Казанский (Приволжский) федеральный университет

Термический режим в тропосфере, стратосфере и мезосфере северной полярной зоны в 1979–2019 гг.

Ю.П. Переведенцев, К.М. Шанталинский, Н.В. Исмагилов, В.В. Гурьянов, А.А. Николаев, Т.Р. Аухадеев

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2021.4.626-642

Для цитирования: Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Исмагилов Н.В., Гурьянов В.В., Николаев А.А., Аухадеев Т.Р. Термический режим в тропосфере, стратосфере и мезосфере северной полярной зоны в 1979–2019 гг. // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2021. – Т. 163, кн. 4. – С. 626–642. – doi: 10.26907/2542-064X.2021.4.626-642.

For citation: Perevedentsev Yu.P., Shantalinsky K.M., Ismagilov N.V., Guryanov V.V., Nikolaev A.A., Auhadeev T.R. Thermal regime in the troposphere, stratosphere, and mesosphere of the northern polar zone in 1979–2019. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2021, vol. 163, no. 4, pp. 626–642. doi: 10.26907/2542-064X.2021.4.626-642. (In Russian)

Аннотация

В статье рассмотрены изменения термического режима в тропосфере, стратосфере и мезосфере северной полярной зоны (68–90? с. ш.) в период 1979–2019 гг. на базе данных о температуре воздуха и геопотенциале. Оценивались средние значения температуры воздуха, средние квадратические отклонения, нормированные аномалии и линейные тренды температуры, низкочастотные компоненты до высоты 80 км. Анализ полученных статистических характеристик позволил оценить интенсивность потепления климата в арктической тропосфере и похолодания в стратосфере и мезосфере, выявить корреляционные связи между соседними уровнями. Рассмотрены особенности весенних перестроек циркуляции стратосферы в зависимости от солнечной активности и внезапных стратосферных потеплений в условиях полярной ночи. Показано, что Арктическая осцилляция наиболее эффективно воздействует на температуру воздуха нижней стратосферы в зимний период.

Ключевые слова: температура воздуха, линейный тренд, корреляционная зависимость, северная полярная зона, Арктика, весенняя перестройка циркуляции

Благодарности. В работе использована информация Copernicus Climate Change Service (2019).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 18-05-00721, 18-45-160006 и 20-55-00014).

Литература

Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley (Eds.). – Cambridge; N. Y.: Cambridge Univ. Press, 2013. – 1535 p.
Serreze M.C., Barrett A.P., Cassano J.J. Circulation and surface controls on the lower tropospheric air temperature field of the Arctic // J. Geophys. Res.: Atmos. – 2011. – V. 116, No D7. – Art. D07104, P. 1–20. – doi: 10.1029/2010 JD015127.
Alekseev G., Kuzmina S., Bobylev L., Urazgildeeva A., Gnatiuk N. Impact of atmospheric heat and moisture transport on the Arctic warming // Int. J. Climatol. – 2019. – V. 39, No 8. – P. 3582–3592. – doi: 10.1002/joс.6040.
Cullather R.I., Lim Y.K., Boisvert L.N., Brucker L., Lee J.N., Nowicki S.M. Analysis of the warmest Arctic winter, 2015–2016 // Geophys. Res. Lett. – 2016. – V. 43, No 20. – P. 10808–10816. – doi: 10.1002/2016 GL 071228.
Переведенцев Ю.П., Гурьянов В.В., Шанталинский К.М., Аухадеев Т.Р. Динамика тропосферы и стратосферы в умеренных широтах Северного полушария и современные изменения климата в Приволжском федеральном округе. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2017. – 186 с.
Переведенцев Ю.П., Васильев А.А., Шанталинский К.М., Гурьянов В.В. Климатические изменения приземных полей атмосферного давления и температуры воздуха в умеренных широтах Северного полушария // Метеорология и гидрология. – 2017. – № 7. – С. 81–93.
Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Васильев А.А., Гурьянов В.В. Термический режим в тропосфере, стратосфере и нижней мезосфере Северного полушария в 1979–2016 гг. // Метеорология и гидрология. – 2019. – № 8. – С. 5–20.
Верещагин М.А., Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Тудрий В.Д. Факторный анализ многолетней динамики глобального термического режима приземного слоя воздуха. // Изв. РАН. Сер. геогр. – 2004. – №. 5. – С. 34–41.
Ермолаев О.П., Котляков В.М., Переведенцев Ю.П., Селивановская С.Ю. Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследований // Изв. РАН. Сер. геогр. – 2009. – № 6. – С. 119–122.
Mohanakumar K. Stratosphere-Troposphere Interactions. – N. Y.: Springer, 2008. – 416 p.
Варгин П.Н., Юшков В.А., Хайкин С.М., Цветкова Н.Д., Кострыкин С.В., Володин Е.М. Изменение климата и средняя атмосфера – вопросов все больше // Вестн. РАН. – 2010. – Т. 80, № 2. – С. 114–124.
Варгин П.Н., Володин Е.М., Карпенко А.Ю., Погорельцев А.И. О стратосферно-тропосферных взаимодействиях // Вестн. РАН. – 2015. – Т. 85, № 1. – С. 39–46. – doi: 10.7868/S0869587315010181.
Зюляева Ю.А., Жадин Е.А. Анализ трехмерных потоков Элиассена – Пальма в нижней стратосфере // Метеорология и гидрология. – 2009. – № 8. – С. 5–14.
Jadin E.A., Wei K., Zyulyaeva Yu.A., Chen W., Wang L. Stratospheric wave activity and the Pacific Decadal Oscillation // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2010. – V. 72, No 16. – P. 1163–1170. – doi: 10.1016/j.jastp.2010.07.009.
Варгин П.Н., Володин Е.М. Анализ воспроизведения динамических процессов в стратосфере климатической моделью ИВМ РАН // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2016. – Т. 52, № 1. – С. 3–18. – doi: 10.7868/S0002351515060139.
Savenkova E.N., Kanukhina A.Yu., Pogoreltsev A.I., Merzlyakov E.G. Variability of the springtime transition date and planetary waves in the stratosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2012. – V. 90–91. – P. 1–8. – doi: 10.1016/j.jastp.2011.11.001.
Варгин П.Н., Кострыкин С.В., Ракушина Е.В., Володин Е.М., Погорельцев А.И. Исследование изменчивости дат весенних перестроек циркуляции стратосферы и параметров стратосферного полярного вихря в Арктике по данным моделирования и реанализа // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2020. – Т. 56, № 5. – С. 526–539. – doi: 10.31857/S0002351520050119.
Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Аухадеев Т.Р., Исмагилов Н.В., Занди Р. О влиянии макроциркуляционных систем на термобарический режим Приволжского федерального округа // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2014. – Т. 156, кн. 2. – С. 156–169.
Zhou S., Miller A.J., Wang J., Angell J.K. Trends of NAO and AO and their associations with stratospheric processes // Geophys. Res. Lett. – 2001. – V. 28. – P. 4107–4110. – doi: 10.1029/2001GL013660.
Guryanov V.V., Eliseev A.V., Mokhov I.I., Perevedentsev Yu.P. Wave activity and its changes in the troposphere and stratosphere of the Northern Hemisphere in winters of 1979–2016 // Izv., Atmos. Oceanic Phys. – 2018. – V. 54, No 2. – P. 114–126. – doi: 10.1134/S0001433818020093.

Поступила в редакцию

19.01.2021

Переведенцев Юрий Петрович, доктор географических наук, заведующий кафедрой метеорологии, климатологии и экологии атмосферы

Казанский (Приволжский) федеральный университет