Том 31, номер 04, статья № 8

Аннотация:

Представлен анализ данных по среднемесячной приземной температуре воздуха за период 1940–2015 гг. по наблюдениям сети метеорологических станций Южного Урала. Для исследования пространственно-временной структуры приземной температуры атмосферного воздуха был использован метод разложения температурных рядов на естественные ортогональные составляющие (ЕОС). Выполнен корреляционный анализ выявленных ЕОС для зимы и лета с индексами основных крупномасштабных мод естественной изменчивости климата Северного полушария. На первую ведущую ЕОС, которая описывает положительный температурный тренд, приходится основной вклад в общую изменчивость. Зимой ведущая мода связана с Североатлантическим колебанием. Для лета выявлен существенный вклад Атлантического мультидекадного колебания и Восточно-Атлантического – Западно-Российского индекса, что может быть использовано для улучшения прогноза изменений климата в регионе в ближайшие десятилетия. В целом результаты говорят о значительном влиянии естественной климатической изменчивости на температурный режим и возможной трудности в выделении антропогенной составляющей климатических изменений в регионе.

Ключевые слова:

приповерхностная температура воздуха, естественные ортогональные составляющие, климатические изменения, климатические индексы, Южный Урал

Список литературы:

1. МГЭИК: Изменение климата, 2013 г.: Физическая научная основа. Вклад рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / под ред. Т.Ф. Стокера, Д. Куина. Кембридж, Нью-Йорк: МГЭИК, 2013. 1535 с.
2. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 59 с.
3. Мохов И.И., Семенов В.А. Погодно-климатические аномалии в российских регионах и их связь с глобальными изменениями климата // Метеорол. и гидрол. 2016. № 2. С. 16–28.
4. Стерин А.М., Тимофеев А.А. Об оценке трендов приземной температуры воздуха для территории России методом квантильной регрессии // Метеорол. и гидрол. 2016. № 6. С. 17–30.
5. Чередько Н.Н., Тартаковский В.А., Крутиков В.А., Волков Ю.В. Классификация климатов Северного полушария на основе оценки фазы температурного сигнала // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 8. С. 625–632; Cheredko N.N., Tartakovsky V.A., Krutikov V.A., Volkov Yu.V. Climate classification in the Northern Hemisphere using phases of temperature signals // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 1. P. 63–69.
6. Hirsch A.L., Wilhelm M., Davin E.L., Thiery W., Seneviratne S.I. Can climate-effective land management reduce regional warming? // J. Geophys. Res.: Atmos. 2017. V. 122, N 4. P. 2269–2288. DOI: 10.1002/ 2016JD026125.
7. Васильев Д.Ю., Лукманов Р.Л., Ферапонтов Ю.И., Чувыров А.Н. Цикличность гидрометеорологических характеристик на примере Башкирии // Докл. АН. 2012. Т. 447, № 3. С. 331–334.
8. Васильев Д.Ю., Сивохип Ж.Т., Чибилев А.А. Динамика климата и внутривековые колебания стока в бассейне реки Урал // Докл. АН. 2016. Т. 469, № 1. С. 102–107.
9. Васильев Д.Ю., Ферапонтов Ю.И. Тренды в колебаниях приземной температуры воздуха на примере Башкирии // Изв. РАН. География. 2015. № 1. С. 77–86.
10. Кисилев Б.В. Исследование хаотичности и детерминизма в индексах аномалии приземной температуры методом рекуррентных диаграмм // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2016. Т. 52, № 1. С. 37–41.
11. Корнева И.А., Семенов С.М. Чувствительность температуры земной поверхности к изменению альбедо атмосферы: оценка радиационного эффекта // Метеорол. и гидрол. 2016. № 5. С. 5–11.
12. Семенов В.А. Связь аномально холодных зимних режимов на территории России с уменьшением площади морских льдов в Баренцевом море // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2016. Т. 52, № 3. С. 257–266.
13. Lader R., Bhatt U.S., Walsh J.E., Rupp T.S., Bieniek P.A. Two-meter temperature and precipitation from atmospheric reanalysis evaluated for Alaska // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2016. V. 55, N 4. P. 901–922. DOI: 10.1175/JAMC-D-15-0162.1.
14. Turuncoglu U.U., SanninoG. Validation of newly designed regional earth system model (RegESM) for Mediterranean basin // Clim. Dyn. 2017. V. 48. P. 2919–2947. DOI: 10.1007/s00382-016-3241-1.
15. Zhou C., Wang K. Land surface temperature over global desert: Means, variability, and trends // J. Geophys. Res. V. 2016. V. 121. P. 344–357. DOI: 10.1002/ 2016JD025410.
16. Васильев Д.Ю., Бабков О.К., Кочеткова Е.С., Семенов В.А. Вейвлет и кросс-вейвлет анализ сумм атмосферных осадков и приповерхностной температуры на Европейской территории России // Изв. РАН. География. 2017. № 6. С. 63–77.
17. Васильев Д.Ю., Павлейчик В.М., Семенов В.А., Сивохип Ж.Т., Чибилeв А.А. Многолетний режим температуры воздуха и атмосферных осадков на территории Южного Урала // Докл. АН. 2018. Т. 478. № 5. С. 588–592.
18. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Захарченко Д.И., Мохов И.И. Условия формирования и характеристики сильного смерча на Южном Урале 29 августа 2014 года // Метеорол. и гидрол. 2015. № 12. С. 29–37.
19. Новицкий М.А., Павлюков Ю.Б., Шмерлин Б.Я., Махнорылова С.В., Серебрянник Н.И., Петриченко С.А., Тереб Л.А., Калмыкова О.В. Башкирский смерч: возможности анализа и прогноза смерчеопасной ситуации // Метеорол. и гидрол. 2016. № 10. С. 30–40.
20. Matishov G.G., Dzhenyuk S.L., Moiseev D.V., Zhichkin A.P. Pronounced anomalies of air, water, ice conditions in the Barents and Kara seas, and the sea of Azov // Oceanologia. 2014. V. 56, N 3. P. 445–460. DOI:10.5697/oc.56-3.445.
21. Обухов А.М. О статистических ортогональных разложениях эмпирических функций // Изв. АН СССР. Геофизика. 1960. № 3. С. 432–439.
22. Даценко Н.М., Перфилов В.И., Сонечкин Д.М. Методика расчета естественных составляющих метеорологических полей // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1983. Т. 19, № 4. С. 348–356.
23. Даценко Н.М., Иващенко Н.Н., Сонечкин Д.М. Свойства и изменения естественных ортогональных составляющих температурных полей Северной Евразии в ХХ веке // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2011. Т. 47, № 1. С. 35–49.
24. Виноградова Г.М., Завалишин Н.Н., Кузин В.И., Пушистов П.Ю. О внутривековой изменчивости климата Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 6. С. 494–498.
25. Виноградова Г.М., Завалишин Н.Н., Кузин В.И. Изменчивость сезонных характеристик климата Сибири в течении ХХ века // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 6–7. С. 604–607.
26. Виноградова Г.М., Завалишин Н.Н., Кузин В.И. Внутривековые изменения климата Восточной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 5–6. С. 408–411.
27. Каган Р.Л. Осреднение метеорологических полей. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 204 с.
28. Исаев А.А. Статистика в метеорологии и климатологии. М.: Изд-во МГУ, 1988. 248 с.
29. North G.R., Bell T.L., Cahalan R.F., Moeng F.J. Sampling errors in the estimation of empirical orthogonal functions // Mon. Weather Rev. 1982. V. 110, N 7. P. 699–706.
30. Luo D., Xiao Y., Yao Y., Dai A., Simmonds I., Franzke CLE. Impact of Ural blocking on winter warm arctic–cold Eurasian anomalies. Part I: Blocking-induced amplification // J. Clim. 2016. V. 29, N 11. P. 3925–3947.
31. Luo D., Xiao Y., Yao Y., Dai A., Simmonds I., Franzke C.L.E. Impact of Ural blocking on winter warm arctic–cold Eurasian anomalies. Part II: The link to the North Atlantic oscillation // J. Clim. 2016. V. 29, N 11. P. 3949–3971.
32. Barnston A.G., Livezey R.E. Classification, seasonality, and persistence of low frequency atmospheric circulation patterns // Mon. Weather Rev. 1987. V. 115. P. 1083–1126.
33. Бардин М.Ю., Полонский А.Б. Североатлантическое колебание и синоптическая изменчивость в Европейско- Атлантическом регионе в зимний период // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2005. Т. 41, № 2. С. 3–13.
34. Курбаткин Г.П., Смирнов В.Д. Межгодовые вариации температуры тропосферы, связанные с декадными изменениями Североатлантического колебания // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 4. С. 435–447.
35. Friederichs P., Hense A. Statistical inference in canonical correlation analyses exemplified by influence of North Atlantic SST on European climate // J. Clim. 2003. V. 16, N 3. P. 522–534.
36. Hurrell J.W., Kushnir Y., Ottersen G., Visbeck M. An overview of the North Atlantic oscillation: Climatic significance and environmental impact // The North Atlantic Oscillation: Climatic Significance and Environ-mental Impact. Washington D.C.: American Geophysical Union, 2003. P. 1–35. DOI: 10.1029/134GM01.
37. Семенов В.А., Шелехова Е.А., Мохов И.И., Зуев В.В., Колтерманн К.П. Влияние атлантического долгопериодного колебания на формирование аномальных климатических режимов в регионах северной Евразии по модельным расчетам // Докл. АН. 2014. Т. 459, № 6. С. 742–745.
38. Fyfe J.C., Gillett N.P., Zwiers F.W. Overestimated global warming over the past 20 years // Nat. Clim. Change.  2013. V. 3. P. 767–769.
39. Нестеров Е.С. О влиянии Североатлантического и Восточно-Атлантического колебаний на формирование опасного волнения в Северной Атлантике // Тр. Гидрометцентра России. 2016. № 362. С. 83–91.
40. Barnston A.G., Livezey R.E. Classification, seasonality and persistence of low-frequency atmospheric circulation patterns // Mon. Weather Rev. 1987. V. 115. P. 1083–1126.
41. Wallace J.M. Gutzler D.S. Teleconnections in the geopotential height field during the Northern hemisphere winter // Mon. Weather Rev. 1981. V. 109. P. 784–812.
42. Семенов В.А. Структура изменчивости температуры в высоких широтах Северного полушария // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2007. Т. 43, № 6. С. 1–10.
43. Попова В.В., Шмакин А.Б. Региональная структура колебаний температуры приземного воздуха в Северной Евразии во второй половине ХХ – начале XXI веков // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 2. С. 161–175.