Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Весенние перестройки стратосферной циркуляции и их влияние на динамику тропосферы и аномалии погоды

Диссертация: Весенние перестройки стратосферной циркуляции и их влияние на динамику тропосферы и аномалии погоды
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ранним перестройкам предшествует усиленный МВО в стратосфере северного полушария в феврале, поздним — ослабленный. в) Оценена возможность прогноза срока весенней перестройки циркуляции в стратосфере северного полушария по данным о межгодовых изменениях чисел Вольфа в конце зимы (солнечная активность) и аномалиях МВО в феврале. Данные предикторы позволяют в феврале прогнозировать раннюю либо… Читать ещё >

Весенние перестройки стратосферной циркуляции и их влияние на динамику тропосферы и аномалии погоды (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Сокращения
  • 1. Циркуляция в стратосфере и ее влияние на формирование аномалий погоды
    • 1. 1. Сезонные особенности стратосферной циркуляции
    • 1. 2. Влияние срока весенней перестройки стратосферной циркуляции на формирование аномалий погоды
  • 2. Анализ сроков весенней перестройки циркуляции в стратосфере
    • 2. 1. Критерии определения типа весенних перестроек
    • 2. 2. Объективная типизация весенних перестроек по времени осуществления
    • 2. 3. Весенние синоптические процессы в стратосфере «
    • 2. 4. Климатические особенности весенней перестройки стратосферной циркуляции
  • 3. Факторы межгодовых колебаний сроков весенней перестройки циркуляции в стратосфере
    • 3. 1. Солнечная активность
    • 3. 2. Общее содержание озона 46 3.3. Межширотный воздухообмен 53 3.4 О возможности прогноза срока весенней перестройки стратосферной циркуляции
  • 4. Влияние весенних перестроек стратосферной циркуляции на динамику тропосферы и аномалии погоды
    • 4. 1. Элементарные циркуляционные механизмы по Б. Л
  • Дзердзеевскому
    • 4. 2. Повторяемость элементарных циркуляционных механизмов с 67 марта по июнь при разных типах весенней перестройки стратосферной циркуляции
    • 4. 3. Аномалии погоды в марте — июне на Европейской территории 76 России в годы ранних и поздних весенних перестроек стратосферной циркуляции

Актуальность темы

работы определяется необходимостью долгосрочного прогноза погоды на весеннее-летние месяцы в целях гидрометеорологического обслуживания, прежде всего, сельскохозяйственного хозяйства. Длительные аномалии погоды данного сезона оказывают влияние и на другие отрасли хозяйства и экономики: топливно-энергетический комплекс, транспорт, коммунальное хозяйство. К настоящему времени установлено, что формирование длительных аномалий циркуляции атмосферы и погоды во многом определяется воздействием на атмосферу внешних нестационарных факторов, таких как тепловое состояние океанов, температура и влажность почвы, транспирация влаги лесными массивами, солнечная активность, и др. К внешним факторам по отношению к тропосфере, где собственно и образуются длительные аномалии погоды, относится циркуляция в стратосфере. В холодном полугодии она мало, чем отличается от циркуляции воздуха в тропосфере (циркумполярный циклон и общий западно-восточный перенос), однако в теплое полугодие в стратосфере выше 20 км формируется планетарный циркумполярный антициклон, обусловливающий восточно-западный перенос над всем полушарием. Ничего подобного в тропосфере не происходит, летом здесь сохраняется несколько ослабленный западно-восточный перенос. В результате характер волнового взаимодействия между тропосферой и стратосферой зимой и летом совершенно различен.

Хорошо известно, что сроки перехода стратосферной циркуляции от зимнего к летнему режиму испытывают сильные межгодовые колебания: бывают ранние стратосферные весенние перестройки (март), средние (апрель) и поздние (май). В зависимости от срока стратосферной перестройки находится и характер волнового взаимодействия в системе стратосфера — тропосфера в течение всех весенних месяцев и в начале лета. Это должно приводить к разным условиям циркуляции тропосферы и погоды в упомянутый период, особенно в годы ранних и поздних стратосферных перестроек. Данное утверждение сформулировано на основании целого ряда работ, в которых такая зависимость обнаружена. Однако в этих работах, как правило, исследовались малые временные ряды данных, разделение сроков стратосферных перестроек на типы производилось качественно, не было попыток прогноза срока стратосферной перестройки [1—6].

Целью диссертационной работы является исследование динамики весенних перестроек стратосферной циркуляции и их влияния на циркуляцию тропосферы, а также на формирование условий погоды на Европейской территории России (ЕТР). Для достижения поставленной цели решались следующие задачи на основании материалов с 1958 по 2003 гг.:

1. Провести объективную классификацию весенних перестроек стратосферной циркуляции по сроку осуществления;

2. Выявить причины межгодовых различий в сроках весенних перестроек стратосферной циркуляции и определить предикторы срока перестройки;

3. Оценить реакцию циркуляции тропосферы в марте — июне на срок весенней перестройки циркуляции в стратосфере;

4. Определить характерные аномалий погоды в марте — июне на ЕТР в зависимости от срока весенней перестройки стратосферной циркуляции.

В рамках поставленных задач получены следующие научные результаты. Произведена объективная классификация сроков весенней перестройки стратосферной циркуляции (уровень 10 гПа), установлено их разделение на ранние, средние и поздние с фиксированными временными границами. Впервые оценены климатические тренды повторяемости ранних и поздних типов весенней перестройки циркуляции в стратосфере за период с 1958 по.

2003 гг. Получены новые зависимости срока весенней перестройки стратосферной циркуляции от уровня солнечной активности и общего содержания озона (ОСО) (радиационные факторы), а также от интенсивности межширотного воздухообмена (МВО) в зимней стратосфере (динамический фактор). Оценена вероятность альтернативного осуществления ранних или поздних весенних стратосферных перестроек в текущем году по данным за февраль. Выявлены преобладающие элементарные циркуляционные механизмы (ЭЦМ) по Б. Л. Дзердзеевскому в марте — июне при ранних и поздних весенних перестройках циркуляции в стратосфере. Установлено характерное распределение по ЕТР очагов аномалии температуры воздуха и количества осадков в марте — июне при ранних и поздних весенних перестройках стратосферной циркуляции.

Достоверность выводов подтверждается максимально возможным объемом данных, привлеченных для исследования, применением, современных, неоднократно проверенных методов обработки материала и установления статистических зависимостей, сравнением результатов диссертации с закономерностями, установленными в более ранних работах.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с плановой тематикой научно-исследовательских работ РГГМУ «Циклические процессы в системе океан-атмосфера и их влияние на формирование аномалий погоды и климата». Результаты работы внедрены в учебный. процесс РГГМУ по дисциплине «Долгосрочные метеорологические прогнозы».

Планируется использование достигнутых результатов в дальнейших исследованиях весенних перестроек циркуляции и для совершенствования существующих и разработки новых моделей стратосферной циркуляции, для разработки новых схем долгосрочного прогноза погоды на месяц и сезон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

При выполнении настоящей диссертационной работы получены следующие основные научные и практические результаты: а) Произведена объективная классификация весенних перестроек стратосферной циркуляции (10 гПа) за 46 лет (с 1958 по 2003 гг.) по сроку осуществления: ранние перестройки (до 6 апреля), средние (7 — 26 апреля) и поздние (после 27 апреля). б) Установлена степень влияния основных факторов весеннего прогрева полярной стратосферы на межгодовые колебания сроков весенней перестройки стратосферной циркуляции:

— ранние перестройки в 81% случаев осуществляются на спаде солнечной активности в 11-летнем циклепоздние перестройки в 67% случаев происходят при росте солнечной активности;

— ранние перестройки сопровождаются положительными аномалиями ОСО в приполярных районах северного полушария (15 — 20 е.Д.) — поздниеотрицательными аномалиями ОСО (-15, -20 е.Д.);

— ранним перестройкам предшествует усиленный МВО в стратосфере северного полушария в феврале, поздним — ослабленный. в) Оценена возможность прогноза срока весенней перестройки циркуляции в стратосфере северного полушария по данным о межгодовых изменениях чисел Вольфа в конце зимы (солнечная активность) и аномалиях МВО в феврале. Данные предикторы позволяют в феврале прогнозировать раннюю либо позднюю перестройку с вероятность около 80%. Средние по сроку перестройки прогнозу не поддаются. г) Установлены преобладающие типы ЭЦМ в тропосфере в марте — июне в годы ранних и поздних весенних стратосферных перестроек.

На ЕТР в годы ранних перестроек преобладает процесс вторжения арктических антициклонов, в годы поздних перестроек — выходы южных циклонов. д) Установлен преобладающий характер погоды в марте — июне на ЕТР в годы ранней и поздней весенней стратосферной перестройки:

— дефицит осадков и постепенное повышение аномалий температуры воздуха от отрицательных в марте — апреле до положительных в мае-июне при ранних перестройках;

— избыток осадков и постепенное уменьшение аномалий температуры воздуха от положительных в марте — апреле до отрицательных в мае-июне при поздних перестройках.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Громова, Г. Г.О двухлетней цикличности в сроках формирования летнего стратосферного антициклона Текст. /Г.Г. Громова, В. И. Князева // Метеорология и гидрология.-1964.-№ 6.С.35 — 38.
  2. , Д.А. Об определении смены типов циркуляции циркумполярного вихря в стратосфере Текст. / Д. А. Педь // Труды Гидрометцентра СССР. 1973 .-Вып. 115.-С.26−35.
  3. , И.Г. Об образовании и эволюции летнего стратосферного антициклона в северном полушарии Текст. / И. Г. Пчелко // Метеорология и гидрология.-1959.-№ 12.С.З -9.
  4. , А.И. Квазидвухлетняя цикличность весенне-летней циркуляции Атмосферы Текст. / А. И. Угрюмов // Труды Гидрометцентра СССР.-1971.-Вып.77.-82 с.
  5. , Э.Н. Природа и теория общей циркуляции атмосферы Текст. / Э. Н. Лоренц.-Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-259 с.
  6. , Е.А. Весенние перестройки циркуляции в стратосфере в 19 582 003 годах Текст. /Е.А. Бакулина, А. И Угрюмов // Ученые записки РГТМУ.-2008.-№ 5.С.25 -32.
  7. Пальмен, Э. Циркуляционные системы атмосферы Текст. / Э. Пальмен, Ч. Ньютон, -Л.: Гидрометеоиздат, 1973.-615 с. (Пер. с англ.)
  8. Pogoreltsev, A.I. Stratosphere-troposphere coupling: implication for prediction of anomalous weather regimes. Text./ A.I. Pogoreltsev, A.I.Ugrjumov//:Bejing, № 6−11 April 2009.
  9. Атмосфера Текст.: Справочник/ Под ред.Ю. С. Седунова. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-509 с.
  10. Ю.Кац, А. Л. Циркуляция в стратосфере и мезосфере Текст. / А. Л. Кац.-Л.: Гидрометеоиздат, 1968.-204 с. 1 l. Miers, В Л. Zonal wind reversal between 30 and 80 km over the south-western United States. Text. /В.1. Miers // Met. Mag.-1987.-№ 2. P.41−59.
  11. , Г. А. Метеорология верхней атмосферы Земли Текст. / Г. А. Кокина, С. С. Гайгерова.-Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-271 с.
  12. , Э.А. Изменчивость сроков весенних перестроек страто-мезосферной циркуляции Текст./Э.А.Лаутер, Д. А Тарасенко //Метеорология и гидрология.-1983.-№ 8.С.10 14.
  13. Tarasenko, D.A. Spring changeover of the middle stratosphere circulation compared with rocket wind data up to 80-km Text. / D.A. Tarasenko, E.A. Lauter // Weather.-1984.-Vol.lO.P.86 90.
  14. , Д.А. Сезонные условия погоды, связанные со сроками весенней смены циркуляции в стратосфере Текст. / Д. А. Педь // Труды Гидрометцентра СССР.-1973.-Вып. 120.-С.57 67.
  15. , Х.П. Общая циркуляция атмосферы Текст. / Х. П. Погосян.-Л.-Гидрометеоиздат, 1972.-394 с.
  16. Ebdon, R.A. A summer predictor? Text. / R. A Ebdon // Weather- 1966.-Vol.21, № 7.
  17. Wada, H. A study on the behaviour of the polar vortex and its application to long range weather forecasting Text./H.A.Wada//Geophysical Magazine.-1962.-Vo31,№ 2.
  18. Labitzke, K. The temperature in the upper stratosphere: differences between hemispheres Text. / K. Labitzke // Geophys. Res.- 1974.- №T5.P.2171 -2175.
  19. Labitzke, K. Beitrage zur Synoptik der Hochstratosphare Text. / K. Labitzke // Meteorologische Abhandungen, 1962.-Vol. 28, № 1.
  20. , C.T. Предвестники сезонов в нижней стратосфере Текст. / С. Т. Пагава // Метеорология и гидрология.-1965.-№ 9.
  21. , С.Т. Основы сезонных прогнозов погоды Текст. / С. Т. Пагава.-Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
  22. , С.Т. Основы синоптического метода долгосрочных прогнозов погоды малой заблаговременности Текст. / С. Т. Пагава.-Л.: Гидрометеоиздат, 1946.
  23. , R.A. 100-mb temperature and counter patterns (January to April 1962 and 1964). Text. / R.A. Ebdon // Weather.-1965.-Vol.20, № 3.
  24. Poulter, R.M. The next few summers in London Text./ R.M. Poulter II-Weather.-1962.- August.
  25. , X.X. Учет особенностей циркуляции в нижней стратосфере погоды Текст. / Х. Х. Рафилова //- Метеорология и гидрология.- 1968.- № 6. С.33−38.
  26. , Х.Х. Учет особенностей циркуляции в нижней стратосфере и возможности подбора одного года-аналога для составления прогноза погоды по территории СССР Текст. / Х. Х. Рафилова // Труды Гидрометцентра СССР.-1968.-Вып.23.С.54 73.
  27. , Д.А. Структура и циркуляция стратосферы и мезосферы северного полушария Текст./Д.А.Тарасенко.-Л.:Гидрометеоиздат, 1988.-287 с.
  28. , Д.А. 27-дневные колебания индекса циркуляции Текст. / Д. А. Тарасенко, Р. А. Бритвина // Труды ЦАО.-1986.-Вып.166.-С.73 77.
  29. Landsberg, Н.Е. Surface sing of the biennial atmospheric pulse. Text. / H.E. Landsberg, et al. // Rev.Mon.Wea. 1963 .-Vol 91, № 10 — 12.
  30. Johnson, K. W. Temperature and height variability in the middle and upper stratosphere during 1964−1966 as determined from constant pressure charts Text./ K. W. Johnson, M. E Gelman,. Mon. Weather, Rev.-1968.-Vol. 96, № 6.
  31. , Д.А. Некоторые вопросы сруктуры тропопаузы Текст. / Д.А. Тарасенко// Труды ЦАО.-1962.-ВЫП.41, С.67−81.
  32. Монин, А. С. История климата Текст. / А. С. Монин, А.С., Шишков Ю.А.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.
  33. Mitchel, J.M. History and mechanics of climate. Text. / J.M. Mitchel // -New York, 1980
  34. Наш будущий климат Текст. .-Женева, Швейцария: ВМО.- 2003 .-№ 952.
  35. А. И. Современные изменения климата Санкт-Петербурга и колебания циркуляции атмосферы Текст./ А. И. Угрюмов, Н. В. Харькова // Метеорология и гидрологии.-2008.-№ 1 .С.24 30.
  36. , Е.П. Летопись необычайных явлений природы за 2.5 тысячелетия Текст. / Е. П. Борисенков, В. М. Пасецкий. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.
  37. Климат России Текст. / Под ред. Н. В. Кобышевой.-СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.-655с.
  38. , Ю.И. Цикличность и прогнозы солнечной активности Текст. /Ю.И. Витинский,.- Л.:Издательство «Наука», 1973, — 257 с
  39. , Д.Р. Солнце, погода и климат Текст. / Д. Р. Герман, Р. А. Голдберг.- Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-319 с.
  40. , Э. Спокойное Солнце Текст. / Э. Гибсон.- М.: Мир, 1977.
  41. , С.Б. Солнце. Текст. / С. Б. Пикельнер.- М.: Популярные лекции по астрономии вып. 11 государственное физматгиз, 1961.-83 с.
  42. , М.С. Солнечная активность и ее земные проявления. Текст. / М. С. Эйгенсон, М. Н. Гневышев, А. И. Оль, Б. М. Рубашев.-М, 1948.-323 с.
  43. , А.А. Многолетнее колебание атмосферной циркуляции и долгосрочные гидрометеорологические прогнозы.-JI.: Гидрометеоиздат, 1974.
  44. , А.А. Вертикальная структура, формирования и преобразования основных типов атмосферной циркуляции Текст. / А. А. Гире // Труды АНИИ.-1951.-Т.ЗЗ.
  45. , Г. А. Атмосферный озон Текст./ Г. А. Кокина.-М.:Гидрометеоиздат, 1990.-253 с.
  46. , И.А. Атмосферный озон Текст./ И. А. Прокофьева.-Л.: Издательство АНСССР.-1951.-232 с.
  47. , Г. П. Суммарный озон в атмосфере Текст./ Г. П. Гущин, Виноградова Н.Н.-Л.: Гидрометеоиздат, -1983.-273 с.
  48. , Г. П. Атмосферный озон Текст./Г.П. Гущин, A.M. Шаламянский.-Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-157 с.
  49. , А. X. Физика атмосферного озона Текст./ А. X. Хргиан.-Л.: Гидрометеоиздат, 1973.-289 с.
  50. Bojkov, R. D. Total ozone changes over Eurasia since 1973 based on reevaluted filter ozonometer data Text./ R. D. Bojkov, V.E. Fioletov and A.M. Shalamjansky. J., Geophys. Res.- 1994, vol. 99.
  51. Гущин, Г. П Озон и аэросиноптические условия в атмосфере. Текст./ Г. П. Гущин.-JL: Гидрометеоиздат. -1964.
  52. , JI.P. Влияние вариаций концентрации озона на термический режим атмосферы.-JI.:Гидрометиздат.-1974.
  53. , О.А. Климатология Текст./ О. А. Дроздова .-J1.: Гидрометеоиздат,-1989.-484 с.
  54. , А. М. Пространственно-временная структура поля озона в границах воздушных масс, Текс./ A.M. Шаламянский// Труды 6 всесоюзного симпозиума, Л.- 1985 г., 1987, с. 230 -237
  55. Willett, Н.С. The relationship of total atmospheric ozone to the sunspot cycle Text./ H.C. Willett // J.Geophys.- 1962.-Res.67. P.661−670.
  56. Angell, J.L.Quasi-biennial and long-term fluctuation in-total ozone Text./ J.L. Angell, J. Korshover. Monthly Weather.-1973.- Rev.101.- 426 p.
  57. Angell, J. L Global analysis of recent total-ozone Fluctuations Text./ J.L. Angell, J. Korshover// NOAA Air Resources Laboratories.-1975.-P.56 584.
  58. Chamberlain, J.W. Amechanism for inducing climatic variation through the stratosphere: screening of cosmic rays by solar and terrestrial magnetic fields Text. /Chamberlain J.W.-1977.-Sci.34. 737 p.
  59. Ruderman, M.A. origin of the sunspot modulation of ozone: its implication for stratospheric NO injection. Text./ M.A.Ruderman, J.W.Chamberlain // Planet space.- 1975.-Sci 23.-P.247 268.
  60. Chrisie, A.D. Secular or cycle change in ozone Text. /A.D. Chrisie //Pure Appl.-Geophys.-1973
  61. , А.С. О макротурбулентном обмене в земной атмосфере. Текст./А.С.Монин // Изв АН СССР, сер. Геофиз.-1956.
  62. , Т.П. Озон и некоторые особенности атмосферной циркуляции Текст. / Г. П Гущин // Труды ГГО.-1962.-Вып.134.-235 с.
  63. , Д.Л. Типовые свойства общей циркуляции атмосферы в северном полушарии и индекс циркуляции Текст. / Д. Л. Дзердзеевский. А. С. Монин // Изв. АН СССР.-1954.-№ 6.
  64. , Д.Л. Материалы метеорологических исследований Текст. / Д. Л. Дзердзеевский.-М.: «Наука» 1965−240 с.
  65. , Д.Л. Общая циркуляция атмосферы и климат Текст. / Д. Л. Дзердзеевский.-М.: Избрааные труды. «Наука», 1975.-285 с.
  66. Дзердзеевский, Д. Л. Циркуляционные схемы сезонов года в северном полушарии Текст. / Д. Л. Дзердзеевский. // Изв. АН СССР.-1957.-№ 1.
  67. Пагава, С. Т Об использовании данных наблюдений в стратосфере при анализе естественных синоптических сезонов Текст. / С. Т. Пагава // Метеорология и гидрология.- 1964.- № 11.-С.23 26.
  68. Кац, А. Л Формирование крупных аномалий температуры воздуха на территории СССР. Текст./А.Л. Кац // Труды ЦИПа.-1957.-Вып.41 (76).
  69. Кац, А.Л. О продолжительности естественных синоптических периодов за 1938- 1948 гг. Текст. / А. Л. Кац, В. Г. Семенов // Метеорология и гидрология-1950.-№ З.С.20 33.
  70. Кац, А. Л. Сезонные изменения общей циркуляции атмосферы и долгосрочные прогнозы Текст. / А. Л. Кац.-Л.: Гидрометеоиздат, 1960.-207 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!