РАЗЛИЧИЕ В ПРОГНОСТИЧЕСКОМ ПОТЕНЦИАЛЕ ТРОПОСФЕРНЫХ ПРЕДИКТОРОВ ВНЕЗАПНЫХ СТРАТОСФЕРНЫХ ПОТЕПЛЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫЕ ФАЗЫ ЭНЮК ПО ДАННЫМ ИДЕАЛИЗИРОВАННЫХ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Динамика стратосферы и ее изменчивость играют одну из ключевых ролей в задачах прогноза погоды на субсезонном масштабе в зимний период в Северном полушарии. Наиболее ярко стратосферное влияние на тропосферную динамику проявляется во время внезапных стратосферных потеплений (ВСП), когда во многих случаях можно проследить распространение динамических возмущений из стратосферы в нижележащую тропосферу, вплоть до поверхности Земли. Поэтому более полное понимание формирования событий ВСП поможет уточнить прогноз аномалий синоптической активности с заблаговременностью от 10 до 30 сут. В работе на данных идеализированного численного моделирования проведен анализ различий в характеристиках стратосферного полярного вихря (СПВ), таких как интенсивность и частота повторяемости ВСП, при различных фазах Эль-Нинью – Южного колебания (ЭНЮК). Результаты исследования позволили объяснить механизмы формирования данных различий и показать, что предсказуемость ВСП в условиях Эль-Нинью выше, чем в условиях Ла-Нинья.

Об авторах

А. В. Панасик

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: panasik.av@phystech.edu
Долгопрудный, Россия

Ю. А. Зюляева

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН; Высшая школа экономики

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. А. Собаева

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Долгопрудный, Россия; Москва, Россия

С. К. Гулев

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).