Н.А.Дианский, Анализ связей межгодовых вариаций общего содержания озона и циркуляции стратосферы, Метеорология и гидрология, 9, 25-33, 1997.

18. Жадин Е.А., Б.М.Кирюшов. Резонанс планетарных волн и внезапные стратосферные потепления.- Известия АН СССР, Физика атмосферы и океана, 24, 34-41, 1988.

19. Жадин Е.А., Н.Д.Петушков, Диагностика аномалий озона в Северном полушарии, Метеорология и гидрология, 6, 57-61, 1993.

20. Жадин Е.А., В.Н.Терлецкий, Вариации озона над Антарктикой в 1987-1988 гг., Метеорология и гидрология, 10, 23-28, 1990.

21. Кадыгров В.Е., Е.А.Жадин, Аномалии и тренды содержания озона в 1979-1992 гг., Оптика атмосферы, 12, 1, 46-53, 1999.

22. Кароль И.Л., Введение в динамику климата, Л., Гидрометео-издат, 1988, 215 с.

23. Крупномасштабные динамическме процессы в атмосфере, Сборник статей, перевод под редакцией В.П.Дымникова, Москва, Мир, 430 е., 1988.

24. Нерушев А.Ф., Е.К.Крамчанинова, Влияние центров действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона на изменчивость общего содержания озона, Метеорология и Гидрология, 3, 5-15, 2001.

25. Холтон Д.Р., Динамическая метеорология стратосферы и мезосферы, Л., 1979, 224 с.

26. Хргиан А.Х., Физика атмосферного озона, Л., Гидрометеоиз-дат, 1988, 292 с.

27. Черников А.А., Крученицкий Г.М., Звягинцев А.А. и др. Влияние явления Эль Ниньо 1997/98 гг. на озоновый слой Земли, Метеорология и Гидрология, 3, 104-110, 1998.

28. Andrews, D.G., and M.E.McIntyre, Planetary waves in horizontal and vertical shear: The generalized Eliassen Palm relation and mean zonal acceleration, J. Atmos. Sci., 33, 2031-2048, 1976.

29. Angell,J.K., Relation of Antarctic 100 mb temperature and total ozone to equatorial QBO, equatorial SST, and sunspot number, 1958-87, Geoph. Res. Lett., 15, 915-918, 1988.

30. Baldwin,M.P., and T.J.Dunkerton, Observations and statistical simulations of a proposed solar cycle/QBO/weather relationship, Geoph. Res. Lett., 16, 863-866, 1989.

31. Baldwin,M.P., X.Cheng and T.J.Dunkerton, Observed correlations between winter mean tropospheric and stratospheric circulation anomalies, Geoph. Res. Lett., 21, 1141-1144, 1994.

32. Baldwin,M.P., and T.J.Dunkerton, Propagation of the Arctic Oscillation from the stratosphere to the troposphere, J. Geoph. Res., 104, 3093730946, 1999.

33. Baldwin,M.P., The Atctic Oscillation and its role in stratospher-troposphere coupling, SPARC newsletter, 14, 10-14, 2000.

34. Baldwin,M.P., and T.J.Dunkerton, Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes, Science, 294, 581-584, 2001.

35. Bojkov R.D., The 1983 and 1985 anomalies in ozone distribution in perspective, Mon. Wea. Rev., 115, 2187-2201, 1988.

36. Brasseur, G.P., A. De Rudder, G.M.Keating, and M.C.Pitts, Response of middle atmosphere to short-term solar ultraviolet variations, -J.Geoph.Res., 92, 903-914, 1987.

37. Bretherton, C. S., C. Smith, and J. M. Wallace, An intercomparison of methods for finding coupled patterns in climate data, J. Clim., 5, 541560, 1992.

38. Chubashi, S., A special ozone observation at Syowa Station, Antarctica from February 1982 to January 1983, in Atmospheric Ozone, Ed. by C.S.Zerefos and A.M.Ghazi, Reidel, Dordrecht, 285-289, 1985.

39. Deser,C., and M.L.Blackmon, Surface climate variations over the North Atlantic ocean during winter: 1900-1989, J.Climate, 6, 1743-1753, 1993.

40. Dickey,J.О., S.L.Marcus, and R.Hide, Global propagation of interannual fluctuations in atmospheric angular momentum, Nature, 357, 484-488, 1992.

41. Dobson,G.M.B., D.N.Harrison, and J.Lawrence, Measurements of the amount of ozone in the Earthe's atmosphere and its relation to other geophysical conditions, Part III, Proc. Roy. Soc., A 122, 456-486, 1929.

42. Egorova T.A., Rozanov E.V., Schlesinger M.E., Andronova N.G., Malyshev S.L., Karol I.L., Zubov V.A., Assessment of the effect of the Montreal Protocol on atmospheric ozone, Journ. Geoph. Res., 28,12, 2389-2392, 2001.

43. Eubanks, T.M., Variations in the orientation of the Earth, Contributions of Space Geodesy to Geodynamics: Earth Dynamics Geodynamics 24, 1-54, 1993.

44. Farman, J.C., B.G.Gardiner, and J.D.Shanklin, Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction, Nature, 315, 297210, 1985.

45. Garcia,R.,and S.Solomon, A possible relationship between interannual variability in Antarctic ozone and quasi-biennial oscillation, Geoph. Res. Lett., 14, 848-851, 1987.

46. Geoph. Res. Lett., special issue, 13, 12, 1986.

47. Gulev, O.Zolina and S.Grigoriev, Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data, Climate Dynamics, 17, 795-809, 2001.

48. Haigh, J.D., The impact of solar variability on climate, Sience, 272, 981984, 1996.

49. Haynes, P.H., et al., On the downward control of extratropical diabatic circulation by eddy-induced mean zonal forces, J. Atm. Sci., 47, 651678, 1991.

50. Herman, J.R., P.A.Newman and D.Larko, Meteor 3/TOMS observations of the 1994 ozone hole, Geoph. Res. Lett., 20, 3, 3227-3229, 1995.

51. Hide,R., and J.O.Dickey, Earth's variation rotation. Science, 253, 629637, 1991.

52. Holton,J.R., and H.C.Tan, The influence of the equatorial quasi biennial oscillation on the global circulation at 50 mb, J.Atm.Sci., 37, 2200-2208, 1980.

53. Honda M., H.Nakamura, J.Ukita, I.Kousaka, and K.Takeuchi, Interannual seesaw between the Aleutian and Icelandic Lows, Part I: Seasonal Dependence and life cycle, J. Climate, 14, 1029-1042, 2001.

54. Hurrell, J.W., Decadal trends in the North Atlantic Oscillation region temperatures and precipitation, Science, 269, 676-679, 1995.

55. Jacobs,G.A., H.E.Hurlburt,. J.C.Kindle, E.J.Metzger, J.L.Mitchell, W.J.Teague and A.J.Wallcraft. Decade-scale trans-Pacific propagation and warming effects of an El Nino anomaly, Nature, iV°370, 360-363, 1994.

56. Jadin,E.A., An empirical method for predictions of ozone layer anomalies, Proceedings of International Symposium on Atmospheric Chemistry and Future Environment, pp. 334-337, Nagoya, 11-13 November, 1997, Japan.

57. Jadin, E.A. Interannual variability of total ozone and stratospheric angular momentum, Int. Journ. Geomagnetism and Aeronomy, 1, No.2, 169-180, 1999.

58. Jadin, E.A. Interannual natural variations of the ozone layer, stratospheric circulation and sea surface nemperature, Proceedings of the 8-th

59. Scientific Assembly of IAMAS, Abstracts, 126-127, Innsbruck, Austria, 10-18 July 2001.

60. Jadin, E.A. Relative role of natural and anthropogenic impacts on ozone layer, Int. Journ. Geomagnetism and Aeronomy, 2002, in press.

61. Jadin,E.A., and N.A.Diansky, Interannual variations of total ozone and stratospheric dynamics, Proceedings of the First SPARC General Assembly, Melbourn, December, 2-6, 1996.

62. Jadin,E.A., and K.Yamazaki, Changes in the Earth's rotation and the atmospheric angular momentum on intra-annual and decadal time scales, Papers in Geophysics and Meteorology, 45, 3, 113-120, 1995.

63. Karoly, D.L, and B.H. Hoskins, Three dimensional propagation of planetary waves, J. Met. Soc. Japan, 60, 1, 109-121, 1982.

64. Kawahira,K., and T.Hirooka, Variations of mean zonal winds relating to ozone hole, J. Geoph. Res., 97, 10157-10163, 1992.

65. Kodera,K., On the origin and nature of the interannual variability of the winter stratospheric circulation in the Northern Hemisphere, J. Geoph. Res., 100, 14077-14087, 1995.

66. Kodera,K.,and K.Yamazaki, A possible influence of sea surface temperature variations on recent development of ozone hole, J.Met.Soc.Japan, 67, 3, 465-472, 1989.

67. Kodera,K., K.Yamazaki, M.Chiba, and K.Shibata, Downward propagation of upper stratospheric mean zonal wind perturbation to the troposphere, Geoph. Res. Lett., 17, 9, 1263-1266, 1990.

68. Komhyr,W.D.,S.J.01tmans, R.D.Grass,and P.K.Leonard, Possible influence of long-term sea surface temperature anomalies in the tropical Pacific on global ozone, Canadian Journ. of Physics, 1093-1102, 1991.

69. Kushnir,Y., W.A.Robinson, I.Blade, N.M.J.Hall, S.Peng, and R.Sutton, Atmospheric GCM response to extratropical SST anomalies: Synthesis and evalution, J. Climate, 2001, submitted.

70. Labitzke,K., On the interannual variability of the viddle atmosphere during the northern winters, J. Met. Soc. Japan, 1982, 60, No.l, pp.124-139.

71. Labitzke,K., and J.J.Barnett, Stratospheric and mesospheric large scale height and temperature fields during the November-December 1980 Energy Budget Campaign, J.Atm.Terr.Phys., 47, 173-186, 1985.

72. Labitzke,K., and B.Naujokat, The lower Arctic stratosphere in winter since 1952, SPARC newsletter, 2000, No.15, pp.11-14.

73. Labitzke,K., and H. van Loon, Association between the 11-year solar cycle, the QBO and the atmosphere, Part 1: The troposphere and the stratosphere in the Northern Hemisphere, J. Atm. Terr. Phys., 50, 197-206, 1985.

74. Labitzke,K., and H. van Loon, Some recent studies of probable connections between solar and atmospheric variability, Ann. Geoph., 11, 1084-1094, 1993.

75. Lait,I.K., M.R.Schoeberl, and P.A.Newman, Quasi-biennial modulation of Antarctic ozone depletion, J. Geoph. Res., 94, 11559-11568, 1989.

76. Lau, N-Ch., and M.J.Nath. A general circulation model study of the atmospheric response to extratropical SST anomalies observed in 195079, J. Climate, 3, 965-989, 1990.

77. Mahlman, J.D., and S.S.Fels, Antarctic ozone decreses:a dynamical cause? Geoph. Res. Lett., 13, 1316-1319, 1986.

78. Mahlman, J.D., J.D.Pinto and L.J.Umscheid, Transport radiative and dynamical effects of the Antarctic ozone hole: A GFDL "SKYHI" model experiment, J. Atm. Sci., 51, 489-508, 1994.

79. Matsuno, Т., A dynamical model of the stratospheric warmings, J. Atm. Sci., 1971, 28, pp.1479-1494.

80. McIntyre, M.E., How well do we understand the dynamics of stratospheric warmings? J. Met. Soc. Japan, 60, 1, 37-56, 1982.

81. NASA, 1995, 1995 Scientific Assessment of the Atmospheric Effects of Stratospheric Aircraft, NASA reference publication 1381, ed. R.S.Stolarski.

82. Ozone Trends Panel, World Meteorological Organization, Global ozone research and monitoring project, Report No. 18, 1988.

83. Peixoto, J.P., and A.H.Oort, Physics of Climate, New York Academy Press, 632 pp., 1992.

84. Plumb R.A., On the three-dimensional propagation of stationary waves, J. Atm. Sci., 42, 3, 238-251, 1985.

85. Pyle, J.A., and C.F.Rogers, Stratospheric transport by stationary planetary waves, Quart. J. Roy. Met. Soc., 106, 449, 1980.

86. Quiroz, R.S., The tropospheric-stratospheric mean zonal flow in the northern winter, J. Geophys. Res., 1981, 86, pp.7378-7384,

87. Randel,W.J., Global atmospheric circulation statistics, 1000 1 mb, NCAR/TN-295+STR, 1987.

88. Randel,W.J., and J.B.Cobb, Coherent variations of monthly mean total ozone and lower stratospheric temperature, J. Geoph. Res., 99, 54335447, 1994.

89. Rind,D., N.K. Balachandran, and R.Suozzo, Climate change and the middle atmosphere. Part II:The impact of volcanic aerosols, J. Climate, 5, 189 208, 1992.

90. Robertson,A.W., C.R.Mechoso, and Y.J.Kim, The influence of Atlantic sea surface temperature anomalies on the North Atlantic Oscillation, J. Climate, 13, 122-137, 2000.

91. Robock,A., and J.Mao, Winter warming from large volcanic eruptions, Geoph. Res. Lett., 12, 2405 2408, 1992.

92. Rosen,R.D., D.A.Salstein, T.M.Eubanks, J.O.Dickey, and J.A.Steppe, An El Nino signal in atmospheric angular momentum and Earth rotation, Science, 225, 411-414, 1984.

93. Rosen,R.D.,D.A.Salstein, Contribution of stratospheric winds to annual and semiannual fluctuations in atmospheric angular momentum and the length of day, J. Geoph. Res., 90, D5, 8033-8041, 1985.

94. Salawitch, R. J., A greenhouse warming connection, Nature, 392, 551552, 1998.

95. Shindell, D.T., D.Rind, and F.Lonergan, Increased polar stratospheric -ozone losses and delayed eventual recovery due to greenhouse gas concentration, Nature, 392, 589-592, 1998.

96. Smith, T.M., R.W. Reynolds, and C.F.Ropelewski, Optimal averaging of seasonal sea surface temperatures and associated confidence intervals (1860-1989), J. Climate, 7, 949-964, 1994.

97. Stolarski, R. S., P. Bloomfield, R. D. McPeters, and J. R. Herman, Total -.jjzone trends deduced from Nimbus-7 TOMS data, Geophys. Res. Lett., 18, 1015-1018, 1991.

98. Thompson, D.W.J., and Wallace, J.M., The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields, Geoph. Res. Lett., 25, 1297-1300, 1998.

99. Thompson, D.W.J., Wallace, J.M., and G.C.Hegerl, Annualar modes in the extratropical circulation. Part I: Month-to-Month variability, J.Climate, 13, 1000-1016, 2000.

100. Thompson, D.W.J., Wallace, J.M., and G.C.Hegerl, Annualar modes in the extratropical circulation. Part II: Trends, J.Climate, 13, 1018-1035, 2000.

101. Thompson, D.W.J., M.P.Baldwin, and J.M.Wallace, Stratospheric connection to Northern Hemisphere wintertime weather: implications for prediction,

102. J.Climate, 2001, submitted.

103. Trenberth, K.E., Recent observed interdecadal climate changes in the Northern Hemisphere, Bull. Amer. Meteor. Soc., 71, 988-993, 1990.

104. Trenberth, K.E., and J.G.Olson, An evaluation and intercomparison of global analyses from the National Meteorological Center and the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, Bull. Amer. Meteor. Soc., 69, 1515-1524, 1988.

105. Tung, K.K., On the relation between the thermal structure of the stratosphere and seasonal distribution of ozone, Geoph. Res. Lett., 13, 12, 1308-1311, 1986.

106. Van Loon,H.,and K.Tourpali, Antarctic ozone and trends in the troposphere of Southern Hemisphere, Meteorologica, 20, 101-108, 1995.

107. Walker, G.T., and E.W.Bliss, World Weather V, Mem. R. Meteorol. Soc., 4, 53-83, 1932.

108. Wallace,J.M., North Atlantic Oscillation/annular mode: Two paradigms one phenomenon, Quart. J. Roy. Met. Soc., 126, 564, 791-805, 2000.

109. Wallace,J.M., and D.S.Gutzler, Teleconnections in the geopotential height field during the northern hemisphere winter, Mon. Wea. Rev., 109, 784812, 1981.

110. Wallace,J.M., C.Smith, and Q.Jiang. Spatial patterns of atmosphere-ocean interaction in the northern winter, J. Climate, 3, 990-998, 1990.

111. WMO/UNEP International Report 'Scientific Assessment of Ozone Depletion:1991'-Report NO.25, 1991.

112. WMO/UNEP International Report 'Scientific Assessment of Ozone Depletion:1998'-Report NO.44, 1999.

113. Woodruff, S.D., R.J.Slutz, R.L.Jenne, and P.M.Steurer. Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set, Bull. Amer. Meteor. Soc. 68, 1239-1250, 1987.

114. Zerefos, C.S., A.F.Bais, I.C.Ziomas., and R.Bojkov, On the relative importance of quasi-biennial oscillation and El Nino-Southern Oscillation in the revised Dobson total ozone records. J. Geoph. Res., 97, 1013510144, 1992.