Том 36, номер 03, статья № 6

Аннотация:

Приведены оценки долговременной изменчивости параметров внезапных стратосферных потеплений (ВСП) с 1979 по 2021 г. В качестве критерия для оценки ВСП были использованы значения среднезональной температуры воздуха на 80° с.ш. и среднезональной скорости ветра на 60° с.ш. на высоте 10 гПа. Главные и слабые ВСП были классифицированы по типам: с разделением полярного вихря и его смещением. Были проведены оценки изменчивости таких параметров ВСП, как количество случаев за зиму, тип ВСП, продолжительность ВСП, дата начала и максимальная температура во время ВСП за последние 42 года. Выявлено, что не наблюдается трендовых изменений, а присутствует колебание перечисленных параметров в высокоширотной стратосфере.
 

Ключевые слова:

внезапное стратосферное потепление, стратосфера, методы идентификации стратосферных потеплений, динамика атмосферы

Список литературы:

1. IPCC, 2021: Summary for Policymakers // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, 2021. P. 1–41.
2. Andrews D., Taylor F., McIntyre M. The influence of atmospheric waves on the general circulation of the middle atmosphere // Phil. Trans. Roy. Soc. London. Ser. A. 1987. P. 693–705.
3. Scott R., Polvani L. Internal variability of the winter stratosphere. Part I: Time independent forcing // J. Atmos. Sci. 2006. V. 63. P. 2758–2776.
4. Погорельцев А.И., Савенкова Е.Н., Перцев Н.Н. Внезапные стратосферные потепления: Роль нормальных атмосферных мод // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 3. С. 387–403. DOI: 10.7868/S0016794014020163.
5. Matsuno T. A dynamical model of the stratospheric sudden warming // J. Atmos. Sci. 1971. V. 28, N 8. P. 1479–1494. DOI: 10.1175/1520-0469(1971)028< 1479:ADMOTS>2.0.CO;2.
6. Baldwin M., Ayarzaguena B., Birner T., Butchart N., Butler A., Charlton-Perez A., Domeisen D., Garfin­kel C., Garny H., Gerber E., Hegglin M., Langematz U., Pedatella N. Sudden stratospheric warmings // Rev. Geophys. 2021. V. 58. P. e2020RG000708. DOI: 10.1029/2020RG000708.
7. Маричев В.Н., Бочковский Д.А. Лидарные исследо­вания термического режима стратосферы над Томском за 2012–2015 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 1. С. 28–37. DOI: 10.15372/AOO20180105.
8. Zorkaltseva O.S., Vasilyev R.V. Stratospheric influence on MLT over mid-latitudes in winter by Fabry-Perot interferometer data // Ann. Geophys. 2021. V. 39. P. 267–276. DOI: 10.5194/angeo-39-267-2021.
9. Medvedeva I.V., Semenov A.I., Pogoreltsev A.I., Ta­tarnikov A.V. Influence of sudden stratospheric warming on the mesosphere/lower thermosphere from the hydroxyl emission observations and numerical simulations // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2019. V. 187. P. 22–32. DOI: 10.1016/j.jastp.2019.02.005.
10. Koval A.V., Chen W., Didenko K.A., Ermakova T.S., Gavrilov N.M., Pogoreltsev A.I., Toptunova O.N., Wei K., Yarusova A.N., Zarubin A.S. Modelling the residual mean meridional circulation at different stages of sudden stratospheric warming events // Ann. Geophys. 2021. V. 39. P. 357–368. DOI: 10.5194/angeo-39-357-2021.
11. Варгин П.Н., Кирюшов Б.М. Внезапное стратосфер­ное потепление в Арктике в феврале 2018 г. и его влияние на тропосферу, мезосферу и озоновый слой // Метеорол. и гидрол. 2019. № 2. C. 41–56.
12. Sigmond M., Scinocca J., Kharin V., Shepherd T. Enhanced seasonal forecast skill following stratospheric sudden warmings // Nat. Geosci. 2013. V. 6, N 2. P. 98–102. DOI: 10.1038/ngeo1698.
13. WMO: Implementation of the WMO-IQSY STRATWARM PROGRAMME. 1964. V. 13, N 4. P. 200–205. URL: https://library.wmo.int/doc_num.php? explnum_ id=6525 (last access: 13.11.2019).
14. Charlton A., Polvani L. A new look at stratospheric sudden warmings. Part I: Climatology and modeling benchmarks // J. Clim. 2007. V. 20. P. 449–469. DOI: 10.1175/JCLI 3996.1.
15. Butler A., Seidel D., Hardiman S., Butchart N., Birner T., Match A. Defining sudden stratospheric warmings // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2015. V. 96. P. 1913–1928. DOI: 10.1175/bams-d-13-00173.1.
16. Choi H., Kim B., Choi W. Type classification of sudden stratospheric warming based on pre- and post warming periods // J. Clim. 2019. V. 32, N 8. P. 2349–2367. DOI: 10.1175/JCLI-D-18-0223.1.
17. Palmeiro F., Barriopedro D., Ricardo G., Calvo N. Comparing sudden stratospheric warming definitions in reanalysis data // J. Clim. 2015. V. 28, N 17. P. 6823–6840. DOI: 10.1175/JCLI-D-15-0004.1.
18. Wright C., Hall R., Banyard T., Hindley H., Krisch I., Mitchell D., Seviour W. Dynamical and surface impacts of the January 2021 sudden stratospheric warming in Novel Aeolus Wind Observations, MLS and ERA5 // Weather Clim. Dynam. 2021. V. 2. P. 1283–1301. DOI: 10.5194/wcd-2-1283-2021.
19. Варгин П.Н., Гурьянов В.В., Лукьянов А.Н., Вязанкин А.С. Динамические процессы стратосферы Арктики зимой 2020–2021 г. // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2021. T. 57, № 6. C. 651–664.
20. Manney G., Lawrence D., Santee M., Read W., Li­vesey N., Lambert A., Froidevaux L., Pumphrey H., Schwartz M. A minor sudden stratospheric warming with a major impact: Transport and polar processing in the 2014/2015 Arctic winter // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 7808–7816. DOI: 10.1002/2015GL 065864.
21. McLandress C., Shepherd T. Impact of climate change on stratospheric sudden warmings as simulated by the Canadian Middle Atmosphere Model // J. Clim. 2009. V. 22. P. 5449–5463. DOI: 10.1175/2009JCLI3069.1.
22. Bell C., Gray L., Kettleborough J. Changes in Northern Hemisphere stratospheric variability under increased CO₂ concentrations // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2010. V. 136. P. 1181–1190. DOI: 10.1002/qj.633.
23. Воробьева В.В., Володин Е.М. Исследование структуры и предсказуемости первой моды изменчивости в стратосфере на основе климатической модели ИВМ РАН // Метеорол. и гидрол. 2018. № 11. С. 41–48.
24. Mitchell D., Charlton-Perez A., Gray L. The nature of Arctic polar vortices in chemistry–climate models // Q. J. Roy. Meteorol. Soc. 2012b. V. 138. P. 1681–1691. DOI: 10.1002/qj.1909.
25. Ayarzagüena B., Langematz U., Meul S. The role of climate change and ozone recovery for the future timing of major stratospheric warmings // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 2460–2465. DOI: 10.1002/grl.50477.
26. Zhang L., Chen Q. Analysis of the variations in the strength and position of stratospheric sudden warming in the past three decades // Atmos. Ocean. Sci. Lett. 2019. V. 12. P. 147–154. DOI: 10.1080/16742834.2019. 1586267.
27. Zhang Y., Ren Y. Statistical characteristics and long-term variations of major sudden stratospheric warming events // J. Meteor. Res. 2021. V. 35, N 3. P. 416–427. DOI: 10.1007/s13351-021-0166-3.
28. Kuttippurath J., Nikulin G.A comparative study of the major sudden stratospheric warmings in the Arctic winters 2003/2004–2009/2010 // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, N 17. P. 8115–8129. DOI: 10.5194/acp-12-8115-2012.
29. Manney G.K., Kruger J.L., Sabutis S.A., Pawson S. The remarkable 2003–2004 winter and other recent warm winters in the Arctic stratosphere since the late 1990s // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. P. D04107. DOI: 10.1029/2004JD005367.
30. Mitchell D., Charlton-Perez A., Gray L. Characterizing the variability and extremes of the stratospheric polar vortices using 2D moment analysis // J. Atmos. Sci. 2011. V. 8. P. 1194–1213. DOI: 10.1175/2010JAS3555.1.
31. Domeisen D. Estimating the frequency of sudden stratospheric warming events from surface observations of the North Atlantic Oscillation // J. Geophys. Res.: Atmos. 2019. V. 124, N 3. P. 180–3194. DOI: 10.1029/2018JD030077.
32. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara Sh., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., de Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R.J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez Ph., Lupu C., Radnoti G., de Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thépaut J.-N. The ERA5 Global Reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049. DOI: 10.1002/qj.3803.
33. Hoskins J., McIntyre M., Robertson A. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps // Q. J. R. Meteorol. Soc. V. 111. P. 877–946. DOI: 10.1002/qj.49711147002, 1985.
34. Millán L., Manney G., Lawrence D. Reanalysis intercomparison of potential vorticity and potential-vorticity-based diagnostics // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21. P. 5355–5376. DOI: 10.5194/acp-21-5355-2021.
35. White I., Garfinkel C., Cohen J., Jucker M., Rao J. The impact of split and displacement sudden stratospheric warmings on the troposphere // J. Geophys. Res.: Atmos. 2021. V. 126. DOI: 10.1029/2020JD033989.
36. Antokhina O., Antokhin P., Devyatova E., Martynova Y. 2004–2016 wintertime atmospheric blocking events over Western Siberia and their effect on surface temperature anomalies // Atmosphere. 2018. V. 9, N 72. DOI: 10.3390/atmos9020072.