On the spatial localization of atmospheric jet stream cores

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Tropopause-level jet streams are an integral part of the atmospheric general circulation and play a role in the formation of the Earth's weather and climate, and are also an object of continuous monitoring for aviation weather services of all countries. The initial and important stage of exploration jet streams includes reliable determination of their characteristics, the main ones being the latitudinal position and intensity. A simple and universal method for identifying the jet stream core in three-dimensional space containing wind data at nodes with a regular grid is proposed. The searching algorithm of wind speed maxima related to the core of the jet stream takes into account areas with a jet deviation from the west-east direction through the ratio of the zonal component of the wind speed to its absolute value. Using reanalysis fields, the position of the Northern Hemisphere jet stream cores is given at one of the synoptic hour with estimates of the intensity of individual sections of the jet. To analyze and identify differences in jet stream regimes, latitude-longitude and latitude-altitude frequency distributions were constructed for December 2010 and 2020. It is shown that three-dimensional analysis, in particular, identifying cores in highly curved sections of jet streams, allows for a more detailed determination of characteristics such as branching, merging, degree of meandering, and intensity.

About the authors

E. A. Bezotecheskaya

Obukhov Institute of Atmospheric Physics; Arctic and Antarctic Research Institute

Email: eabezotecheskaya@aari.ru
Moscow, Russia; Saint-Petersburg, Russia

References

  1. Пальмен Э., Ньютон Ч. Циркуляционные сиситемы атмосферы / Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 615 с.
  2. Воробьев В.И. Струйные течения в высоких и умеренных широтах. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 234 с.
  3. Погосян Х.П. Струйные течения в атмосфере. М.: Гидрометеоиздат, 1960. 183 с.
  4. Galfi V.M., Messori G. Persistent anomalies of the North Atlantic jet stream and associated surface extremes over Europe // Environmental Research Letters. 2023. V. 18. № 2. P. 024017.
  5. Woollings T., Hannachi A., Hoskins B. Variability of the North Atlantic eddy-driven jet stream // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2010. V. 136. P. 856–868.
  6. Безотеческая Е.А., Чхетиани О.Г., Мохов И.И. Изменчивость струйных течений в атмосфере Северного полушария в последние десятилетия (1980–2021 гг.) // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2023. Т. 59. № 3. C. 265–274.
  7. Archer C.L., Caldeira K. Historical trends in the jet streams // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. P. L08803.
  8. Pena-Ortiz C., Gallego D., Ribera P. et al. Observed trends in the global jet stream characteristics during the second half of the 20th century // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2013. V. 118. № 7. P. 2702–2713.
  9. Шакина Н.П., Иванова А.Р. Прогнозирование метеорологических условий для авиации: научно-методическое пособие. Гидрометеорологический научно-исследовательский центр РФ. М.: Триада ЛТД, 2016. 312 с.
  10. Всемирная метеорологическая организация. Международный метеорологический словарь. Секретариат ВМО, 1992. 784 с.
  11. Strong C., Davis R. The surface of maximum wind as an alternative to the isobaric surface for wind climatology // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. P. L04813.
  12. Kern M., Hewson T., Sadlo F. et al. Robust detection and visualization of jet stream core lines in atmospheric flow // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 2017. V. 24. № 1. P. 893–902.
  13. Keel T., Brierley C., Edwards T. jsmetrics v 0.2.0: a Python package for metrics and algorithms used to identify or characterise atmospheric jet streams // Geoscientific Model Development. 2024. V. 17. P. 1229–1247.
  14. Japan Meteorological Agency. JRA-55: Japanese 55-year reanalysis, monthly means and variances. Research Data Archive at the National Center for Atmospheric Research, Computational and Information Systems Laboratory [data set]. Accessed December 12, 2024.
  15. Витязев В.В. Вейвлет-анализ временных рядов: учебное пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. 58 с.
  16. Krishnamurti T.N. The subtropical jet stream of winter // Journal of the Atmospheric Sciences. 1961. V. 18. P. 172–191.
  17. Koch P., Wernli H., Davies H. An Event-based jet-stream climatology and typology // International Journal of Climatology. 2006. V. 26. P. 283–301.
  18. Christenson C.E., Martin J.E., Handlos Z.J. A synoptic climatology of Northern Hemisphere, cold season polar and subtropical jet superposition events // Journal of Climate. 2017. V. 30. P. 7231–7246.
  19. Kuang X., Zhang Y., Huang Y. et al. Spatial differences in seasonal variation of the upper-tropospheric jet stream in the Northern Hemisphere and its thermal dynamic mechanism // Theoretical and Applied Climatology. 2014. V. 117. P. 103–112.
  20. Harnik N., Galanti E., Martius O. et al. The anomalous merging of the African and North Atlantic jet streams during the Northern Hemisphere winter of 2010 // Journal of Climate. 2014. V. 27. P. 7319–7334.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».