CC BY
12
УДК 551.577.911
АРКТИЧЕСКИЕ БЛОКИНГИ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ ВЕСНОЙ
А.В. Холопцев, Н.К. Кононова, Т.Ю. Тимошенко1
Изучены особенности влияния вариаций суммарной продолжительности существования арктических блокингов в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах Северного полушария на межгодовые изменения поверхностных температур (температуры поверхности почвы и морей) Европейской территории России в весенние месяцы. Выявлены условия, при которых эти изменения происходят в одинаковых направлениях и продолжаются не менее двух месяцев.
Ключевые слова: арктический блокинг, поверхностная температура, Европейская территория России, элементарный циркуляционный механизм.
THE ARCTIC BLOCKINGS AND SURFACE TEMPERATURE ON THE EUROPEAN RUSSIA IN SPRING
A.V. Kholoptcev1, Dr.Sci. (Geogr.), N.N.. Коnonova2, PhD, Т.Yu. Тimoshenko, 1 Sevastopol branch of State Oceanographic Institute named after N.N. Zubov 2 Institute of Geography of the Russian Academy of Science)
The authors examined the features of the effect of variations of the total duration of arctic blocking in the Atlantic, European and Siberian sectors of the Northern Hemisphere in the interannual variations of the surface temperature (surface temperature of the soil and the seas) of European Russia in the spring months. The conditions were found under which these changes are occurring in the same direction and extend for at least two months.
Keywords: arctic blocking, surface temperature, European Russia, elementary circulation mechanism.
Введение. Температуры любых участков земной поверхности во многом определяют образующиеся на них потоки тепла и водяного пара, которые влияют на поле атмосферного давления и атмосферную циркуляцию, а их вариации являются значимым фактором изменений местного климата, ландшафтов и состояния соответствующих биоценозов. Поэтому развитие представлений об особенностях влияния на них различных природных факторов является актуальной проблемой климатологии, физической географии и биогеографии.
Наибольший интерес решение рассматриваемой проблемы представляет для экономически развитых и густонаселённых регионов мира, в экономике которых существенную роль играет земледелие. Одним из таких регионов является Европейская территория России (ЕТР), на которой расположены её Центральный, Северо-Западный, Южный, Северо-Кавказский и частично Приволжский федеральные округа и проживает 78 % населения.
1 Холопцев Александр Вадимович - д.г.н., профессор, в.н.с. Севастопольского отделения ФГБУ «Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова», kholoptsev@mail.ru; Кононова Нина Константиновна - к.г.н., ФГБУН «Институт географии РАН», NinaKononova@yandex.ru; Тимошенко Татьяна Юрьевна - н.с. Севастопольского отделения ФГБУ «Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова», tanatimosh@yandex.ua.
26 Жизнь Земли 39(1) 2017 26-38
В любых земледельческих регионах мира, в том числе и на ЕТР, к числу природных явлений, представляющих значительную опасность для их экосистем и экономики, относятся весенние заморозки и засухи.
Наиболее распространённой и губительной для многих видов растений разновидностью весенних заморозков являются адвективные, которые формируются вследствие вторжений арктического воздуха [12, 13].
Другим результатом подобных вторжений могут являться весенние засухи, которые на ЕТР, как правило, начинаются во второй половине апреля и способны продолжаться до нескольких недель, охватывая многие другие регионы России [2, 17]. При этих явлениях гибнет урожай и повышается риск возникновения природных пожаров, а также существенно усложняются условия жизнедеятельности населения.
К возникновению засух на ЕТР может приводить аномально продолжительное существование над ней обширного и малоподвижного антициклона, блокирующего западный перенос воздушных масс и фактически прекращающего выпадение здесь атмосферных осадков [10, 14].
Как правило, блокирующие антициклоны над ЕТР существуют 3-5 суток, что к возникновению засухи не приводит. В 1 % случаев блокирующий антициклон располагается над ЕТР на время, превышающее 15 суток, что для многих видов растений уже представляет опасность. Более 50 суток такой антициклон господствовал над ЕТР летом 1972 и 2010 гг., что привело к катастрофическим последствиям [15]. Эффект блокирования может создавать также образование барического гребня, соединяющего тот или иной сектор арктического антициклона с субтропическим антициклоном [9].
Заморозки на ЕТР возникают непосредственно в периоды вторжений арктического воздуха. В отличие от них, засухи возникают спустя некоторое время, необходимое для того, чтобы эффект блокирования и вызванное им прекращение атмосферных осадков привели к ощутимому уменьшению запасов влаги в почве (оно, как правило, составляет несколько недель) [13, 19].
Опасность возникновения в регионах ЕТР засух тем выше, чем дольше существует упомянутый барический гребень. По этой причине одной из важнейших в плане рассматриваемой проблемы характеристик арктического блокинга является суммарная продолжительность его существования в том или ином весеннем месяце, а также его положение.
Особенности влияния арктических блокингов на метеоусловия на ЕТР уже многие десятилетия изучаются отечественными и зарубежными учёными [3, 10, 12]. Установлено, что наиболее значимо способны влиять на них блокинги, расположенные в Атлантическом (60°W-0), Европейском (0-60°Е) и Сибирском (60-120°Е) секторах. В периоды их существования в одних регионах ЕТР может возникать похолодание, а в других потепление. При этом расположение её регионов, где при образовании в некотором секторе Северного полушария арктического блокинга через какое-либо время возникает то или иное изменение температуры подстилающей поверхности, ныне изучено недостаточно. Не выявлены и условия, при которых подобные изменения на одних и тех же территориях способны проявляться длительное время. Последнее не позволяет учитывать подобные связи при прогнозировании в регионах ЕТР как весенних заморозков, так и весенних засух.
Поскольку оправдываемость таких прогнозов не всегда соответствует требованиям практики, выявление условий, при которых межгодовые изменения продолжительности существования арктического блокинга в некотором секторе Северного
полушария способны весной вызывать стабильное похолодание или потепление на ЕТР, представляет существенный теоретический и практический интерес.
Целью представленной работы служит выявление районов ЕТР, в которых межгодовые изменения среднемесячных значений температуры воздуха не менее, чем в двух последующих весенних месяцах, значимо статистически связаны с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах.
Материалы и методы. Для достижения указанной цели решены две задачи:
1. Выявление для каждого весеннего месяца тех районов ЕТР, для которых межгодовые изменения среднемесячных значений поверхностной температуры значимо связаны с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в том или ином секторе, которые совпадают с ними по времени или опережают их.
2. Определение среди выявленных районов ЕТР тех, температура подстилающей поверхности в которых, не менее чем для двух последующих месяцев, остаётся повышенной.
При решении первой задачи проанализированы статистические связи между временными рядами среднемесячных поверхностных температур на ЕТР для марта, апреля и мая, а также рядами суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах, которые совпадают с ними по времени или опережают их на 1-3 месяца. Рассмотрены ряды среднемесячных поверхностных температур с января 1982 г. по декабрь 2015 г. над территорией и акваторией ЕТР с шагом 1°х1° между параллелями 44°М и 73°М и меридианами 0 и 60°Е [20].
При определении суммарной продолжительности арктических блокингов в секторах в том или ином месяце использована типизация циркуляции атмосферы Северного полушария, предложенная Б.Л. Дзердзеевским [4].
Согласно этой типизации, выделен 41 элементарный циркуляционный механизм (ЭЦМ). Среди них присутствуют ЭЦМ, в периоды действия которых осуществляются арктические вторжения и формируются блокирующие процессы в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах (табл. 1).
Таблица 1. ЭЦМ, при которых арктические блокинги формируются в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах Северного полушария [3]
Сектор Атлантический Европейский Сибирский
ЭЦМ 3, 8а, 8бл, 8гз, 8гл, 9а, 12а, 12бз, 12бл. 4а, 4б, 4в, 8бз, 10а, 10б, 12вз. 5а, 5б, 5в, 5г, 8бз, 8бл, 8вз, 8вл, 8гз, 8гл, 11а, 11б, 11в, 11в, 11г, 12а, 12бз, 12бл, 12вз, 12вл, 12г
Как видно из табл. 1, наименьшее количество блокирующих ЭЦМ соответствует Европейскому сектору, а наибольшее - Сибирскому.
Продолжительность действия ЭЦМ за период с января 1899 г. по декабрь 2015 г. представлена в [6].
По табл. 1 и продолжительности действия ЭЦМ [6] рассчитана суммарная продолжительность блокингов в секторах для каждого месяца с января по май. Отметим, что в Европейском секторе при ЭЦМ 8бз и 12вз вторжения происходят на Западную Европу, а на ЕТР выходят южные циклоны, так что их следует отнести к группе долготная северная + долготная южная [17]. 28
Для выявления районов ЕТР, где межгодовые изменения среднемесячных температур значимо статистически связаны с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в том или ином секторе, использован метод корреляционного анализа [1]. Поскольку в рассматриваемых рядах присутствуют ненулевые тренды, перед вычислением значений коэффициента их парной корреляции эти тренды скомпенсированы. Последнее позволило при оценке значимости каждой рассматриваемой статистической связи применить критерий Стьюдента [5].
Предполагалось, что изучаемая связь является значимой, если достоверность подобного статистического вывода составляет не менее 95 %; значения порога достоверной корреляции рассчитаны с учётом числа степеней свободы каждого из сопоставляемых временных рядов, которое определено по их автокорреляционным функциям.
Как мера силы влияния вариаций суммарной продолжительности некоторого арктического блокинга на межгодовые изменения среднемесячных значений температуры рассматриваемых районов ЕТР использовано общее количество районов между меридианами 30°Е и 60°Е (включающее практически всю ЕТР), для которых связи данных процессов признаны значимыми.
Расположения этих районов отображены на контурной карте Европы с использованием метода триангуляции Делоне [11].
При решении второй задачи определялось расположение районов ЕТР, для которых связи межгодовых изменений среднемесячных температур с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов признаны значимыми не менее чем для двух последовательных весенних месяцев. При выявлении таких районов для каждой пары последовательных весенних месяцев сравнивались между собой карты, построенные при решении первой задачи.
Результаты исследования и их анализ. В результате решения первой задачи проанализированы статистические связи межгодовых изменений среднемесячных значений поверхностных температур каждого из рассматриваемых районов территорий и акваторий Европы в марте, апреле и мае с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом, Европейском и Сибирском секторах, которые опережают их по времени на 0-3 месяца. Выявлены районы ЕТР, для которых рассматриваемые связи являются статистически значимыми.
Установлено, что подобные районы существуют лишь при некоторых условиях. В подтверждение этому в табл. 2 представлена информация о количестве районов ЕТР, для которых связи межгодовых изменений среднемесячных значений их поверхностных температур с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в различных секторах признаны значимыми.
Из табл. 2 видно, что в марте преобладают районы с отрицательной корреляцией суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом секторе в феврале с поверхностной температурой на ЕТР в марте. Им принадлежит наибольшая суммарная площадь, хотя существуют районы и с положительной корреляцией.
В апреле в большинстве районов ЕТР отмечается значимая положительная корреляция межгодовых изменений среднемесячных значений поверхностных температур с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в феврале.
Выявлены многочисленные районы ЕТР, где корреляция межгодовых изменений среднемесячных значений поверхностных температур в мае с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом секторе в апреле или мае, а также в Европейском секторе в апреле, значимо положительна.
Таблица 2. Количество районов ЕТР, для которых связи межгодовых изменений среднемесячных значений поверхностных температур с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в некотором секторе значимы
Корреляция Положительная Отрицательная
сектор сдвиг, месяц март апрель май март апрель май
0 0 2 115 68 0 0
Атлантический 1 49 0 13 114 0 0
2 0 217 0 0 8 0
0 0 0 0 22 0 67
Европейский 1 0 0 53 0 17 0
2 0 0 0 0 0 79
0 0 0 0 0 0 0
Сибирский 1 0 0 0 32 0 2
2 1 0 0 100 0 29
Районы ЕТР с отрицательной корреляцией изучаемых процессов отмечаются в основном, если арктический блокинг расположен на западе Европейского сектора, а межгодовые вариации его суммарной продолжительности рассматриваются в мае или марте. Имеются такие районы и в случае, если арктический блокинг расположен в Сибирском секторе, но количество их весьма невелико.
При решении второй задачи установлено, что среди выявленных районов, для которых корреляция изучаемых процессов и их факторов положительна, существуют те, расположения которых в весенние месяцы остаются неизменными. Расположения подобных районов показано на рис. 1.
Рис. 1. Районы ЕТР, для которых корреляция межгодовых вариаций суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом секторе и изучаемых процессов положительна: А) температуры в марте, блокинг в феврале; Б) температуры в апреле, блокинг в феврале; В) температуры в мае, блокинг в мае (оконтурены чёрной линией).
Как видно на рис. 1А, районы ЕТР, где корреляция межгодовых изменений среднемесячных значений поверхностных температур в марте с вариациями суммарной продолжительности в феврале арктического блокинга в Атлантическом секторе положительна, включают акваторию Каспийского моря, а также территории восточных регионов Южного и Северо-Кавказского Федеральных округов. Аналогичные связи выявлены и для акваторий Норвежского моря.
Из рис. 1Б следует, что область, в которой локализованы районы ЕТР, где межгодовые изменения их поверхностных температур в апреле значимо положительно коррели-рованы с вариациями суммарной продолжительности в феврале арктического блокинга в Атлантическом секторе, включает все территории, показанные на рис. 1А. Относятся к ней и территории многих регионов Центрального, Южного и Приволжского федеральных округов, а также всех прочих регионов Северо-Кавказского федерального округа.
Рис. 1В показывает, что расположения многих районов ЕТР, где межгодовые изменения среднемесячных значений поверхностных температур в мае значимо положительно коррелированы с вариациями суммарной продолжительности в мае арктических блокингов в Атлантическом секторе, соответствуют рис. 1А и 1Б. Область, в которой локализованы такие районы, включает территории восточных регионов Южного, Северо-Кавказского, Центрального и Приволжского федеральных округов. По сравнению с областью, показанной на рисунке 1Б, её западная граница расположена заметно восточнее, а общая площадь меньше.
Сопоставление рис. 1А-1В показывает, что увеличение в некотором году суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом секторе в феврале приводит к повышению среднемесячных значений поверхностных температур в этом же году в одних и тех же районах ЕТР и в марте, и в апреле. Если в этом же году суммарная продолжительность существования блокингов в том же секторе увеличивается ещё и в мае, в тех же районах ЕТР среднемесячные температуры поверхности в мае также повышаются. Подобное явление может служить предпосылкой возникновения на выявленных районах ЕТР весьма опасной и продолжительной засухи.
Способствовать этому может увеличение суммарной продолжительности арктических блокингов в Европейском секторе, которое наблюдается в апреле. В этом нетрудно убедиться, рассмотрев рис. 2, где показана область, в которой межгодовые изменения среднемесячных поверхностных температур в мае значимо и положительно коррелированы с вариациями суммарной продолжительности таких арктических блокингов.
Как следует из рис. 2, область, в которой межгодовые изменения поверхностных температур её районов значимо положительно коррелируют с вариациями суммарной продолжительности блокингов в Европейском секторе в апреле, включает территории
Рис. 2. Районы ЕТР, для которых корреляция межгодовых изменений поверхностных температур в мае с вариациями суммарной продолжительности блокингов в Европейском секторе в апреле положительна (оконтурены чёрной линией).
-10 0 10 20 30 40 50 60
некоторых регионов Центрального и Северо-Западного федерального округов и не пересекается с областями, показанными на рис. 1. Тем не менее, повышение в мае среднемесячных значений поверхностных температур её районов при условии, что одновременно происходит их повышение в области, показанной на рис. 1В, может привести к распространению происходящей в ней засухи и на выявленные районы.
На рис. 3 показаны расположения областей, в пределах которых межгодовые изменения среднемесячных значений поверхностных температур значимо отрицательно коррелированы с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в тех или иных секторах северного полушария.
Районы, где снижение среднемесячных значений поверхностных температур в марте происходит после того, как в феврале увеличивается суммарная продолжительность арктических блокингов в Атлантическом секторе, расположены на территориях Северо-Западного федерального округа России и Финляндии (рис. 3А).
Область, локализующая районы ЕТР, где в мае происходит снижение среднемесячных значений поверхностных температур, если в марте увеличилась суммарная продолжительность арктических блокингов в Европейском секторе, также расположена на территории Северо-Западного федерального округа, но существенно восточнее (рис. 3Б).
Области, в которых имеет место отрицательная корреляция рассматриваемых процессов, расположены на территориях Северо-Западного федерального округа России и Финляндии (рис. 3В). Они весьма обширны, но их границы с областями, показанными на рис. 3Б, а также 1В и 2, не пересекаются.
Рис. 3. Районы ЕТР, для которых значимая корреляция межгодовых изменений поверхностных температур с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов отрицательна: А) температуры в марте, блокинг в Атлантическом секторе в феврале; Б) температуры в мае, блокинг в Европейском секторе в марте; В) температуры в мае, блокинг в Европейском секторе в мае (оконтурены чёрной линией).
Из рис. 3 следует, что во всех показанных на нём областях те или иные изменения среднемесячных температур могут продолжаться не более одного месяца. Тем не менее, их повышение в мае, при условии, что одновременно происходит их повышение в области, показанной на рис. 1В, может привести к распространению засухи и на соответствующие районы ЕТР.
На рис. 4 показана область Восточной Европы, включающая западные регионы ЕТР, где корреляция межгодовых изменений суммарной продолжительности арктических блокингов в Европейском секторе в апреле с вариациями в том же месяце поверхностных температур с достоверностью не ниже 0,85 является значимой и положительной.
Рис. 4 показывает, что рассматриваемая область включает практически всю территорию стран Восточной Европы, а также часть ЕТР, которая расположена к западу от меридиана 39°Е. Из этого следует, что увеличение продолжительности арктических блокингов в Европейском секторе, которое происходит в апреле, может способствовать возникновению в этом же месяце весенней засухи во всех указанных регионах Европы
Рис. 4. Районы ЕТР, для которых корреляция межгодовых изменений поверхностных температур в апреле с вариациями суммарной продолжительности арктических блокингов в Европейском секторе в апреле положительна (оконтурена чёрной линией).
-10 0 10 20 30 40 50 60
Обсуждение результатов. На межгодовые изменения среднемесячных значений поверхностных температур во многих регионах ЕТР в весенние месяцы значимо влияют вариации суммарной продолжительности в феврале арктических блокингов, которые расположены в Атлантическом секторе. Данный результат в полной мере соответствует современным представлениям об атмосферной циркуляции в Атлантическом и Европейском секторах Северного полушария [16, 18].
Образование на некоторое время барического гребня, соединяющего арктический антициклон с азорским максимумом, приводит к возникновению меридионального потока сухого и холодного арктического воздуха, который движется по восточной периферии этого гребня в южном направлении.
Процесс внедрения арктического воздуха вдоль барического гребня продолжается в течение периода времени действия соответствующего ЭЦМ. После смены ЭЦМ барический гребень разрушается и рассматриваемый процесс завершается.
В процессе перемещения из Арктики к азорскому максимуму арктический воздух претерпевает термическую трансформацию, что приводит к существенному повышению его температуры. Несмотря на то, что в процессе перемещения увеличивается также его абсолютная влажность, распространение отрога азорского антициклона на восток приводит к наиболее сильным засухам на ЕТР.
Как известно, повышение в некотором регионе среднемесячных температур, которое вызвано образованием над ЕТР барического гребня, связывающего арктический ан-
тициклон с субтропическим, либо блокирующего антициклона, продолжается на протяжении не менее двух весенних месяцев и создаёт предпосылки для возникновения в нём засухи, а их снижение благоприятствует возникновению заморозков [2, 10, 12]. Поэтому полученные результаты представляют интерес для прогнозирования подобных опасных природных явлений. Из них следует, что наибольшую опасность представляют ситуации, при которых межгодовые изменения суммарной продолжительности существования блокингов в Атлантическом секторе в феврале и мае совпадают по знаку. Если эти изменения приводят к увеличению суммарной продолжительности блокингов, среднемесячные значения поверхностных температур увеличиваются, а риск возникновения засух возрастает. В противном случае среднемесячные значения поверхностных температур снижаются, что увеличивает риск возникновения заморозков.
К счастью, такие совпадения бывают не часто, что подтверждают приведённые в табл. 3 значения суммарной продолжительности арктических блокингов в Атлантическом секторе в феврале и мае 1982-2015 гг.
Из табл. 3 следует, что случаи, при которых межгодовые изменения продолжительности действия арктических блокингов в Атлантическом секторе и в мае, и в феврале, происходили в сторону их увеличения, и наблюдались в 1993, 1998, 1999, 2004, 2010 и 2015 гг. Именно в 1998, 1999, 2010 и 2015 гг. на ЕТР происходили экстремальные засухи, что вряд ли является случайным совпадением.
Таблица 3. Суммарная продолжительность арктических блокингов в Атлантическом секторе (П) в феврале и мае, а также их изменения в текущем году по отношению
к предыдущему (А)
Год Пфев. Пмай Афев. Амай Год Пфев. Пмай Афев. Амай
1982 6 13 1999 11 16 2 1
1983 21 9 15 -4 2000 9 12 -2 -4
1984 0 9 -21 0 2001 10 17 1 5
1985 0 10 0 1 2002 5 17 -5 0
1986 4 9 4 -1 2003 4 17 -1 0
1987 7 7 3 -2 2004 15 25 11 8
1988 5 6 -2 -1 2005 8 23 -7 -2
1989 0 7 -5 1 2006 11 21 3 -2
1990 0 10 0 3 2007 9 19 -2 -2
1991 0 12 0 2 2008 4 24 -5 5
1992 0 0 0 -12 2009 10 6 6 -18
1993 5 22 5 22 2010 11 28 1 22
1994 1 23 -4 1 2011 6 25 -5 -3
1995 4 23 3 0 2012 8 21 2 -4
1996 7 16 3 -7 2013 16 17 8 -4
1997 3 14 -4 -2 2014 1 12 -15 -5
1998 9 15 6 1 2015 7 29 6 17
Дополнительным фактором, увеличивающим риск возникновения засухи в мае некоего года, является увеличение суммарной продолжительности арктического бло-кинга в Европейском секторе в апреле, а также уменьшение его суммарной продолжительности в марте.
Вариации суммарной продолжительности блокингов в других секторах и в другие месяцы не оказывают значимого влияния на изменения среднемесячных температур поверхности каких-либо районов ЕТР в весенние месяцы.
Анализ временных рядов суммарной продолжительности ЭЦМ, которые являются блокирующими для того или иного сектора, позволил определить суммарную продолжительность всех ЭЦМ, которые для Атлантического сектора являлись блокирующими в феврале и мае. Их суммарные значения (П), а также соответствующие значения угловых коэффициентов линейных трендов (G), которые рассчитаны за четвёртый период третьей циркуляционной эпохи (1998-2015 гг.), представлены в табл. 4.
Таблица 4. Суммарная за период 1998-2015 гг. продолжительность действия (П) блокирующих ЭЦМ для Атлантического сектора, а также угловые коэффициенты линейных трендов (О) их временных рядов [7]
Месяц ЭЦМ 3 9а 8а 8гз 8бл 8гл 12бз 12а 12бл
февраль П, сут 3 0 6 21 0 0 64 59 0
февраль G, сут/год -0,05 0 0,00 -0,08 0 0 -0,17 0,25 0
май П, сут 33 80 28 3 5 7 0 135 53
май G, сут/год 0,02 -0,09 -0,19 -0,01 0,02 -0,05 0 0,54 0,12
Табл. 4 даёт представление о том, что в рассматриваемый отрезок времени наибольшие суммарные значения продолжительности действия в феврале соответствовали ЭЦМ 12бз и 12а, а в мае - 9а, 12а и 12бл.
При этом значимый возрастающий тренд присутствует лишь в рядах для февраля, соответствующих ЭЦМ 12а, а для мая - ЭЦМ 12а и 12бл. Из этого следует, что главную роль в изменениях среднемесячных температур районов ЕТР в весенние месяцы играет ЭЦМ 12а.
На рис. 5 представлено изменение со временем суммарной продолжительности этого ЭЦМ (П) в феврале и мае.
Из рис. 5 следует, что суммарная продолжительность ЭЦМ 12а и в феврале, и в мае в четвёртом периоде третьей циркуляционной эпохи (1998-2015 гг.) существенно больше, чем в её третьем периоде (1981-1997 гг.). Обе величины (П и О) носят возрастающий характер, что позволяет предположить, что в будущем влияние ЭЦМ 12а на температуры районов ЕТР и на риски возникновения здесь засух усилится.
Выводы. 1. Условия, при которых в апреле и мае во многих районах ЕТР происходит повышение поверхностных температур (что создает предпосылки для возникновения засухи), возникают лишь в случае, если, по сравнению с предыдущим годом, увеличивается в феврале и в мае суммарная продолжительность арктических блокингов в Атлантическом секторе. Способствует этому также увеличение суммарной продолжительности блокинга в Европейском секторе в апреле, а также её уменьшение в марте.
Рис. 5. Суммарная продолжительность ЭЦМ 12а (сутки): 1 - февраль, 2 - май.
2. Происходившие в четвёртом периоде третьей циркуляционной эпохи изменения среднемесячных температур весенних месяцев были в основном обусловлены действием в феврале блокирующих процессов, направленных на Восточную Сибирь, и распространением сформировавшегося антициклона на Европейскую территорию России, а в мае распространением на ЕТР части антициклона, сформировавшегося в результате арктического вторжения на Западную Сибирь. При сохранении в будущем современных тенденций изменения суммарной продолжительности этих процессов, их влияние на межгодовые изменения среднемесячных температур на ЕТР весной может стать преобладающим.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Прикладная статистика и основы эконометрики. М.: ЮНИТИ, 1998. 1022 с.
2. Грингоф И.Г., Клещенко А.Д. Основы сельскохозяйственной метеорологии. Т. 1. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 2011. 808 с.
3. Дзердзеевский Б.Л. Циркуляционные механизмы в атмосфере Северного полушария в ХХ столетии // Материалы метеорологических исследований. М.: ИГ АН СССР, 1968. 240 с.
4. Дзердзеевский Б.Л., Курганская В.М., Витвицкая З.М. Типизация циркуляционных механизмов в северном полушарии и характеристика синоптических сезонов // Тр. н.-и. учреждений Гл. упр. гидромет. службы при СМ СССР. Сер. 2. Синоптическая метеорология. Вып. 21. Центральный институт прогнозов. М.-Л.: Гидрометиздат, 1946. 80 с.
5. Закс Ш. Теория статистических выводов / Пер. с англ. Е.В. Чепурина, под ред. Ю.К. Беляева. М.: Мир, 1985. 776 с.
6. Колебания циркуляции атмосферы Северного полушария в ХХ-начале XXI века (http://www.atmospheric-circulation.ru).
7. Кононова Н.К. Классификация циркуляционных механизмов Северного полушария по Б.Л. Дзердзеевскому. М.: Воентехиниздат, 2009. 372 с.
8. Мищенко З.А. Агроклиматология. Учебник. Киев: Изд-во Дакор, 2009. 512 с.
9. Мохов И.И. Акперов М.Г, Прокофьева М.А. Блокинги в Северном полушарии и Евро-Атлантическом регионе: оценки изменений по данным реанализа и модельным расчетам // ДАН. 2013. Т. 449. №5. С. 1-5.
10. Семёнова И.Г. Роль процессов блокирования в формировании засух на Украине // Труды ГГО им. Воейкова. 2013. Вып. 569. С. 124-136.
11. Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и ее применение. Томск: Изд-во Томского гос. унта, 2002. 128 с.
12. Стихийные бедствия и техногенные катастрофы. Превентивные меры. М.: Альпина Паблишер, 2012. 312 с.
13. Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 456 с.
14. Шакина Н.П., Иванова А.Р. Блокирующие антициклоны: современное состояние исследований и прогнозирование // Метеорология и гидрология. 2010. № 11. С. 5-18.
15. Шмакин А.Б., Чернавская М.М., Попова В.В. «Великая» засуха 2010 г. на ВосточноЕвропейской равнине: исторические аналоги, циркуляционные механизмы // Изв. РАН, серия географическая. 2013, № 6. С. 59-75.
16. Brencic M. Statistical Analysis of Categorical Time Series of Atmospheric Elementary Circulation Mechanisms - Dzerdzeevskii Classification for the Northern Hemisphere // PLoS ONE. 2016. 11(4).
17. Cherenkova E.A., Semenova I.G., Kononova N.K., Titkova T.B. Droughts and dynamics of synoptic processes in the south of the East European Plain at he beginning of the twenty-first century // Arid Ecosystems. 2015. V. 5 (2). Pp. 45-56.
18. Huth R, Beck C, Philipp A, Demuzere M, Ustrnul Z, Cahynova M, Kysely J, Tveito O.E. Classifications of atmospheric circulation patterns: recent advances and applications // Ann. NY Acad. Sci. 2008, 1146. Pp. 105-152.
19. Sulby M.L. Fundamentals of Atmospheric Physics. New York: Academic Press, 1996. 560 p.
20. Temporal Coverage: NOAA OI SST V2 High Resolution Dataset (https://www.esrl.noaa.gov/ psd/data/gridded/data.noaa.oisst.v2.highres.html).
REFERENCES
1. Ajvazjan S.A., Mhitarjan V.S. Applied Statistics and Econometrics fundamentals. 1022 p. (Moscow: YUNITI, 1998) (in Russian).
2. Gringof I.G., Kleshсhenko A.D. Fundamentals of Agricultural Meteorology. V. 1. 808 p. (Obninsk: VNIIGMI-MCD, 2011) (in Russian).
3. Dzerdzeevskii B.L. The circulation mechanisms in the atmosphere of the Northern Hemisphere in the twentieth century. Materialy meteorologicheskih issltdovanij. 240 p. (Moscow: IG AN SSSR, 1968) (in Russian).
4. Dzerdzeevskii B.L., Kurganskaya V.M., Vitvitskaya Z.M. Classification of circulation mechanisms in the Northern Hemisphere and characteristics of synoptic seasons. Trudy n.-i. uchrezhdenij Gl. upr. gidrometeorol. sluzhby pri Sovete Ministrov SSSR. Ser. 2. Sinopticheskaja meteorologija; V. 21. 80 p. (Moscow, Leningrad: Gidrometizdat, 1946) (in Russian).
5. Zacks S. The Theory of Statistical Inference. 626 p. (John Wiley & Sons Inc., 1971).
6. Fluctuations of the atmospheric circulation in the Northern Hemisphere in the twentieth century - beginning of the XXI century (http://www.atmospheric-circulation.ru).
7. Kononova N.K. Classification circulation mechanisms of the Northern Hemisphere according to BL Dzerdzeevskii. 372 p. (Moscow: Voentehinizdat, 2009) (in Russian).
8. Mishchenko Z.A. Agroclimatology. Textbook. 512 p. (Kiev: Publishing House of Dakor, 2009) (in Russian).
9. Mokhov I.I, Akperov M.G., Prokofieva M.A. Blocking in the Northern Hemisphere and the Euro-Atlantic region: assessment of changes from reanalysis data and model calculations. Doklady Rossijskoj Akademii nauk, 449 (5), 1-5 (2013) (in Russian).
10. Semyonova I.G. The role of blocking processes in the formation of drought in Ukraine. Trudy GGO. 569, 124-136 (2013) (in Russian).
11. Skvortsov A.V. Delaunay triangulation and its application. 128 p. (Tomsk, Publishing House of Tomsk State University, 2002) (in Russian).
12. Natural disasters and man-made disasters. Preventive measures. 312 p. (Moscow: Alpina Publisher , 2012) (in Russian).
13. Khromov S.P. Meteorology and climatology for the geographical departments. 456 p. (Leningrad: Gidrometeoizdat, 1983) (in Russian).
14. Shakina N.P., Ivanova A.R. Blocking anticyclones: the current state of research and forecast. Meteorologija igidrologija. 11, 5-18 (2010) (in Russian).
15. Shmakin A.B., Chernavskaya M.M., Popova V.V. 2010 «Great» drought at the East European Plain: historical analogies, circulation mechanisms. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk, Seriya Geograficheskaya, 6, 59-75 (2013) (in Russian).
16. Brencic M. Statistical Analysis of Categorical Time Series of Atmospheric Elementary Circulation Mechanisms - Dzerdzeevski Classification for the Northern Hemisphere. PLoS ONE, 11(4) (2016).
17. Cherenkova E.A., Semenova I.G., Kononova N. K., Titkova T.B. Droughts and dynamics of synoptic processes in the south of the East European Plain at the beginning of the twenty-first century. Arid Ecosystems. 5 (2), 45-56 (2015).
18. Huth R., Beck C., Philipp A., Demuzere M., Ustrnul Z., Cahynova M., Kysely J., Tveito O.E. Classifications of atmospheric circulation patterns: recent advances and applications. Ann NY Acad Sci, 1146, 105-152 (2008).
19. Sulby M.L. Fundamentals of Atmospheric Physics. 560 p.(New York: Academic Press,1996).
20. Temporal Coverage: NOAA OI SST V2 High Resolution Dataset (https://www.esrl.noaa.gov/ psd/data/gridded/data.noaa.oisst.v2.highres.html).
