WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Были получены важные результаты, касающиеся механизма воздействия экваториальной QBO на возмущенность атмосферы внетропических широт. Увеличение уровня вихревой активности при Восточной фазе вследствие сдвига к северу линии нулевого зонального ветра, ограничивающей меридиональное распространение планетарных волн, имеет место в период установления зимней циркуляции. Во второй половине зимы наоборот, более высокий уровень вихревой/волновой активности отмечается в Западной фазе и сопровождается не ослаблением, а углублением Полярного вихря. Этот результат заставляет усомниться в возможности влияния экваториальной QBO посредством сдвига критической линии на установившуюся зимнюю циркуляцию и на внезапные стратосферные потепления.

В прикладном отношении к наиболее важным результатам относится выявление областей высокой корреляции вариаций вихревой активности и оптической нестабильности в тропиках и субтропиках нижней тропосферы и в умеренных широтах на более высоких уровнях на межгодовых масштабах времени, а также долговременных тенденций в изменении обеих характеристик. Оценки показали сильное возрастание за последние 20 лет оптической нестабильности и вихревой активности в умеренных и высоких широтах Южного полушария, что указывает на изменение характера циркуляции атмосферы в этом районе.

Обнаружены значимые корреляции между вихревой активностью и субтропическими антициклонами. Это указывает либо на эффект «накопления» барических аномалий вихрей, либо на активное влияние субтропических антициклонов на вихревую активность в тропиках и субтропиках – районах с благоприятным астроклиматом. Гипотеза тесной связи долговременных вариаций вихревой активности с океаническими центрами действия низкого давления не подтвердилась.

Основные результаты работы.

Построены и исследованы пространственные распределения оптической нестабильности земной атмосферы на различных уровнях тропосферы и в нижней стратосфере по данным архива NCEP/NCAR Reanalysis. В нижней тропосфере ОНЗА оказалась значительной в областях повышенной циклонической активности вблизи береговых линий и фронтальных зон. Это можно было ожидать, учитывая адвективный характер вариаций температуры в нижних слоях атмосферы. В верхней тропосфере и стратосфере более высокие значения ОНЗА отмечались в районах с неустойчивой циркуляцией вблизи струйных течений и в области Полярного вихря. Это указывает на повышенную роль вихревой активности в формировании ОНЗА.

Изучены пространственные распределения вихревой активности в тропосфере и стратосфере. Для оценки вихревой активности использован вихревой индекс, предложенный Wallace и Hsu. Распределения вихревой активности сопоставлены с распределениями ОНЗА. В нижней тропосфере различия существенны и обусловлены тем, что кроме вихревой активности для возникновения оптической нестабильности атмосферы необходимы горизонтальные градиенты температуры. На более высоких уровнях вариации температуры носят конвективный характер, и роль вихревой активности выше.

Учитывая большое значение вихревой активности в формировании температурных вариаций, исследованы распределения коэффициентов корреляции межгодовых вариаций ОНЗА и вихревой активности. В нижней тропосфере более высокий уровень связи отмечен в тропиках и субтропиках, т.е. там, где абсолютные значения ОНЗА не очень высоки и условия для астрономических наблюдений лучше, чем в умеренных широтах. В этих районах прогноз долговременных изменений ОНЗА можно строить на основе прогноза вихревой активности. В верхней тропосфере и стратосфере коэффициенты корреляции выше в умеренных широтах, там, где вихревая активность является основной причиной колебаний температуры.

Выполнена оценка долговременных тенденций изменений ОНЗА и вихревой активности. Наибольшие темпы возрастания обеих характеристик отмечены в Южном полушарии. Там же наиболее сильными являются и изменения общей циркуляции атмосферы. В Южном полушарии размещена сеть оптических инструментов, поэтому прогноз изменений астроклимата особенно важен.

Прогноз изменений вихревой активности представляет более сложную задачу, чем прогноз средних полей, и выполняется статистическими методами. Для их применения необходимо выявление объектов ОЦА, с которыми вихревая активность имела бы более тесную связь. В диссертации вариации вихревой активности были сопоставлены с вариациями среднего приземного барического поля, центрами действия атмосферы и основными модами колебаний циркуляции атмосферы – Арктической и Антарктической осцилляциями, летним Азиатским колебанием. Рассчитанные коэффициенты корреляции менялись в зависимости от сезона и географического положения региона. Необходимы дальнейшие исследования для выделения наиболее устойчивых и физически обоснованных связей.

Более детально были изучены связи между вихревой активностью и кольцевыми модами – Арктической и Антарктической осцилляциями. Эта задача имеет не только прикладное, но и фундаментальное значение, поскольку вихревая активность считается основным элементом раскачки колебаний. Полученные оценки поставили под сомнение эффективность данного механизма. Был найдена еще одна возможная причина раскачки кольцевых мод в низкочастотном диапазоне – крутильные колебания.

Важное значение имело исследование летнего Азиатского колебания. Корреляция этой моды с вихревой активностью оказалась невысокой, однако сделанные оценки позволили пролить свет на источник колебаний. Рассматривались два варианта – влияние ЭНЮК и раскачка в районе Циркумантарктической депрессии. Второй вариант оказался предпочтительнее, так как обладал более высокой теснотой связи с летним Азиатским колебанием и долговременными тенденциями изменения давления в восточном полушарии.

В рамках диссертации выполнено сопоставление вихревой активности в периоды высокой и низкой солнечной активности, при разных фазах QBO и в периоды с высоким и низким уровнем геомагнитной возмущенности. Из-за небольшой длины рядов надежность этих сравнений не очень высока. Можно говорить о том, что данные эффекты играют второстепенную роль в изменениях вихревой активности и не представляют интереса для прогноза долговременных астроклиматических изменений.

Исследования воздействия экваториальной QBO на возмущенность атмосферы показали, что во внетропических широтах увеличение уровня вихревой активности при Восточной фазе вследствие сдвига к северу линии нулевого зонального ветра имеет место в начале зимы. В конце зимы более высокий уровень вихревой/волновой активности отмечается в Западной фазе. Это позволяет усомниться в возможности влияния экваториальной QBO посредством данного механизма на установившуюся внетропическую зимнюю циркуляцию, а также на внезапные стратосферные потепления.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Е.В. Девятова, В.И. Мордвинов, А.С. Иванова, И.В. Латышева. Связь межгодовых вариаций приземного давления в Азии с явлением Эль-Ниньо и изменениями циркуляции в Южном полушарии. Оптика атмосферы и океана. - 2005. - 18. - №8. - с.688-693.

2. A.A.Fomenko, V.I.Mordvinov, S.I.Molodykh, E.V.Devyatova, A.S.Ivanova, I.V.Latysheva, Comparison of the atmospheric response to sea surface temperature anomalies according to observations and model simulations, Bull. NCC. Ser. Num. Model.

Atmosph., Ocean and Environment Studies – 2005. - Iss. 10 - Р. 1-10.

3. В.И. Мордвинов, А.С. Иванова, Е.В. Девятова. Геомагнитная активность и общая циркуляция атмосферы. «Солнечно-земная физика». Вып.10 (2007), с.16-24.

4. В.И. Мордвинов, А.С. Иванова, Е.В. Девятова. Связь межгодовых вариаций арктического и антарктического колебаний с характеристиками вихревой и волновой активности. «Метеорология и гидрология», №8 (2008), с.20-36.

5. Е.В. Девятова, П.Г. Ковадло, В.И. Мордвинов. Пространственная структура и долговременные изменения оптической нестабильности атмосферы по данным NCEP/NCAR Reanalysis. «Оптика атмосферы и океана», 21, № 12 (2008), с.1043-1049.

6. В.И. Мордвинов, А.С. Иванова, Е.В. Девятова. Возбуждение Арктической осцилляции крутильными колебаниями. «Оптика атмосферы и океана», 22, №2 (2009), с.193-200.

7. Е.В.Девятова, В.И.Мордвинов, А.С.Иванова, И.В.Латышева, Долговременные изменения вариаций приземного барического поля в Северном полушарии по данным NCEP/NCAR Reanalysis, Современные проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения. Сб. научных статей. Иркутск, 2004. с. 101-108.

8. В.И.Мордвинов, А.С.Иванова, Е.В.Девятова. Арктическая осцилляция и тропосферно-стратосферные взаимодействия. «Солнечно-земная физика». Вып.10 (2007), с.106-112.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»