1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Исследование Земли из Космоса
  4. № 4, 2023

Исследование Земли из Космоса, 2023, № 4, стр. 92-106

Характеристики поля ветра в верхней тропосфере как индикаторы климатической изменчивости

А. Ф. Нерушев a, *, К. Н. Вишератин a, Р. В. Ивангородский a

a Федеральное государственное бюджетное учреждение “Научно-производственное объединение “Тайфун” (НПО “Тайфун”)
Обнинск, Россия

* E-mail: nerushev@rpatyphoon.ru

Поступила в редакцию 01.10.2022

Аннотация

Представлены результаты исследования пространственно-временной изменчивости характеристик поля ветра в свободной атмосфере Северного полушария в зоне обзора радиометра SEVIRI европейских геостационарных метеорологических спутников второго поколения Meteosat 8–Meteosat 11 на временном интервале 2007–2021 гг. Отмечено, что максимальные скорости ветра, а также максимальные среднемесячные и сезонные аномалии модуля скорости ветра наблюдаются над Атлантикой. Выявлена особенность временной изменчивости усредненного по площади модуля скорости ветра, состоящая в изменении знака тренда на рубеже 2015–2017 гг. с положительного на отрицательный. При этом положительные линейные тренды на временных отрезках с 2007 г. до точек смены знака тренда над Атлантикой, всей рассматриваемой областью и Евразией, включая Европейскую территорию РФ, значимо отличны от нуля с вероятностью более 95%. А отрицательный тренд значим только над Атлантикой. Отмечена высокая корреляция в области сезонных вариаций скорости ветра с площадью арктического морского льда и температурными характеристиками тропосферы на уровнях 500 и 200 гПа. На основе анализа связи изменчивости скорости ветра с основными климатическими характеристиками и крупномасштабными атмосферными процессами предложена схема влияния ускоряющегося сокращение площади арктического морского льда, связанного с глобальным потеплением, на скорость ветра в свободной атмосфере.

Ключевые слова: ветер, пространственно-временная изменчивость, верхняя тропосфера, геостационарные спутники, спектральный и вейвлетный анализ, климатические изменения

Список литературы

  1. Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н. Изменения режима ветра на территории России в последние десятилетия // Труды ГГО. Санкт-Петербург. 2013. Вып. 568. С. 156–172.

  2. Доклад об особенностях климата на территории Российской федерации за 2021 год. М.: Росгидромет, 2022. 104 с.

  3. Золотов С.Ю., Ипполитов И.И., Логинов С.В., Харюткина Е.В. Изменчивость субтропического струйного течения южного полушария во второй половине ХХ и начале ХХI в. // Изв. РАН ФАО. 2018. Т. 54. № 5. С. 505–515.

  4. Лавров А.С., Хохлова А.В. Климатический мониторинг ветра в свободной атмосфере северного полушария: многолетние характеристики и тенденции изменчивости // Фундаментальная и прикладная климатология. 2020. № 2. С. 58–75.

  5. Нерушев А.Ф., Вишератин К.Н., Ивангородский Р.В. Пространственно-временная изменчивость высотных струйных течений по данным спутниковых измерений // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 6. С. 31–45.

  6. Нерушев А.Ф., Вишератин К.Н., Ивангородский Р.В. Динамика высотных струйных течений по данным спутниковых измерений и их связь с климатическими параметрами и крупномасштабными атмосферными явлениями // Исслед. Земли из космоса. 2018. № 6. С. 24–38.

  7. Нерушев А.Ф., Вишератин К.Н., Ивангородский Р.В. Статистическая модель временной изменчивости характеристик высотных струйных течений северного полушария на основе спутниковых измерений // Изв. РАН ФАО. 2021. Т. 57. № 4. С. 401–413.

  8. Нерушев А.Ф., Крамчанинова Е.К. Метод определения характеристик атмосферных движений по данным измерений метеорологических геостационарных спутников // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 1. С. 3–13.

  9. Allen R.J., Sherwood S.C., Norris J.R., Zender C.S. Recent Northern Hemisphere tropical expansion primarily driven by black carbon and tropospheric ozone // Nature. 2012. V. 485. P. 350–354.

  10. Baker H.S., Woollings T., Mbengue C. Eddy-driven jet sensitivity to diabatic heating in an idealized GCM // J. Climate. 2017. V. 30. № 16. P. 6413–6431.

  11. Cheng Ch., Lopes E. Possible impacts of climate change on wind gusts under downscaled future climate conditions: updated for Canada// Journal of Climate. 2014. P. 1255–1270. Available at: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00020.1

  12. Chang E.K.M., Yau A.M.W. Northern Hemisphere winter storm track trends since 1959 derived from multiple reanalysis datasets // Climate Dynamics. 2016. V. 47(5–6). P. 1435–1454. https://doi.org/10.1007/s00382-015-2911-8

  13. Coumou D., Petoukhov V., Rahmstorf S., Petri S., Schellnhuber H.J. Quasi-resonant circulation regimes and hemispheric synchronization of extreme weather in boreal summer // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. V. 111(34). P. 12331–12336. https://doi.org/10.1073/pnas.1412797111

  14. Davis S.M., Rosenlof K.H. A multi-diagnostic intercomparison of tropical width time series using reanalyses and satellite observations // J. Climate. 2012. V. 25(4). P. 1061–1078. https://doi.org/10.1175/jcli-d-11-00127.1

  15. Davis N.A., Birner T. Seasonal to multi-decadal variability of the width of the tropical belt // J. Geophys. Res. 2013. V. 118(14). P. 7773–7787. https://doi.org/10.1002/jgrd.50610

  16. Haimberger L. Mayer M. Upper air winds [in “State of the Climate in 2017”] // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2018. V. 98(8). P. S39–S41. https://doi.org/10.1175/2017bamsstateoftheclimate.1

  17. Hall R., Jones J., Hanna E., Scaife A., Erdélyi R. Drivers and potential predictability of summer time North Atlantic polar front jet variability // Clim. Dyn. 2017. V. 48. P. 3869–3887. https://doi.org/10.1007/s00382-016-3307-0

  18. Hoffmann L., Gunther G. From ERA-Interim to ERA5: the considerable impact of ECMWF’s next-generation reanalysis on Lagrangian transport simulations // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 3097–3124.https://doi.org/10.5194/acp-19-3097-2019

  19. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Saha S., White G., Woollen J., Chelliah M., Janowiak J., Mo K.C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., Jenne R., Kung E., Salstein D. The NCEP/NCAR Reanalysis 40-year Project // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1996. V. 77. P. 437–471.

  20. Lee S.H., William P.D., Frame T.A. Increased shear in the North Atlantic upper-level jet strean over the past four decades // Nature. 2019. V. 572. P. 639–643. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1465-z

  21. Manney G.L. Hegglin M.I. Seasonal and regional variations of long-term changes in upper-tropospheric jets from reanalyses // J. Clim. 2018. V. 31(1). P. 423–448. https://doi.org/10.1175/jcli-d-17-0303.1

  22. McVicar T.R. Global review and synthesis of trends in observed terrestrial near-surface wind speeds: implications for evaporation // J. Hydrol. 2012. V. 416–417. P. 182–205.

  23. Pena-Ortiz C., Gallego D., Ribera P., Ordonez P., Alvarez-Castro M.D.C. Observed trends in the global jet stream characteristics during the second half of the 20th century // J. Geophys. Res. Atmosph. 2013. V. 118. P. 2702–2713. https://doi.org/10.1002/jgrd.50305

  24. Tian Q., Huang G., Hu K., Niyogi D. Observed and global climate model based changes in wind power potential over the northern hemisphere during 1979–2016 // Energy. 2019. V. 167. P. 1224–1235.

  25. Wang X.L., Feng Y., Chan R., Isaac V. Inter-comparison of extra-tropical cyclone activity in nine reanalysis datasets // Atmos. Res. 2016. V. 181. P. 133–153. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2016.06.010

  26. Zeng Z., Ziegler A.D., Searchinger T. A reversal in global terrestrial stilling and its implications for wind energy production // Nat. Clim. Chang. 2019. V. 9. P. 979–985.https://doi.org/10.1038/s41558-019-0622-6

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Исследование Земли из Космоса

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал