Том 36, номер 05, статья № 7

Аннотация:

На основе данных реанализа ERA5 за последние десятилетия (1979–2021 гг.) получены количественные оценки сезонных и региональных особенностей и изменений циклонической активности в атмосфере Северного полушария; определен вклад внетропических циклонов в формирование соответствующих особенностей и изменений режима осадков. Получено, что вклад внетропических циклонов в формирование общего количества осадков в целом превышает 60%, а для регионов с высокой повторяемостью циклонов достигает 75% зимой и 65% летом. При этом наибольший вклад вносят интенсивные циклоны – около 60% зимой и около 35% летом.

Ключевые слова:

атмосферные циклоны, осадки, Северное полушарие, реанализ, тренды

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / V. Masson-Delmotte et al. (eds.). Cambridge: Cambridge University Press, 2021. 2409 p.
2. Второй оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 1009 с.
3. Интенсивные атмосферные вихри и их динамика / под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: ГЕОС, 2018. 482 с.
4. Акперов М.Г., Елисеев А.В., Мохов И.И., Семенов В.А., Парфенова М.Р., Кениг Т. Потенциал ветровой энергетики в арктических и субарктических широтах и его изменение в XXI веке по расчетам с использованием региональной климатической модели // Метеорол. и гидрол. 2022. № 6. С. 18–29.
5. Voskresenskaya E., Vyshkvarkova E. Extreme precipitation over the Crimean peninsula // Quatern. Int. 2016. V. 409. P. 75–80.
6. Пичугин М.К., Гурвич И.А., Баранюк А.В. Анализ экстремального ветра в интенсивных внетропических циклонах над северной частью Тихого океана на основе измерений со спутника SMAP // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19, № 5. С. 287–299. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-287-299.
7. Бардин М.Ю., Платова Т.В. Изменения сезонных показателей экстремумов температуры воздуха в Москве и центральных областях европейской части России // Метеорол. и гидрол. 2020. № 7. С. 20–35.
8. Мохов И.И. Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования // Вестн. РАН. 2022. Т. 92, № 1. С. 3–14.
9. Мохов И.И. Сезонные особенности изменений повторяемости экстремальных погодно-климатических явлений в российских регионах в последние десятилетия // Метеорол. и гидрол. 2023. (в печати).
10. Neu U., Akperov M.G., Benestad R., Blender R., Caballero R., Cocozza A., Dacre H., Feng Y., Grieger J., Gulev S., Hanley J., Hewson T., Hodges K., Inatsu M., Keay K., Kew S.F., Kindem I., Leckebusch G.C., Liberato M., Lionello P., Mokhov I.I., Pinto J.G., Raible C.C., Reale M., Rudeva I., Schuster M., Simmonds I., Sinclair M., Sprenger M., Tilinina N.D., Trigo I.F., Ulbrich S., Ulbrich U., Wang X.L., Wernli H., Xia L. IMILAST – a community effort to intercompare cyclone detection and tracking algorithms: Quantifying method-related uncertainties // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2013. V. 94, N 4. P. 529–547.
11. Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. Влияние глобальных климатических изменений на вихревую активность в атмосфере // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1992. Т. 28, № 1. С. 11–26.
12. Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. О влиянии облачности на вихревую активность атмосферы при изменениях климата // Метеорол. и гидрол. 1992. № 1. С. 5–11.
13. Gulev S.K., Zolina O., Grigoriev S. Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data // Clim. Dyn. 2001. V. 17, N 10. P. 795–809.
14. 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.
15. Акперов М.Г., Бардин М.Ю., Володин Е.М., Голицын Г.С., Мохов И.И. Функции распределения вероятностей циклонов и антициклонов по данным реанализа и модели климата ИВМ РАН // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2007. T. 43, № 6. С. 764–772.
16. Голицын Г.С., Мохов И.И., Акперов М.Г., Бардин М.Ю. Функции распределения вероятности для циклонов и антициклонов в период 1952–2000 гг.: инструмент для определения изменений глобального климата // Докл. РАН. 2007. Т. 413, № 2. C. 254–256.
17. Акперов М.Г., Мохов И.И. Оценки чувствительности циклонической активности в тропосфере внетропических широт к изменению температурного режима // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2013. Т. 49, № 2. С. 129–136.
18. Messmer M., Simmonds I. Global analysis of cyclone-induced compound precipitation and wind extreme events // Weather Clim. Extremes. 2021. V. 32. P. 100324.
19. Чернокульский А.В., Елисеев А.В., Козлов Ф.А., Коршунова Н.Н., Курганский М.В., Мохов И.И., Семенов В.А., Швець Н.В., Шихов А.Н., Ярынич Ю.И. Опасные атмосферные явления конвективного характера в России: наблюдаемые изменения по различным данным // Метеорол. и гидрол. 2022. № 5. С. 27–41.
20. Berry G., Reeder M.J., Jakob C. A global climatology of atmospheric fronts // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. L04809. DOI: 10.1029/2010GL046451.
21. Simmonds I., Keay K., Bye J. Identification and climatology of Southern Hemisphere mobile fronts in a modern reanalysis // J. Clim. 2011. V. 25. P. 1945–1962.
22. Catto J.L., Jakob C., Berry G., Nicholls N. Relating global precipitation to atmospheric fronts // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. P. L10805. DOI: 10.1029/2012GL051736.
23. Hawcroft M.K., Shaffrey L.C., Hodges K.I., Dacre H.F. How much northern hemisphere precipitation is associated with extratropical cyclones? // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. P. L24809.
24. Hawcroft M., Walsh E., Hodges K., Zappa G. Significantly increased extreme precipitation expected in Europe and North America from extratropical cyclones // Environ. Res. Lett. 2018. V. 13, N 12. P. 124006.
25. Hawcroft M.K., Shaffrey L.C., Hodges K.I., Dacre H.F. Can climate models represent the precipitation associated with extratropical cyclones? // Clim. Dyn. 2016. V. 47, N 3–4. P. 679–695. DOI: 10.1007/s00382-015-2863-z.
26. Booth J.F., Naud C.M., Willison J. Evaluation of extratropical cyclone precipitation in the North Atlantic basin: An analysis of ERA-Interim, WRF, and two CMIP5 models // J. Climate. 2018. V. 31, N 6. P. 2345–2360. DOI: 10.1175/JCLI-D-17-0308.1.
27. Zhang Z., Colle B.A. Changes in extratropical cyclone precipitation and associated processes during the twenty-first century over eastern North America and the Western Atlantic using a cyclone-relative approach // J. Climate. 2017. V. 30, N 21. P. 8633–8656. DOI: 10.1175/JCLI-D-16-0906.1.
28. Pfahl S., Wernli H. Quantifying the relevance of cyclones for precipitation extremes // J. Climate. 2012. V. 25, N 19. P. 6770–6780. DOI: 10.1175/JCLI-D-11-00705.1.
29. Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч. Оценки возможных региональных изменений гидрологического режима в XXI веке на основе глобальных климатических моделей // Изв. РAH. Физ. aтмocф. и oкeaнa. 2003. Т. 39, № 2. С. 150–165.
30. Мохов И.И., Акперов М.Г. Вертикальный температурный градиент в тропосфере и его связь с припо­верхностной температурой по данным реанализа // Изв. РAH. Физ. aтмocф. и oкeaнa. 2006. Т. 42, № 4. С. 467–475.
31. Акперов М.Г., Мохов И.И., Дембицкая М.А., Парфенова М.Р., Ринке А. Особенности температурной стратификации и ее изменений в тропосфере арктических широт по данным реанализа и модельным расчетам // Метеорол. и гидрол. 2019. № 2. С. 19–27.
32. Sun B., Groisman P.Ya., Mokhov I.I. Recent changes in cloud type frequency and inferred increases in convection over the United States and the Former USSR // J. Climate. 2001. V. 14. P. 1864–1880.
33. Chernokulsky A.V., Bulygina O.N., Mokhov I.I. Recent variations of cloudiness over Russia from surface daytime observations // Environ. Res. Lett. 2011. V. 6. P. 035202.
34. Chernokulsky A., Kozlov F., Zolina O., Bulygina O., Mokhov I., Semenov V.A. Observed changes in convective and stratiform precipitation in Northern Eurasia over the last five decades // Environ. Res. Lett. 2019. V. 14. P. 045001–17.
35. Hersbach H.B., 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.
36. Lavers D.A., Simmons A., Vamborg F., Rodwell M.J. An evaluation of ERA5 precipitation for climate monitoring // Q. J. R. Meteorol Soc. 2022. V. 148. P. 3152–3165.
37. Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I., Semenov V.A., Parfenova M.R., Matthes H., Adakudlu M., Boberg F., Christensenefn J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T., Koldunov N.V., Laprise R., Mottram R., Nikiéma O., Sein D., Zhang W. Future projections of cyclone activity in the Arctic for the 21st century from regional climate models (Arctic-CORDEX) // Glob. Planet. Change. 2019. V. 182. P. 103005.
38. Simmonds I., Keay K. Extraordinary September Arctic sea ice reductions and their relationships with storm behavior over 1979–2008 // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. P. L19715. DOI: 10.1029/2009GL039810.
39. Акперов М.Г., Мохов И.И. Сравнительный анализ методов идентификации внетропических циклонов // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2010. Т. 46, № 5. С. 620–637.
40. Ulbrich U., Leckebusch G.C., Grieger J., Schuster M., Akperov M., Bardin M.Yu., Feng Y., Gulev S., Inatsu M., Keay K., Kew S.F., Liberato M.L.R., Lionello P., Mokhov I.I., Neu U., Pinto J.G., Raible C.C., Reale M., Rudeva I., Simmonds I., Tilinina N.D., Trigo I.F., Ulbrich S., Wang X.L., Wernli H., and the IMILAST team. Are greenhouse gas signals of Northern Hemisphere winter extra-tropical cyclone activity dependent on the identification and tracking algorithm? // Meteorologische Zeitschrift. 2013. V. 22, N 1. P. 61–68.