Квазидвухлетние колебания
Квазидвухлетнее колебание ( QBO ) — квазипериодическое колебание экваториального зонального ветра между восточными и западными ветрами в тропической стратосфере со средним периодом от 28 до 29 месяцев. Переменные режимы ветра развиваются в верхней части нижней стратосферы и распространяются вниз со скоростью около 1 км (0,6 мили) в месяц, пока не рассеиваются в тропопаузе . Нисходящее движение восточных ветров обычно более нерегулярное, чем движение западных. Амплитуда восточной фазы примерно в два раза превышает амплитуду западной фазы. В верхней части вертикальной области QBO преобладают восточные ветки, а внизу с большей вероятностью встречаются западные ветры. На уровне 30 мб , что касается среднемесячных зональных ветров, самый сильный зарегистрированный восточный ветер составил 29,55 м/с в ноябре 2005 года, тогда как самый сильный зарегистрированный западный ветер составил всего 15,62 м/с в июне 1995 года.
Теория
[ редактировать ]В 1883 году извержение Кракатау привело к визуальному отслеживанию последующего вулканического пепла в стратосфере. Это визуальное отслеживание привело к открытию восточных ветров на высоте от 25 до 30 км над поверхностью. Ветры тогда назывались восточными ветрами Кракатау. В 1908 году воздушные шары, запущенные над озером Виктория в Африке, зафиксировали западные ветры на стратосферных уровнях атмосферы . В то время считалось, что эти результаты противоречат выводам 1883 года. [1] Великобритании обнаружили, что ветры, которые впоследствии стали известны как QBO, колеблются между западными и восточными направлениями Однако в 1950-х годах исследователи Метеорологического управления . [2] Причина этих ветров QBO некоторое время оставалась неясной. Радиозондовые зондирования показали, что ее фаза не связана с годовым циклом , как это имеет место для многих других моделей стратосферной циркуляции. признали В 1970-х годах Ричард Линдзен и Джеймс Холтон , что периодическое изменение направления ветра вызывается атмосферными волнами, исходящими из тропической тропосферы , которые поднимаются вверх и рассеиваются в стратосфере за счет радиационного охлаждения . Точная природа волн, ответственных за этот эффект, активно обсуждалась; однако в последние годы гравитационные волны стали рассматриваться как основной фактор, и QBO теперь моделируется во все большем числе климатических моделей. [3] [4] [5]
Эффекты
[ редактировать ]Эффекты QBO включают смешивание стратосферного озона вторичной циркуляцией, вызванной QBO, изменение муссонных осадков и влияние на стратосферную циркуляцию зимой в северном полушарии (частично опосредованное изменением частоты внезапных стратосферных потеплений ). Восточные фазы QBO часто совпадают с более внезапными стратосферными потеплениями, более слабым струйным течением в Атлантике и холодными зимами в Северной Европе и на востоке США. Напротив, западные фазы QBO часто совпадают с мягкой зимой на востоке США и сильным атлантическим климатом. реактивное течение с мягкой и влажной зимой в Северной Европе. [6] Кроме того, было показано, что QBO влияет на частоту ураганов во время сезонов ураганов в Атлантике. [7] Также было проведено исследование по изучению возможной связи между ENSO ( Эль-Ниньо – Южное колебание ) и QBO. [8]
Наблюдение за QBO с помощью метеозондов.
[ редактировать ] |
Свободный университет Берлина предоставляет набор данных QBO, включающий радиозондовые наблюдения с острова Кантон , Гана и Сингапура . На графике ниже показано QBO в 1980-е годы.
Недавние наблюдения
[ редактировать ]Первое значительное наблюдаемое отклонение от нормального КДК с момента его открытия в начале 1950-х годов было отмечено начиная с февраля 2016 г., когда переход к восточным ветрам был нарушен неожиданно образовавшейся новой полосой западных ветров. Отсутствие надежного цикла QBO лишает прогнозистов ценного инструмента. Поскольку QBO оказывает сильное влияние на Североатлантическое колебание и, следовательно, на погоду в Северной Европе, ученые предположили, что предстоящая зима в этом регионе может быть более теплой и бурной. [9] [10] [11] Ученые НАСА проводят исследования, чтобы проверить, может ли быть связано с этим чрезвычайно сильное Эль-Ниньо 2014–2016 годов , изменение климата или какой-либо другой фактор. Они пытаются определить, является ли это событием, которое случается раз в поколение, или признаком изменения климата. [12]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роли, Роберт В.; Вега, Энтони Дж. (2012). Климатология . Издательство Джонс и Бартлетт. п. 229. ИСБН 9781449655914 .
- ^ Грейстоун, П. (1959). «Дискуссия метеорологического бюро по тропической метеорологии». Метр. Маг . 88 : 117.
- ^ Такахаши, М. (1996). «Моделирование стратосферного квазидвухлетнего колебания с использованием модели общей циркуляции». Геофиз. Рез. Летт . 23 (6): 661–4. Бибкод : 1996GeoRL..23..661T . дои : 10.1029/95GL03413 .
- ^ Скайф, А.А.; Бутчарт, Н.; Уорнер, CD; Стейнфорт, Д.; Нортон, В.; Остин, Дж. (2000). «Реалистичные квазидвухлетние колебания в моделировании глобального климата». Геофиз. Рез. Летт . 27 (21): 3481–4. Бибкод : 2000GeoRL..27.3481S . дои : 10.1029/2000GL011625 . S2CID 129296437 .
- ^ Джорджетта, М.; Манзини, Э.; Рокнер, Э. (2002). «Воздействие квазидвухлетних колебаний широким спектром атмосферных волн». Геофиз. Рез. Летт . 29 (8): 861–4. Бибкод : 2002GeoRL..29.1245G . дои : 10.1029/2002GL014756 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-027C-1 . S2CID 28289267 .
- ^ Эбдон, РА (1975). «Квазидвухлетние колебания и их связь с моделями тропосферной циркуляции». Метр. Маг . 104 : 282–297.
- ^ Грей, Уильям М. (1984). «Периодичность сезонных ураганов в Атлантике. Часть I: Влияние Эль-Ниньо и квазидвухгодичных колебаний 30 МБ» . Ежемесячный обзор погоды . 112 (9): 1649–1668. Бибкод : 1984MWRv..112.1649G . doi : 10.1175/1520-0493(1984)112<1649:ashfpi>2.0.co;2 .
- ^ Маруяма, Т.; Цунеока, Ю. (1988). «Аномально короткая продолжительность фазы восточного ветра QBO на высоте 50 гПа в 1987 году и ее связь с явлением Эль-Ниньо» . Журнал Метеорологического общества Японии . Серия II. 66 (4): 629–634. дои : 10.2151/jmsj1965.66.4_629 .
- ^ Мейсон, Бетси (07 сентября 2016 г.). «Беспрецедентное нарушение ритма атмосферы предвещает дождливую зиму для Европы» . Наука . дои : 10.1126/science.aah7277 . Проверено 9 сентября 2016 г.
- ^ Ньюман, Пенсильвания; Кой, Л.; Поусон, С.; Лайт, ЛР (28 августа 2016 г.). «Аномальное изменение QBO в 2015–2016 годах» . Геофиз. Рез. Летт . 43 (16): 8791–7. Бибкод : 2016GeoRL..43.8791N . дои : 10.1002/2016GL070373 . S2CID 132411820 .
- ^ Оспри, Скотт М.; Бутчарт, Нил; Найт, Джефф Р.; Скайф, Адам А.; Гамильтон, Кевин; Ансти, Джеймс А.; Шенцингер, Верена; Чжан, Чуньси (23 сентября 2016 г.). «Неожиданное нарушение квазидвухлетних колебаний атмосферы» (PDF) . Наука . 353 (6306): 1424–7. Бибкод : 2016Sci...353.1424O . дои : 10.1126/science.aah4156 . hdl : 10125/43740 . ПМИД 27608666 . S2CID 44671549 .
- ^ Линч, Патрик (2 сентября 2016 г.), Странная вещь произошла в стратосфере
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Эндрюс, Дэвид Г.; Холтон, Джеймс Р.; Леови, Конвей Б. (1987). Динамика средней атмосферы . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-058576-2 .
- Болдуин, член парламента; Грей, Эл-Джей; Данкертон, Ти Джей; Гамильтон, К.; Хейнс, PH; Рэндел, WJ; Холтон-младший; Александр, MJ; Хирота, И.; Хориноути, Т.; Джонс, DBA (2001). «Квазидвухлетние колебания». Преподобный Геофиз . 39 (2): 179–229. Бибкод : 2001RvGeo..39..179B . CiteSeerX 10.1.1.144.305 . дои : 10.1029/1999RG000073 . S2CID 16727059 .