THE DIFFERENCE IN THE PROGNOSTIC POTENTIAL OF TROPOSPHERIC PREDICTORS OF STRATOSPHERIC SUDDEN WARMING IN DIFFERENT PHASES OF ENSO ACCORDING TO IDEALIZED NUMERICAL EXPERIMENTS

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The stratospheric dynamic and its variability play one of the key roles in the tasks of weather forecasting on a sub-seasonal scale in winter season in the Northern Hemisphere. The stratospheric influence on tropospheric dynamics is most pronounced during sudden stratospheric warming (SSW), when in many cases it is possible to trace the spread of dynamic disturbances from the stratosphere to the underlying troposphere, down to the Earth’s surface. Therefore, a more complete understanding of the formation of SSW events will assist to clarify the forecast of anomalies of synoptic activity with an advance time of 10 to 30 days. In this paper based on the data of idealized numerical modeling we analyze the differences in the characteristics of the stratospheric polar vortex (SPV), such as the intensity and frequency of the SSW at different phases of the El Niño – Southern Oscillation (ENSO). The results of the study allow to explain the mechanisms of formation of these differences and show that the predictability of SSW in El Niño conditions is higher than in La Niña conditions.

作者简介

A. Panasik

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: panasik.av@phystech.edu
Dolgoprudny, Russia

Yu. Zyulyaeva

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences;HSE University

Moscow, Russia; Moscow, Russia

D. Sobaeva

Moscow Institute of Physics and Technology; Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia

S. Gulev

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

参考

  1. Антохина О.Ю., Гочаков А.В., Зоркальцева О.С., Антохин П.Н., Кручиатников В.Н. Опрокидывание волн Россби в стратосфере. Часть I. Климатология и долговременная изменчивость // Оптика атмосферы и океана. 2024. Т. 37. № 5. С. 415–422. https://doi.org/10.15372/AO020240509
  2. Мохов И.И. Аномальные зимы в регионах Северной Евразии в разных фазах явлений Эль-Нинью // ДАН. Науки о Земле. 2020. Т. 493. № 2. С. 93–98.
  3. Мохов И.И., Тимажев А.В. Оценки предсказуемости климатических аномалий в российских регионах в связи с явлениями Эль-Нинью // ДАН. 2015. Т. 464. № 6. С. 722–722.
  4. Коленникова М.А., Варuгин П.Н., Гущина Д.Ю. Влияние Эль-Нинью на стратосферу Арктики по данным моделей CMIP5 и реанализа // Метеорология и гидрология. 2021. № 6. С. 5–23.
  5. Baldwin M.P. et al. Sudden stratospheric warmings // Rev. Geophys. 2021. V. 59. № 1. e2020RG000708.
  6. Baldwin M.P., Dunkerton T.J. Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes // Science. 2001. V. 294. № 5542. P. 581–584.
  7. Baldwin M.P. et al. Stratospheric memory and skill of extended-range weather forecasts // Science. 2003. V. 301. № 5633. P. 636–640.
  8. Bell C.J. et al. Stratospheric communication of El Niño teleconnections to European winter // J. Climate. 2009. V. 22. № 15. P. 4083–4096.
  9. Brönnimann S. Impact of El Niño–southern oscillation on European climate // Rev. Geophys. 2007. V. 45. № 3. RG3003.
  10. Butler A.H. et al. A sudden stratospheric warming compendium // Earth Sys. Sci. 2017. V. 9. № 1. P. 63–76.
  11. Butler A.H. et al. Defining sudden stratospheric warmings // Bul. Am. Meteorol. Soc. 2015. V. 96. № 11. P. 1913–1928.
  12. Butler A.H., Polvani L.M. El Niño, La Niña, and stratospheric sudden warmings: A reevaluation in light of the observational record // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. № 13. L13807.
  13. Camp C.D., Tung K.K. Stratospheric polar warming by ENSO in winter: A statistical study // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. № 4. L04809.
  14. Chwat D. et al. Which sudden stratospheric warming events are most predictable? // J. Geophys. Res. Atmos. 2022. V. 127. № 18. e2022JD037521.
  15. Domeisen D.I.V. et al. Seasonal predictability over Europe arising from El Niño and stratospheric variability in the MPI-ESM seasonal prediction system // J. Clim. 2015. V. 28. № 1. P. 256–271.
  16. Domeisen D.I.V., Garfinkel C.I., Butler A.H. The teleconnection of El Niño Southern Oscillation to the stratosphere // Rev. Geophys. 2019. V. 57. № 1. P. 5–47.
  17. Garfinkel C.I., Hartmann D.L., Sassi F. Tropospheric precursors of anomalous Northern Hemisphere stratospheric polar vortices // J. Clim. 2010. V. 23. № 12. P. 3282–3299.
  18. Garfinkel C.I. et al. Why might stratospheric sudden warmings occur with similar frequency in El Niño and La Niña winters? // J. Geophys. Res. Atmos. 2012. V. 117. D19106.
  19. Garfinkel C.I., Hartmann D.L. Different ENSO teleconnections and their effects on the stratospheric polar vortex // J. Geophys. Res. Atmos. 2008. V. 113. D18114.
  20. Horel J.D., Wallace J.M. Planetary-scale atmospheric phenomena associated with the Southern Oscillation // Mon. Weath. Rev. 1981. V. 109. № 4. P. 813–829.
  21. Ineson S., Scaife A.A. The role of the stratosphere in the European climate response to El Niño // Nat. Geosci. 2009. V. 2. № 1. P. 32–36.
  22. Kidston J. et al. Stratospheric influence on tropospheric jet streams, storm tracks and surface weather // Nat. Geosci. 2015. V. 8. № 6. P. 433–440.
  23. Kistler R. et al. The NCEP–NCAR 50-year reanalysis: monthly means CD-ROM and documentation // Bul. Am. Meteorol. Soc. 2001. V. 82. № 2. P. 247–268.
  24. Knight J., Scaife A., Bett P.E. et al. Predictability of European Winters 2017/2018 and 2018/2019: Contrasting influences from SNAPSI nudging protocol description from Tropics and stratosphere // Atmos. Sci. Lett. 2021. V. 22. № 1. e1009.
  25. Kodera K., Mukougawa H., Itoh S. Tropospheric impact of reflected planetary waves from the stratosphere // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. № 16. L16806.
  26. Kolennikova M., Gushchina D. Revisiting the contrasting response of polar stratosphere to the Eastern and Central Pacific El Niños // Atmosphere. 2022. V. 13. № 5. 682.
  27. Manney G., Lawrence Z., Saniec M., Read W.G., Livesey N.J., Lambert A., Froidevaux L., Pumphrey H.C., Schwartz M.J. 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. № 18. P. 7808–7816.
  28. Matthias V., Kretschmer M. The influence of stratospheric wave reflection on North American cold spells // Mon. Weath. Rev. 2020. V. 148. № 4. P. 1675–1690.
  29. Mo K.C., Livezey R.E. Tropical-extratropical geopotential height teleconnections during the Northern Hemisphere winter // Mon. Weath. Rev. 1986. V. 114. № 12. P. 2488–2515.
  30. Nath D., Chen W., Zelin C., Pogoreltsev A.I., Wei K. Dynamics of 2013 Sudden Stratospheric Warming event and its impact on cold weather over Eurasia: Role of planetary wave reflection // Sci. Rep. 2016. V. 6. № 1. P. 24174
  31. Plumb R.A. On the three-dimensional propagation of stationary waves // J. Atmos. Sci. 1985. V. 42. № 3. P. 217–229.
  32. Rayner N.A. et al. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century // J. Geophys. Res. Atmos. 2003. V. 108. 4407.
  33. Reynolds R.W. et al. Daily high-resolution-blended analyses for sea surface temperature // J. Clim. 2007. V. 20. № 22. P. 5473–5496.
  34. Sassi F. et al. Effect of El Niño–Southern Oscillation on the dynamical, thermal, and chemical structure of the middle atmosphere // J. Geophys. Res. Atmos. 2004. V. 109. D17108.
  35. Smagorinsky J. The dynamical influence of large-scale heat sources and sinks on the quasi-stationary mean motions of the atmosphere // Quart. J.R. Met. Soc. 1953. V. 79. № 341. P. 342–366.
  36. Sobaeva D., Zyulyaeva Y., Gulev S. ENSO and PDO effect on stratospheric dynamics in Isca numerical experiments // Atmosphere. 2023. V. 14. № 3. 459.
  37. Taguchi M., Hartmann D.L. Increased occurrence of stratospheric sudden warmings during El Niño as simulated by WACCM // J. Clim. 2006. V. 19. № 3. P. 324–332.
  38. Vallis G.K. et al. Isca, v1. 0: A framework for the global modelling of the atmospheres of Earth and other planets at varying levels of complexity // Geosci. Model Dev. 2018. V. 11. № 3. P. 843–859.
  39. Van Loon H., Labitzke K. The Southern Oscillation. Part V: The anomalies in the lower stratosphere of the Northern Hemisphere in winter and a comparison with the quasi-biennial oscillation // Mon. Weather Rev. 1987. V. 115. № 2. P. 357–369.
  40. Waugh D.W., Sobel A.H., Polvani L.M. What is the polar vortex and how does it influence weather? // Bul. Am. Meteorol. Soc. 2017. V. 98. № 1. P. 37–44.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».