Jump to content

Внезапное стратосферное потепление

Внезапное стратосферное потепление (ВСП) — это событие, при котором температура полярной стратосферы повышается на несколько десятков градусов Кельвина (вплоть до повышения примерно на 50 °C (90 °F)) в течение нескольких дней. [ 1 ] Потеплению предшествует замедление, а затем разворот западных ветров в стратосферном полярном вихре . ВСП происходят примерно шесть раз за десятилетие в северном полушарии. [ 2 ] и примерно раз в 20-30 лет в южном полушарии. [ 3 ] [ 4 ] Наблюдались только два южных ВЮЗ. [ 5 ]

Первые постоянные измерения стратосферы были проведены Ричардом Шерхагом в 1951 году с использованием радиозондов для получения надежных показаний температуры в верхней стратосфере (~ 40 км), и он стал первым, кто наблюдал стратосферное потепление 27 января 1952 года. После своего открытия он собрал группа метеорологов, специально изучавшая стратосферу в Свободном университете Берлина северного полушария , и эта группа продолжала составлять карты стратосферной температуры и геопотенциальной высоты в течение многих лет. с использованием радиозондов и ракетзондов .

В 1979 году, когда началась эра спутников , метеорологические измерения стали гораздо более частыми. Хотя спутники в основном использовались для изучения тропосферы, они также записывали данные и для стратосферы. Сегодня как спутники , так и стратосферные радиозонды используются для измерений стратосферы .

Классификация и описание

[ редактировать ]

ВСП тесно связано с разрушением полярных вихрей . Метеорологи обычно делят разрушение вихрей на три категории: большие, малые и окончательные. Однозначного стандартного определения этих явлений до сих пор не принято. [ 2 ] Однако различия в методологии обнаружения ВСП не актуальны, пока циркуляция в полярной стратосфере разворачивается. [ 6 ] «Основные ВСП возникают, когда зимние полярные западные ветры в стратосфере меняются на восточные. При незначительных потеплениях градиент полярной температуры меняется на противоположный, но циркуляция не меняется, а при финальных потеплениях вихрь разрушается и остается восточным до следующей бореальной осени». [ 2 ]

Иногда включается четвертая категория – канадское потепление из-за его уникальной и отличительной структуры и эволюции.

«Существует два основных типа ВСП: события смещения, при которых стратосферный полярный вихрь смещается от полюса, и события разделения, при которых вихрь разделяется на два или более вихрей. Некоторые ВСП представляют собой комбинацию обоих типов». [ 2 ]

Это происходит, когда западные ветры на высоте 60 с. ш. и 10 гПа меняют направление, т. е. становятся восточными. Наблюдается полное разрушение полярного вихря , и вихрь либо разделится на дочерние вихри, либо сместится из своего нормального положения над полюсом.

По данным Всемирной метеорологической организации : Комиссии по атмосферным наукам [ 7 ] : 19  стратосферное потепление можно назвать значительным, если на высоте 10 мб или ниже средняя температура по широте увеличивается к полюсу от 60 градусов широты и наблюдается связанное с этим изменение циркуляции на противоположное (т. е. преобладающие средние западные ветры к полюсу 60 градусов сменяются средними восточными ветрами). в том же районе).

Незначительный

[ редактировать ]

Незначительные потепления аналогичны большим потеплениям, однако они менее драматичны, западные ветры замедляются, но не обращаются вспять. Поэтому срыва вихря никогда не наблюдается.

Маклинтерфф [ 7 ] : 19  Как цитирует Комиссию по атмосферным наукам ВМО: стратосферное потепление называется незначительным, если наблюдается значительное повышение температуры (то есть не менее 25 градусов в течение недели или менее) на любом уровне стратосферы в любой области зимнего полушария. Полярный вихрь не разрушен, и смена ветра с запада на восток менее обширна.

Радиационный цикл в стратосфере означает, что зимой средний поток направлен на запад, а летом — на восток (запад). На этом переходе происходит окончательное потепление, так что полярные вихревые ветры меняют направление по мере потепления и не возвращаются обратно до следующей зимы. Это связано с тем, что стратосфера вступила в летнюю восточную фазу. Оно является окончательным, поскольку новое потепление летом произойти не может, поэтому это последнее потепление нынешней зимы.

Канадский

[ редактировать ]

Канадские потепления происходят в начале зимы в стратосфере Северного полушария, обычно с середины ноября до начала декабря. У них нет аналогов в южном полушарии.

Динамика

[ редактировать ]

Обычно зимой в северном полушарии происходит несколько незначительных потеплений, причем крупное событие происходит примерно каждые два года. Одна из причин крупных стратосферных потеплений, происходящих в северном полушарии, заключается в том, что орография и контрасты температур суши и моря ответственны за генерацию длинных ( волновое число 1 или 2) волн Россби в тропосфере . Эти волны поднимаются вверх в стратосферу и там рассеиваются, замедляя западные ветры и нагревая Арктику. [ 8 ] Именно по этой причине крупные потепления наблюдаются только в северном полушарии, за двумя исключениями. В 2002 и 2019 годах наблюдались крупные потепления в южном полушарии. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Эти события до конца не изучены.

В начальный момент времени блокирующий тип циркуляции в тропосфере устанавливается . Этот шаблон блокировки приводит к [ нужны разъяснения ] Волны Россби с зональным волновым числом 1 и/или 2 [ 12 ] вырасти до необычно больших амплитуд. Растущая волна распространяется в стратосферу и замедляет средние западные зональные ветры. [ нужны разъяснения ] Таким образом, струя полярной ночи ослабевает и одновременно искажается нарастающими планетарными волнами. Поскольку амплитуда волны увеличивается с уменьшением плотности, этот процесс восточного ускорения неэффективен на довольно высоких уровнях. [ почему? ] Если волны достаточно сильны, средний зональный поток может настолько замедлиться, что зимние западные ветры повернут на восток. В этот момент планетарные волны больше не могут проникать в стратосферу. [ 13 ] [ нужны разъяснения ] ). Следовательно, дальнейшая передача энергии вверх полностью блокируется, и на этом критическом уровне происходит очень быстрое ускорение на восток и полярное потепление, которое затем должно двигаться вниз, пока в конечном итоге потепление и изменение зонального ветра не затронут всю полярную стратосферу. Распространение планетарных волн вверх и их взаимодействие со средним стратосферным потоком традиционно диагностируется с помощью так называемых потоков Элиассена-Пальма. [ 14 ] [ 15 ]

Существует связь между внезапными стратосферными потеплениями и квазидвухгодичными колебаниями : если КДК находится в восточной фазе, атмосферный волновод модифицируется таким образом, что распространяющиеся вверх волны Россби фокусируются на полярном вихре , усиливая их взаимодействие с средний поток. Таким образом, существует статистически значимый дисбаланс между частотой внезапных стратосферных потеплений, если сгруппировать эти события по фазе КДК (восточной или западной).

Погодные эффекты

[ редактировать ]

Хотя внезапные стратосферные потепления в основном вызваны волнами планетарного масштаба, которые распространяются вверх из нижних слоев атмосферы, существует также последующий обратный эффект внезапных стратосферных потеплений на приземную погоду. После внезапного стратосферного потепления высотные западные ветры меняют направление и сменяются восточными. Восточные ветры продвигаются вниз по атмосфере, часто приводя к ослаблению тропосферных западных ветров, что приводит к резкому снижению температуры в Северной Европе. [ 16 ] Этот процесс может занять от нескольких дней до нескольких недель. [ 1 ]

Таблица основных внезапных стратосферных потеплений в середине зимы в продуктах повторного анализа [ 17 ]

[ редактировать ]
Название события NCEP-NCAR ЭРА40 ЭРА-Тем временем JRA-55 МЕРРА2 ЭНСО QBO 50 МБ
ЯНВАРЬ 1958 ГОДА 30 января 58 г. 31 января 2058 г. 30 января 58 г. Ребенок Запад
НОЯБРЬ 1958 ГОДА 30 ноября 58 г. **** **** Ребенок Восток
ЯНВАРЬ 1960 ГОДА 16 января 60 г. 17 января 60 г. 17 января 60 г. Нейтральный Запад
ЯНВАРЬ 1963 ГОДА **** 28 января 1963 г. 30 января 1963 г. Нейтральный Восток
МАРТ 1965 ГОДА 23 марта 1965 г. **** **** Девушка Запад
ДЕКАБРЬ 1965 ГОДА 8 декабря 1965 г. 16 декабря 1965 г. 18 декабря 1965 г. Ребенок Восток
ФЕВРАЛЬ 1966 ГОДА 24 февраля 1966 г. 23 февраля 1966 г. 23 февраля 1966 г. Ребенок Восток
ЯНВАРЬ 1968 ГОДА **** 7 января 1968 г. 7 января 1968 г. Девушка Запад
НОЯБРЬ 1968 ГОДА 27 ноября 1968 г. 28 ноября 1968 г. 29 ноября 1968 г. Ребенок Восток
МАРТ 1969 ГОДА 13 марта 1969 г. 13 марта 1969 г. **** Ребенок Восток
ЯНВАРЬ 1970 ГОДА 2 января 70 г. 2 января 70 г. 2 января 70 г. Ребенок Запад
ЯНВАРЬ 1971 ГОДА 17 января 71 г. 18 января 71 г. 18 января 71 г. Девушка Восток
МАРТ 1971 ГОДА 20 марта 71 г. 20 марта 71 г. 20 января 71 г. Девушка Восток
ЯНВАРЬ 1973 ГОДА 2 февраля 73 г. 31 января 73 г. 31 января 73 г. Ребенок Восток
ЯНВАРЬ 1977 ГОДА **** 9 января 77 г. 9 января 77 г. Ребенок Восток
ФЕВРАЛЬ 1979 ГОДА 22 февраля 79 г. 22 февраля 79 г. 22 февраля 79 г. 22 февраля 79 г. Нейтральный Запад
ФЕВРАЛЬ 1980 ГОДА 29 февраля 1980 г. 29 февраля 1980 г. 29 февраля 1980 г. 29 февраля 1980 г. 29 февраля 1980 г. Ребенок Восток
ФЕВ 1981 ГОДА **** **** **** 6 февраля 1981 г. **** Нейтральный Запад
МАРТ 1981 ГОДА **** 4 марта 1981 г. 4 марта 1981 г. 4 марта 1981 г. **** Нейтральный Запад
ДЕКАБРЬ 1981 ГОДА 4 декабря 1981 г. 4 декабря 1981 г. 4 декабря 1981 г. 4 декабря 1981 г. 4 декабря 1981 г. Нейтральный Восток
ФЕВРАЛЬ 1984 ГОДА 24 февраля 1984 г. 24 февраля 1984 г. 24 февраля 1984 г. 24 февраля 1984 г. 24 февраля 1984 г. Девушка Запад
ЯНВАРЬ 1985 ГОДА 2 января 1985 г. 1 января 1985 г. 1 января 1985 г. 1 января 1985 г. 1 января 1985 г. Девушка Восток
ЯНВАРЬ 1987 ГОДА 23 января 1987 г. 23 января 1987 г. 23 января 1987 г. 23 января 1987 г. 23 января 1987 г. Ребенок Запад
ДЕКАБРЬ 1987 ГОДА 8 декабря 1987 г. 8 декабря 1987 г. 8 декабря 1987 г. 8 декабря 1987 г. 8 декабря 1987 г. Ребенок Запад
МАРТ 1988 ГОДА 14 марта 1988 г. 14 марта 1988 г. 14 марта 1988 г. 14 марта 1988 г. 14 марта 1988 г. Ребенок Запад
ФЕВРАЛЬ 1989 ГОДА 22 февраля 1989 г. 21 февраля 1989 г. 21 февраля 1989 г. 21 февраля 1989 г. 21 февраля 1989 г. Девушка Запад
ДЕКАБРЬ 1998 ГОДА 15 декабря 1998 г. 15 декабря 1998 г. 15 декабря 1998 г. 15 декабря 1998 г. 15 декабря 1998 г. Девушка Восток
ФЕВРАЛЬ 1999 ГОДА 25 февраля 1999 г. 26 февраля 1999 г. 26 февраля 1999 г. 26 февраля 1999 г. 26 февраля 1999 г. Девушка Восток
МАРТ 2000 ГОДА 20 марта 2000 г. 20 марта 2000 г. 20 марта 2000 г. 20 марта 2000 г. 20 марта 2000 г. Девушка Запад
ФЕВ 2001 ГОДА 11 февраля 2001 г. 11 февраля 2001 г. 11 февраля 2001 г. 11 февраля 2001 г. 11 февраля 2001 г. Девушка Запад
ДЕКАБРЬ 2001 ГОДА 2 января 2002 г. 31 декабря 2001 г. 30 декабря 2001 г. 31 декабря 2001 г. 30 декабря 2001 г. Нейтральный Восток
ФЕВРАЛЬ 2002 ГОДА **** 18 февраля 2002 г. **** **** 17 февраля 2002 г. Нейтральный Восток
ЯНВАРЬ 2003 ГОДА 18 января 2003 г. 18 января 2003 г. 18 января 2003 г. 18 января 2003 г. Ребенок Запад
ЯНВАРЬ 2004 ГОДА 7 января 2004 г. 5 января 2004 г. 5 января 2004 г. 5 января 2004 г. Нейтральный Восток
ЯНВАРЬ 2006 ГОДА 21 января 2006 г. 21 января 2006 г. 21 января 2006 г. 21 января 2006 г. Девушка Восток
ФЕВ 2007 ГОДА 24 февраля 2007 г. 24 февраля 2007 г. 24 февраля 2007 г. 24 февраля 2007 г. Ребенок Запад
ФЕВ 2008 ГОДА 22 февраля 2008 г. 22 февраля 2008 г. 22 февраля 2008 г. 22 февраля 2008 г. Девушка Восток
ЯНВАРЬ 2009 ГОДА 24 января 2009 г. 24 января 2009 г. 24 января 2009 г. 24 января 2009 г. Девушка Запад
ФЕВ 2010 ГОДА 9 февраля 10 февраля 9 февраля 10 февраля 9 февраля 10 февраля 9 февраля 10 февраля Ребенок Запад
МАРТ 2010 ГОДА 24 марта 10 г. 24 марта 10 г. 24 марта 10 г. 24 марта 10 г. Ребенок Запад
ЯНВАРЬ 2013 ГОДА 7 января 13 г. 6 января 13 г. 7 января 13 г. 6 января 13 г. Нейтральный Восток
ФЕВ 2018 ГОДА 12 февраля 18 г. 12 февраля 18 г. 12 февраля 18 г. 12 февраля 18 г. Девушка Запад
ЯНВАРЬ 2019 ГОДА 2 января 19 г. 2 января 19 г. 2 января 19 г. 2 января 19 г. Ребенок Восток
ЯНВ 2021 ГОДА [ 18 ] [ 19 ] Девушка [ 20 ] Запад [ 21 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б «Внезапное стратосферное потепление» . Метеорологическое бюро .
  2. ^ Перейти обратно: а б с д Батлер, Эми Х.; Сьоберг, Иеремия П.; Зайдел, Дайан Дж.; Розенлоф, Карен Х. (9 февраля 2017 г.). «Компендиум по внезапному стратосферному потеплению» . Данные науки о системе Земли . 9 (1): 63–76. Бибкод : 2017ESSD....9...63B . дои : 10.5194/essd-9-63-2017 .
  3. ^ Ван, Л; Хардиман, Южная Каролина; Бетт, ЧП; Комер, RE; Кент, К; Скайф, А.А. (24 сентября 2020 г.). «Какова вероятность внезапного стратосферного потепления в южном полушарии?» . Письма об экологических исследованиях . 15 (10). Издательство IOP: 104038. Бибкод : 2020ERL....15j4038W . дои : 10.1088/1748-9326/aba8c1 . ISSN   1748-9326 .
  4. ^ Джакер, Мартин; Райхлер, Томас; Во, Дэррин (2021). «Насколько часты внезапные стратосферные потепления Антарктики в настоящем и будущем климате?» . Письма о геофизических исследованиях . 48 (11). Бибкод : 2021GeoRL..4893215J . дои : 10.1029/2021GL093215 . hdl : 1959.4/unsworks_79028 . S2CID   236260013 .
  5. ^ Шен, Сяочэнь; Ван, Линь; Оспри, Скотт (2020). «Внезапное стратосферное потепление в Южном полушарии в сентябре 2019 года» . Научный вестник . 65 (21): 1800–1802. Бибкод : 2020SciBu..65.1800S . дои : 10.1016/j.scib.2020.06.028 . ПМИД   36659119 .
  6. ^ Палмейро, Фройла М; Барриопедро, Дэвид; Гарсия-Эррера, Рикардо; Кальво, Наталья (2015). «Сравнение определений внезапного стратосферного потепления в данных реанализа» (PDF) . Журнал климата . 28 (17): 6823–6840. Бибкод : 2015JCli...28.6823P . дои : 10.1175/JCLI-D-15-0004.1 . hdl : 10261/122618 . S2CID   53970984 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Макинтурфф, Раймонд М., изд. (1978). Стратосферные потепления: синоптические, динамические и общециркуляционные аспекты (PDF) (Отчет). Бюро научно-технической информации НАСА . Проверено 3 июля 2024 г.
  8. ^ Элиассен, А; Палм, Т. (1960). «О передаче энергии в стоячих горных волнах». Geofysiske Publikasjoner . 22 :1023.
  9. ^ Вароцос, К. (2002). «Озоновая дыра в южном полушарии раскололась в 2002 году». Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 9 (6): 375–376. Бибкод : 2002ESPR....9..375В . дои : 10.1007/BF02987584 . ПМИД   12515343 . S2CID   45351011 .
  10. ^ Мэнни, Глория Л.; Сабутис, Джозеф Л.; Аллен, Дуглас Р.; Лахоз, Уильям А.; Скайф, Адам А.; Рэндалл, Кора Э.; Поусон, Стивен; Науйокат, Барбара; Суинбанк, Ричард (2005). «Моделирование динамики и переноса во время сильного потепления в Антарктике в сентябре 2002 г.» . Журнал атмосферных наук . 62 (3): 690. Бибкод : 2005JAtS...62..690M . дои : 10.1175/JAS-3313.1 . S2CID   119492652 .
  11. ^ Льюис, Дайани (2019). «Редкое потепление над Антарктидой раскрывает силу стратосферных моделей» . Природа . 574 (7777): 160–161. Бибкод : 2019Natur.574..160L . дои : 10.1038/d41586-019-02985-8 . ПМИД   31595070 .
  12. ^ Рипези, Патрицио; Чичиулла, Фабрицио; Маймоне, Филиппо; Пелино, Виницио (2012). «Индекс арктического колебания за февраль 2010 года и его стратосферная связь» . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 138 (669): 1961–1969. Бибкод : 2012QJRMS.138.1961R . doi : 10.1002/qj.1935 . S2CID   122729063 .
  13. ^ Чарни, Дж. Г.; Дразин, П.Г. (1961). «Распространение возмущений планетарного масштаба из нижних слоев атмосферы в верхние». Журнал геофизических исследований . 66 (1): 83–109. Бибкод : 1961JGR....66...83C . дои : 10.1029/JZ066i001p00083 . S2CID   129826760 .
  14. ^ Эндрюс, генеральный директор; Макинтайр, Мэн (1976). «Планетарные волны при горизонтальном и вертикальном сдвиге: обобщенное соотношение Элиассена-Пальма и среднее зональное ускорение» . Журнал атмосферных наук . 33 (11): 2031–2048. Бибкод : 1976JAtS...33.2031A . doi : 10.1175/1520-0469(1976)033<2031:PWIHAV>2.0.CO;2 .
  15. ^ Джакер, Мартин (2021). «Масштабирование векторов потока Элиассена-Пальма» . Письма об атмосферной науке . 22 (4). Бибкод : 2021AtScL..22E1020J . дои : 10.1002/asl.1020 .
  16. ^ Кинг, AD; Батлер, А.Х.; Джакер, М.; Эрл, НЕТ; Рудева, И. (2019). «Наблюдаемые связи между внезапными стратосферными потеплениями и экстремальными климатическими явлениями в Европе» . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 124 (24): 13943–13961. Бибкод : 2019JGRD..12413943K . дои : 10.1029/2019JD030480 . hdl : 11343/286789 .
  17. ^ Лаборатория (CSL), Химические науки NOAA. «NOAA CSL: Химия и климатические процессы: SSWC» . csl.noaa.gov . Проверено 23 ноября 2022 г.
  18. ^ Лу, Цянь, Цзянь; Лян, Го, Дун; Лю, Цзимин; Ван, Тянь (28 июля г.) . 2021 Письма об исследованиях . 16 (8): 084029. Бибкод : 2021ERL....16h4029L. .дои / : 10.1088/1748-9326 ac12f4 ISSN   1748-9326 .
  19. ^ «О внезапном стратосферном потеплении и полярном вихре в начале 2021 года | NOAA Climate.gov» . www.climate.gov . Проверено 23 ноября 2022 г.
  20. ^ В центре, прогноз климата NOAA. «Центр прогнозирования климата NOAA» . origin.cpc.ncep.noaa.gov . Проверено 23 ноября 2022 г.
  21. ^ «Центр прогнозирования климата - Мониторинг и данные: текущие ежемесячные значения индексов температуры атмосферы и поверхности моря» . www.cpc.ncep.noaa.gov . Проверено 23 ноября 2022 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f5ef8a5bb2466521f5c50cfb6eccf943__1721395200
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f5/43/f5ef8a5bb2466521f5c50cfb6eccf943.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Sudden stratospheric warming - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)