Арктические колебания

Арктическое колебание ( АО ) или Северная кольцевая мода / Кольцевая мода Северного полушария ( NAM ) — это погодное явление на арктическом полюсе к северу от 55 градусов широты. Это важный режим изменчивости климата Северного полушария. Аналог южного полушария называется антарктическим колебанием или южной кольцевой модой (SAM). Индекс меняется во времени без определенной периодичности и характеризуется несезонными аномалиями давления на уровне моря одного знака в Арктике, уравновешиваемыми аномалиями противоположного знака с центром около 37–45° с.ш. ^{[ 1 ]}

Североатлантическое колебание (САК) является близким родственником арктического колебания. Ведутся споры о том, является ли тот или иной более фундаментальным показателем динамики атмосферы. САК можно идентифицировать более физически значимым способом, что может оказать большее влияние на измеримые последствия изменений в атмосфере. ^{[ 2 ]}

Описание

Схема нагружения Арктического колебания ^{[ 3 ]}

Арктические колебания выглядят как кольцевая (или «кольцевая») картина аномалий давления на уровне моря с центрами на полюсах. Наличие континентов и крупных массивов суши нарушает кольцевую структуру на Арктическом полюсе, в то время как аномалии, окружающие Антарктический полюс, имеют почти круглую форму.

Климатологи полагают, что арктические колебания причинно связаны с глобальными погодными условиями (и, таким образом, частично предсказывают их) . Климатолог НАСА Джеймс Э. Хансен объяснил механизм, с помощью которого арктические колебания влияют на погоду в таких точках, как ^{[ нужны разъяснения ]} удалены от Арктики следующим образом (заметим, однако, что объяснение Хансена ошибочно: давление в Арктике низкое в положительной фазе АО, конфигурация которой также усиливает реактивное течение):

Степень проникновения арктического воздуха в средние широты связана с индексом АО, который определяется характером приземного атмосферного давления. Когда индекс АО положителен, в полярной области высокое приземное давление. Это помогает реактивному течению в средних широтах сильно и последовательно дуть с запада на восток, таким образом удерживая холодный арктический воздух в полярном регионе. Когда индекс АО отрицательный, в полярном регионе наблюдается тенденция к низкому давлению, более слабым зональным ветрам и большему перемещению холодного полярного воздуха в средние широты». ^{[ 4 ]}

Индекс арктических колебаний определяется с использованием ежедневных или ежемесячных аномалий геопотенциальной высоты 1000 гПа от 20° до 90° с.ш. широты. Аномалии проецируются на картину нагрузки арктических колебаний, ^{[ 5 ]} которая определяется как первая эмпирическая ортогональная функция (EOF) среднемесячной геопотенциальной высоты 1000 гПа в период 1979–2000 годов. среднемесячного индекса Затем временной ряд нормализуется со стандартным отклонением .

Периодичность

На протяжении большей части прошлого столетия арктические колебания чередовали положительные и отрицательные фазы. Данные, использующие 60-дневное скользящее среднее, указывают на то, что с 1970-х годов колебания имеют тенденцию к более положительной фазе. ^{[ нужна ссылка ]} хотя за последнее десятилетие он имел тенденцию к более нейтральному состоянию. Колебания по-прежнему стохастически колеблются между отрицательными и положительными значениями в дневном, ежемесячном, сезонном и годовом масштабах времени, хотя метеорологи достигли высокого уровня точности прогнозов для краткосрочных прогнозов. Корреляция между фактическими наблюдениями и средними 7-дневными прогнозами АО Глобальной системы ансамбля прогнозов составляет примерно 0,9. ^{[ 6 ]}

Эти зонально-симметричные качели между давлением на уровне моря в полярных и умеренных широтах были впервые обнаружены Эдвардом Лоренцем. ^{[ 7 ]} и назван в 1998 году Дэвидом У. Дж. Томпсоном и Джоном Майклом Уоллесом . ^{[ 8 ]}

Воздействие

AO Температурный режим с декабря по март.

АО Характер осадков с декабря по март.

Национальный центр данных по снегу и льду довольно подробно описывает последствия арктических колебаний. В положительной фазе более высокое давление в средних широтах приводит к океанским штормам дальше на север, а изменения в характере циркуляции приводят к более влажной погоде на Аляске , в Шотландии и Скандинавии , а также к более засушливым условиям на западе Соединенных Штатов и в Средиземноморье . В положительной фазе холодный зимний воздух не распространяется так далеко в центр Северной Америки , как во время отрицательной фазы колебаний. Из-за этого на большей части Соединенных Штатов к востоку от Скалистых гор теплее, чем обычно, но в Гренландии и Ньюфаундленде холоднее, чем обычно. Погодные условия в отрицательной фазе в целом «противоположны» погодным условиям в положительной фазе.

Климатологи теперь регулярно ссылаются на арктические колебания в своих официальных публичных объяснениях экстремальных погодных явлений. Следующее заявление океанических и атмосферных исследований управления Национального центра климатических данных Национального : Состояние климата, декабрь 2010 г. , в котором фраза «отрицательное арктическое колебание» используется четыре раза, очень показательно для этой усиливающейся тенденции:

«Холодный арктический воздух охватил Западную Европу в первые три недели декабря. Две сильные снежные бури, гололед и низкие температуры нанесли ущерб большей части региона... Суровая зимняя погода была объяснена отрицательным арктическим колебанием, которое является Характер климата, влияющий на погоду в Северном полушарии. Очень стойкий, сильный хребет высокого давления, или «блокирующая система», возле Гренландии позволил холодному арктическому воздуху проникнуть на юг, в Европу, и это был не единственный регион в Европе. Северное полушарие пострадало от арктического колебания. Сильная снежная буря и низкие температуры затронули большую часть Среднего Запада США 10–13 декабря...». ^{[ 9 ]}

События 2010 года

Еще одна, весьма наглядная иллюстрация последствий отрицательной фазы колебаний, произошла в феврале 2010 года. В этом месяце арктические колебания достигли своего самого отрицательного среднемесячного значения, около -4,266, за всю эпоху после 1950 года (период точного ведения учета). ^{[ 10 ]} Этот месяц характеризовался тремя отдельными историческими снежными бурями в среднеатлантическом регионе Соединенных Штатов. Первый шторм выпал на 25 дюймов (640 мм) в Балтиморе, штат Мэриленд , 5–6 февраля, а второй шторм выпал на 19,5 дюймов (500 мм) 9–10 февраля. В Нью-Йорке отдельный шторм 25–26 февраля выпал на 20,9 дюйма (530 мм). очередная метель охватила Каталонию, а также соседние французские департаменты ( Лангедок-Руссильон , Юг-Пиренеи 8 марта ), выпав 60 см снега в Жироне . ^{[ 11 ]} Этот вид снежной активности считается крайне аномальным и столь же экстремальным, как и сама отрицательная величина арктических колебаний. Эти отрицательные значения АО в течение 2010 года и в следующую зиму позволили более холодному воздуху проникнуть гораздо дальше на юг, чем обычно, в субтропическую Южную Флориду, что привело к рекордно низким температурам и месяцам, зарегистрированным во многих местах. ^{[ 12 ]} и самые низкие среднемесячные минимальные температуры в феврале, марте и декабре того же года на тропическом пляжном курорте Канкун , что более чем на 4°C ниже среднего показателя за климатический период. ^{[ 13 ]}

Наибольшее отрицательное значение арктического колебания с 1950 года в январе составило -3,767 в 1977 году, что совпало с самой холодной средней январской температурой в Нью-Йорке, Вашингтоне, округ Колумбия, Балтиморе и многих других среднеатлантических местах за этот промежуток времени. хотя январские арктические колебания были отрицательными только в 60,6% случаев в период с 1950 по 2010 год, девять из десяти самых холодных январей в Нью-Йорке с тех пор 1950-е годы совпали с отрицательными арктическими колебаниями. ^{[ 14 ]}

См. также

Ссылки

^ «Временной ряд Арктического колебания (АО), 1899 г. – июнь 2002 г.» . Архивировано из оригинала 18 мая 2013 г. Проверено 21 января 2012 г.
^ Амбаум и др. «Арктическое колебание или Североатлантическое колебание?»
^ «КТК – Телекоммуникации: картина арктических колебаний» .
^ Хансен, Джеймс; Рето Руди; Макико Сато; Кен Ло (2009). «Если так тепло, то почему так чертовски холодно?» (PDF) . Проверено 17 июля 2013 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ «КТК – Телекоммуникации: картина арктических колебаний» .
^ «КТК – Мониторинг и данные: Индекс ежедневного арктического колебания» . Архивировано из оригинала 30 декабря 2010 г. Проверено 29 января 2012 г.
^ Лоренц, Эдвард Н. (1951). «Сезонные и нерегулярные изменения профиля давления на уровне моря в северном полушарии» . Журнал метеорологии . 8 (1): 52–59. Бибкод : 1951JAtS....8...52L . doi : 10.1175/1520-0469(1951)008<0052:SAIVOT>2.0.CO;2 . ISSN 1520-0469 .
^ Томпсон, Дэвид У.Дж.; Джон Майкл Уоллес (1998). «Признаки арктических колебаний в зимних геопотенциальных полях высоты и температуры» . Письма о геофизических исследованиях . 25 (9): 1297–1300. Бибкод : 1998GeoRL..25.1297T . дои : 10.1029/98GL00950 . Проверено 28 августа 2010 г.
^ «Состояние климата | Декабрь 2010 г.» . Проверено 29 января 2012 г.
^ Рипези, Патрицио; и др. (2012). «Индекс арктических колебаний за февраль 2010 г. и его стратосферная связь» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 138 (669): 1961–1969. Бибкод : 2012QJRMS.138.1961R . doi : 10.1002/qj.1935 . S2CID 122729063 .
^ Лласат, MC; и др. (2014). «Снежная буря 8 марта 2010 года в Каталонии (Испания): образцовое событие мокрого снега, имеющее большое социальное воздействие» (PDF) . Природные опасности и науки о системе Земли . 14 (2): 427–441. Бибкод : 2014NHESS..14..427L . doi : 10.5194/nhess-14-427-2014 .
^ Обзор погоды в Южной Флориде на 2010 год (PDF)
^ НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА КЛИМАТОЛОГИЧЕСКАЯ НОРМАЛЬНАЯ , заархивировано из оригинала 5 июля 2015 г.
^ Центр прогнозирования климата Национальной метеорологической службы и Бюро прогнозов NWS, по состоянию на 2010 г.

Внешние ссылки

[1] «Временной ряд Арктического колебания (АО), 1899 г. – июнь 2002 г.» . Архивировано из оригинала 18 мая 2013 г. Проверено 21 января 2012 г.

[2] Амбаум и др. «Арктическое колебание или Североатлантическое колебание?»

[3] «КТК – Телекоммуникации: картина арктических колебаний» .

[Hansen_2009-4] Хансен, Джеймс; Рето Руди; Макико Сато; Кен Ло (2009). «Если так тепло, то почему так чертовски холодно?» (PDF) . Проверено 17 июля 2013 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[5] «КТК – Телекоммуникации: картина арктических колебаний» .

[urlCPC-DailyAOIndex-6] «КТК – Мониторинг и данные: Индекс ежедневного арктического колебания» . Архивировано из оригинала 30 декабря 2010 г. Проверено 29 января 2012 г.

[Lorenz_1951-7] Лоренц, Эдвард Н. (1951). «Сезонные и нерегулярные изменения профиля давления на уровне моря в северном полушарии» . Журнал метеорологии . 8 (1): 52–59. Бибкод : 1951JAtS....8...52L . doi : 10.1175/1520-0469(1951)008<0052:SAIVOT>2.0.CO;2 . ISSN 1520-0469 .

[Thompson_1998-8] Томпсон, Дэвид У.Дж.; Джон Майкл Уоллес (1998). «Признаки арктических колебаний в зимних геопотенциальных полях высоты и температуры» . Письма о геофизических исследованиях . 25 (9): 1297–1300. Бибкод : 1998GeoRL..25.1297T . дои : 10.1029/98GL00950 . Проверено 28 августа 2010 г.

[urlClimateDecember2010-9] «Состояние климата | Декабрь 2010 г.» . Проверено 29 января 2012 г.

[10] Рипези, Патрицио; и др. (2012). «Индекс арктических колебаний за февраль 2010 г. и его стратосферная связь» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 138 (669): 1961–1969. Бибкод : 2012QJRMS.138.1961R . doi : 10.1002/qj.1935 . S2CID 122729063 .

[11] Лласат, MC; и др. (2014). «Снежная буря 8 марта 2010 года в Каталонии (Испания): образцовое событие мокрого снега, имеющее большое социальное воздействие» (PDF) . Природные опасности и науки о системе Земли . 14 (2): 427–441. Бибкод : 2014NHESS..14..427L . doi : 10.5194/nhess-14-427-2014 .

[12] Обзор погоды в Южной Флориде на 2010 год (PDF)

[13] НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА КЛИМАТОЛОГИЧЕСКАЯ НОРМАЛЬНАЯ , заархивировано из оригинала 5 июля 2015 г.

[ReferenceA-14] Центр прогнозирования климата Национальной метеорологической службы и Бюро прогнозов NWS, по состоянию на 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

v т и Арктическая тематика
History	Arctic exploration Arctic research History of whaling
Government	Arctic Council Arctic cooperation and politics Arctic Ocean Conference Chief Directorate of the Northern Sea Route Ilulissat Declaration Inuit Circumpolar Council Saami Council Territorial claims in the Arctic United Nations Convention on the Law of the Sea
Geography	Arctic Archipelago Arctic Circle Arctic Cordillera Arctic ecology Arctic Ocean Arctic Cyclone Greenland ice sheet Impact craters of the Arctic Innuitian Region Nordicity North Pole Populated places in the Arctic Tundra
Geology	Canadian Arctic Rift System Eurekan orogeny Greenland Plate Innuitian orogeny Queen Elizabeth Islands Subplate Southeast Bathurst Fault Zone Ungava Fault Zone
Regions	Arctic Alaska British Arctic Territories Canadian Arctic Archipelago Finnmark Greenland Iceland Inuvialuit Karelia Komi Northern Canada Northwest Territories Nunavik Nunavut Nunatsiavut Russian Arctic North Sakha Sápmi Yukon North American Arctic
Climate	Arctic Climate Impact Assessment Arctic dipole anomaly Arctic haze Arctic oscillation Arctic sea ice decline ecology and history Arctic methane emissions Climate change in the Arctic Climate of Alaska Effects of global warming on marine mammals Polar climate Polar amplification Polar vortex
Fauna	Arctic fox Beluga whale Bowhead whale Lemming Muskox Narwhal Polar bear Reindeer Seal bearded harp hooded ribbon ringed Snowy owl Walrus
Flora	Arctic ecology Arctic vegetation Tundra
Culture	Arctic peoples Subarctic peoples Chukchi Chukotka Evenks Karelians Komi Icelandic Inuit Gwich'in Khanty Koryaks Nenets Northern indigenous Russian peoples Sami Selkup Yakuts Yukaghir Arctic Winter Games Quviasukvik (New Year's Day)
Economy	Natural resources Petroleum exploration Arctic Refuge drilling controversy Pollution in the Arctic Ocean Protected areas Transportation
Transport	Arctic Bridge Arctic shipping routes Northeast Passage Northwest Passage Northern Sea Route Polar air route Transpolar Sea Route Search and rescue
Category WikiProject