CC BY
81
___________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Том 156, кн. 2 Естественные науки
2014
УДК 551.524
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ТЕРМОБАРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПРИВОЛЖСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
Ю.П. Переведенцев, К.М. Шанталинский, Т.Р. Аухадеев, Н.В. Исмагилов, Р. Занди
Аннотация
Дано описание пространственно-временной изменчивости полей атмосферного давления, температуры воздуха и скорости ветра в тропосфере Северного полушария за период 1948-2013 гг. Выявлен отклик в барических полях внетропических широт на явление Эль-Ниньо - южное колебание, происходящее в приэкваториальной зоне Тихого океана, а также запаздывание низкочастотной компоненты температуры воздуха относительно изменений зональной циркуляции атмосферы в широтной зоне 30-70° с.ш. в зимний период. Вклад составляющих скорости ветра в изменения температуры достигает 60%. В качестве примера рассмотрена реакция температуры воздуха на территории Поволжья на воздействие ряда циркуляционных систем.
Ключевые слова: макроциркуляционные системы, индексы циркуляции, коэффициент корреляции, температура воздуха, атмосферное давление.
Введение
Цель настоящей работы - дать анализ изменений барико-циркуляционного и термического режимов в тропосфере Северного полушария (СП) в условиях глобального потепления климата начиная с середины XX в. по 2013 г. Как известно, крупномасштабные механизмы циркуляции атмосферы и океана являются важнейшими внутренними факторами в климатической системе Земли, участвующими в формировании климата и его изменчивости [1]. Для оценки влияния атмосферной циркуляции на колебания погоды и климата предложен ряд индексов. Наиболее известными среди них являются: североатлантическое колебание (North Atlantic oscillation, NAO), Эль-Ниньо - южное колебание (El Nino - Southern Oscillation, ENSO), тихоокеанско-североамериканский индекс (Pacific/North American pattern, PNA), полярно-евразийский индекс (Polar/Eurasia pattern, POL), западно-тихоокеанский индекс (West Pacific pattern, WP), восточноатлантический индекс (East Atlantic pattern, EA), скандинавский индекс (Scandinavia pattern, SCA), которые рассчитываются по барическому полю на АТ700. Указанные индексы, привязанные к определенным географическим регионам, были использованы в работе [2] для выявления причин колебания температуры приземного воздуха в регионах Северной Евразии во второй половине XX в., где показано, что современное потепление с середины 70-х годов связано с усилением зонального переноса при положительной фазе индекса NAO. До середины 70-х годов вариации температуры зимой главным образом объяснялись
156
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
157
изменениями индекса SCA. В работе [3] установлена тесная положительная корреляция между осредненной по территории Приволжского федерального округа (ПФО) зимней температурой и индексом NAO (коэффициент корреляции достигает значения 0.64).
К числу наиболее информативных индексов циркуляции относятся также Арктическая осцилляция (AO), формы атмосферной циркуляции Вангенгейма -Гирса [4], элементарные циркуляционные механизмы по классификации Дзердзеевского [5].
В широко известной классификации Вангенгейма - Гирса выделение типов атмосферной циркуляции (АЦ) основано на учете характера длинных термобарических волн в тропосфере и нижней стратосфере, распределения аномалий атмосферного давления, температуры воздуха и осадков, уровня и температуры воды в океанах и морях. Возможные варианты АЦ сводятся к трем основным типам: западной (W), восточной (E) и меридиональной (С). Тип циркуляции устанавливается по направлению основных переносов воздушных масс [6].
Между индексами циркуляции имеются взаимосвязи, о чем свидетельствуют рассчитанные коэффициенты корреляции r (см. табл. 1).
Табл. 1
Значения коэффициентов корреляции между индексами циркуляции для января
PNA SCA NAO NAO0 AO C E W
PNA 100
SCA -6 100
NAO -11 -6 100
NAO0 -7 -30 82 100
AO -25 -27 75 80 100
C 5 6 -27 -27 -10 100
E 2 52 -15 -26 -47 -47 100
W -6 -61 39 50 58 -35 -66 100
Примечание. Для расчетов были взяты ряды продолжительностью 1950-2001 гг. В таблице значения r умножены на 100, значения индекса NAO0 определялись по приземному давлению.
В [3] рассматриваются низкочастотные изменения ряда климатических характеристик, что похоже на подход [7], где циркуляционный режим рассматривается как элемент низкочастотной изменчивости атмосферы. При этом атмосферная циркуляция рассматривается как сложная система ветров, тесно связанная с барическим полем, и это взаимодействие главным образом определяет изменения погоды и климата.
В условиях современного глобального потепления климата происходят и структурные изменения атмосферной циркуляции и поля давления. В более ранних наших работах [8-11] представлен анализ современных изменений температурного поля в масштабе как СП, так и отдельных регионов. В настоящей статье в развитие этих работ главное внимание уделяется изменениям барико-циркуляционного режима СП и оценке статистических связей между циркуляционными системами и характеристиками давления и температуры воздуха ПФО.
158
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
2. Материалы и методы
В качестве исходных материалов для настоящего исследования использовались временные ряды месячных значений температуры воздуха и атмосферного давления на территории ПФО в период 1966-2009 гг., а также данные NCEP/NCAR-реанализа приповерхностной температуры воздуха, атмосферного давления и компонент скорости ветра в тропосфере СП за последние 66 лет (1948-2013 гг.), распространяемые Отделением физических наук научно-исследовательской лаборатории по изучению Земли (NOAA/OAR/ESRL PSD), г. Боулдер, Колорадо, США. Индексы атмосферной циркуляции брались с сайта http://www.cpc.ncep.noaa.gov/ data/teledoc.
Были построены поля средних многолетних значений и характеристик временной изменчивости указанных метеорологических величин для СП. При этом основное внимание уделялось исследованию процессов в умеренной зоне СП (30-70° с.ш.), включающей территорию ПФО.
Методами тренд-анализа исследовались временные тенденции метеовеличин, выделение низкочастотной компоненты осуществлялось с помощью низкочастотного фильтра Поттера с точкой отсечения 10 лет и более.
По данным реанализа в узлах сетки и по регионам рассчитывались значения коэффициентов корреляции (г) рядов температуры, давления, компонент скорости ветра и циркуляционных индексов.
3. Результаты и их обсуждение
Построенные для каждого из месяцев средние многолетние карты пространственного распределения приземного давления и величин среднеквадратического отклонения (СКО) позволяют проследить за структурными изменениями в течение года, что особенно заметно по поведению центров действия атмосферы (ЦДА) и очагов наибольшей изменчивости СКО в полях давления. Особый интерес представляют показатели временной изменчивости метеорологических величин. Естественно, что величина этих показателей зависит от масштаба пространственного осреднения, и данные рис. 1 это наглядно подтверждают. Действительно, средняя многолетняя годовая амплитуда атмосферного давления (АД) на уровне моря достигает максимального значения (~ 8.33 гПа) для территории ПФО, для широтной зоны 30-70° с.ш. она составляет ~ 3.58 гПа, а для полушария в целом ~ 2.74 гПа. Величина АД достигает наибольших значений в зимнее время, а наименьших - в летнее. Естественно, что с увеличением территории происходит сглаживание, а в обширной тропической зоне Земли годовые изменения невелики.
По среднемесячным значениям АД за период 1966-2009 гг. были вычислены коэффициенты наклона линейного тренда (КНЛТ) (гПа / 10 лет) с целью оценки тенденции изменения барического поля во времени. Значения этих коэффициентов приведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, значения КНЛТ для СП и зоны 30-70° с.ш. несущественны ввиду компенсации тенденций противоположных знаков в результате осреднения по обширной территории. На территории ПФО значения КНЛТ повсеместно отрицательны в зимний период и наиболее значительны в феврале, когда КНЛТ достигает -1.46 гПа / 10 лет, что свидетельствует о понижении
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
159
Рис. 1. Годовой ход АД (период осреднения 1966-2009 гг.)
Табл. 2
КНЛТ (гПа / 10лет) среднемесячных значений АД
Регион I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
СП 0.06 0.09 0.09 -0.02 0.03 0.07 0.07 0.06 0.02 0.07 0.04 0.04
30-70° с.ш. 0.06 0.07 0.11 -0.06 0.00 0.06 0.04 0.06 0.05 0.09 0.07 0.05
ПФО -1.34 -1.46 -1.08 0.24 -0.81 -0.17 0.32 -0.27 0.25 0.55 0.43 -0.18
давления зимои в этом регионе в связи с усилением циклоническом деятельности и потеплением. Заметим, что КНЛТ температуры воздуха в ПФО имеет положительным знак и свидетельствует о потеплении зим. В летние месяцы значения КНЛТ на территории ПФО знакопеременны и статистически незначимы.
О степени однородности процессов на исследуемых территориях можно судить по рассчитанным корреляционным связям в поле давления между рассматриваемыми регионами. Как видно из табл. 3, они наиболее сильные в зимний период для ПФО и широтной зоны 30-70° с.ш., что является естественным, так как ПФО входит в эту зону, а также между давлением всего полушария и давлением широтной зоны 30-70° с.ш. Для ПФО и СП характерны слабые корреляционные связи (за исключением января), особенно в летний период, когда коэффициент корреляции приближается к нулю.
Рассчитанные в узлах сетки СП коэффициенты наклона линейного тренда представлены на рис. 2. В значительной части внетропических широт западного полушария и зимой, и летом в период с 1948 по 2013 гг. давление уменьшалось. Более активно этот процесс происходил в зимний период. Во внетропических широтах Евразии изменение давления, аппроксимируемое линейной функцией, зимой и летом имеет противоположную направленность.
Основные очаги уменьшения давления в зимний период занимают северную и северо-западную часть Северной Атлантики, Гренландию и острова Канадского архипелага, они располагаются также в восточной Евразии и в районе Алеутских островов. Области положительных значений КНЛТ в этот сезон занимают всю западную Европу, Кавказ и Закавказье и простираются вдоль 35° с.ш. до 90° в.д. Кроме того, в линейном приближении давление увеличивается также в центре северной части Африки.
160
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
Табл. 3
Коэффициенты линейной корреляции r между рядами среднемесячного атмосферного давления (г 100)
Регион I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
ПФО и СП 48 25 14 29 32 5 3 15 24 23 25 35 35
ПФО и зона 30-70° с.ш. 57 61 63 58 60 43 60 54 53 47 57 69 56
СП и зона 30-70° с.ш. 59 51 48 42 45 37 43 38 64 58 40 44 45
Летом в линейном приближении давление росло практически на всей территории Евразии, причем основной очаг положительных значений КНЛТ располагается в области восточного центра Азиатской депрессии в Монголии к югу от оз. Байкал. Второй очаг положительных значений КНЛТ давления располагается в северной Африке. На остальной части полушария результирующее изменение давления за период с 1948 по 2013 г. невелико.
Величины КНЛТ были осреднены вдоль широтных кругов, начиная от экватора до северного полюса, через каждые 2.5°, что позволило построить меридиональный разрез (рис. 3).
В широтной зоне 0-35° с.ш. значения КНЛТ положительны, не значительны по величине и примерно равны друг другу. Во внетропических широтах ход КНЛТ существенно различен зимой и летом. Зимой переход к отрицательным значениям происходит севернее 45° с.ш. Севернее величина отрицательного тренда возрастает, и тренд достигает максимума по абсолютной величине вблизи 67° с.ш. Далее к полюсу абсолютная величина отрицательных значений КНЛТ несколько уменьшается. Таким образом, в зимний период наиболее активное понижение давления в среднем за исследуемый период имело место в широтной зоне, близкой к северному полярному кругу.
Летом в умеренных широтах СП средняя величина КНЛТ сначала растет, достигая максимума вблизи широты 45°. Затем в более северных широтах КНЛТ уменьшается, меняя знак на отрицательный на 70° с.ш. Максимальной отрицательной величины коэффициент достигает на северном полюсе.
Для выявления временной динамики в поле атмосферного давления путем осреднения значений АД в узлах регулярной сетки были получены временные ряды в период 1948-2013 гг. для всего СП, широтной зоны 30-70° с.ш. и ПФО. Анализ сглаженных значений этих рядов, приведенных на рис. 4 для территории ПФО, показывает, что в январе изменения АД носят колебательный характер, а в июле наблюдается его монотонный рост. При этом в январе (особенно в ПФО) визуально отмечается колебание с 40-летним периодом (рис. 3).
С целью выявления наиболее информативных индексов атмосферной циркуляции были рассчитаны коэффициенты линейной корреляции между индексами NAO, AO, SCA и значениями температуры и давления в 54 узлах сетки, равномерно покрывающей территорию округа. Значения коэффициентов корреляции для каждого месяца представлены в табл. 4. Выявилось, что наиболее тесные связи устанавливаются с индексами SCA, характеризующими степень блокирования западного переноса над Европейской территорией. Во всех случаях
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
161
15 в.д.
Январь
Июль
Рис. 2. Коэффициент наклона линейного тренда давления приведенного к уровню моря за период с 1948 по 20013 г. в январе и июле
162
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
Рис. 3. Распределение линейных трендов атмосферного давления (гПа/год) по широтным кругам зимой (XII - II) и летом (VI - VIII)
проявляется годовой ход. Величина r имеет наибольшие значения в холодный период и наименьшие в теплый. Важно отметить, что корреляционные связи между индексами циркуляции и величинами давления и температуры имеют разные знаки.
В метеорологии важное внимание уделяется исследованию дальних связей. Так, в работе [12] показано, что Эль-Ниньо - южное колебание оказывает воздействие на процессы, происходящие в системе атмосфера - океан, на значительном удалении от места возникновения этого явления. В настоящей работе рассчитывались коэффициенты корреляции между температурой воздуха и атмосферным давлением в 54 узлах, расположенных на территории ПФО, и между рядами индекса NAO в периоды активной фазы Эль-Ниньо (1978-1998 гг.) и слабовыраженной (1948-1967 гг.). Результаты расчетов приведены в табл. 5, которые свидетельствуют о том, что явление ENSO в своей активной фазе оказывает сильное воздействие в зимний период на Северо-Атлантическое колебание, которое, в свою очередь, способствует выносу на европейскую часть России, включая ПФО, тепла с Атлантики, что приводит к высоким статистически значимым коэффициентам корреляции. Таким образом, усиление NAO является откликом на активную фазу Эль-Ниньо.
В научной литературе ведется дискуссия о причинах современного потепления климата. Наиболее разработанной является парниковая теория изменений климата, которой придерживаются большинство исследователей [13]. С нашей точки зрения, значительная роль принадлежит атмосферной циркуляции. Для доказательства этого положения была проделана следующая работа. Вычислялись коэффициенты корреляции между значениями индекса NAO и среднемесячными значениями температуры воздуха и атмосферного давления в узлах регулярной сетки по всему СП. Полученные корреляционные поля имеют очаговую структуру.
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
163
Рис. 4. Исходный и сглаженный ход атмосферного давления (НЧ-фильтр Поттера с точкой отсечение 20 лет), осредненного по территории ПФО за период 1948-2013 гг. в январе и июле
Так, коэффициенты корреляции в поле температуры превышают значение
0.6 в средней полосе Европы, в то же время в Северной Атлантике сформировался очаг отрицательных значений r с наибольшими значениями южнее Гренландии. Действительно, западный перенос с Северной Атлантики в зимний период способствует повышению температуры на континенте, в то же время в тыл исландского минимума осуществляется заток арктического воздуха, что приводит к охлаждению океанических вод. И если в случае с температурой диполь
164
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
Табл. 4
Коэффициенты линейной корреляции между рядами температуры и давления и индексами циркуляции атмосферы (1948-2013 гг.) по ПФО (r 100)
r I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Т и NAO 33 32 46 -7 -32 -35 -11 -7 8 -6 -10 47 11
Р и NAO -23 -20 -5 -1 -14 0 12 30 9 3 15 -20 -20
Т и AO 42 32 42 10 -7 -14 27 0 16 14 28 49 36
Р и AO -59 -36 -24 -28 -27 -5 20 0 -22 -29 -26 -32 -42
Т и SCA -65 -64 -29 -38 -36 -13 0 -6 -28 -49 -25 -30 -51
Р и SCA 74 70 86 45 20 26 22 39 39 29 77 81 57
Табл. 5
Коэффициенты линейной корреляции между индексами NAO и рядами давления (Р) и температуры (Т), осредненных по ПФО (r 100)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1978-1998 гг.
r(NAO; P) -60 -49 -68 17 16 -41 29 1 -20 -28 11 -1
r(NAO; T) 76 53 50 6 -6 -29 12 10 27 11 7 19
1948-1967 гг.
r(NAO; P) -56 -27 -51 -16 -19 -14 -1 31 -10 -18 0 21
r(NAO; T) 32 27 6 -40 -15 -18 6 21 -4 36 -11 8
в поле корреляции располагался вдоль широтного круга, то в поле изокоррелят, рассчитанных между NAO и давлением, диполь возникает вдоль меридиана. В обширной полярной области r отрицательны и достигают значения -0.8, а в районе расположения Азорского антициклона, на северо-западе Северной Африки и в прилегающей части Атлантического океана коэффициенты корреляции положительны (г достигает 0.8). Подобная структура в поле изокоррелят сформировалась потому, что при положительной фазе NAO давление падает на севере (г < 0) и растет на юге (г > 0), что обусловлено динамикой исландского и азорского центров действия атмосферы. Все это свидетельствует о важном вкладе атмосферной циркуляции в изменчивость метеорологических полей.
В целях установления причинно-следственной связи между временными изменениями метеорологических полей были вычислены низкочастотные компоненты (с периодами колебаний более 10 лет) для индекса NAO, зональной скорости ветра на АТ850 и температуры воздуха в широтной зоне 30-70° с.ш. для зимы и лета. Анализ показывает, что во временном ходе (1948-2013 гг.) зимой экстремумы циркуляционных индексов упреждают на несколько лет экстремумы температуры, что свидетельствует о ведущей роли динамического фактора. В целом между низкочастотными кривыми наблюдается хорошее согласование (рис. 5). При этом множественные коэффициенты корреляции, рассчитанные между скоростью ветра на изобарической поверхности 850 гПа и температурой воздуха, достигают 0.8, что дает основание оценивать вклад скорости ветра в общую дисперсию температуры воздуха в 60% и выше. В летний период картина обратная: кривые НЧК температуры и циркуляционных индексов
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
165
МАО L\nr м/с Г,, °С
МАО м/с Ts, °С
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Лето (vi-viil)
Рис. 5. Многолетний ход низкочастотного компонента с периодом более 10 лет аномалий зимних (а) и летних (б) значений приземной температуры воздуха (°С) (1), зональной скорости ветра (м/с) на АТ850 (2) и индекса NAO (3)
166
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
находятся в противофазе, и, следовательно, температура растет с 1976 г. по настоящее время под влиянием радиационного фактора (рис. 5). Действительно, в работе [14] отмечено, что в последние годы более частыми становятся блокирующие ситуации, что приводит к росту летней температуры в антициклоническом поле, в то же время в [15] отмечается глобальное уменьшение общей облачности, что также приводит к усилению радиационного потока.
Выводы
Дана оценка КНЛТ атмосферного давления осредненного по территории СП, широтной зоне 30-70° с.ш. и ПФО. Выявлена тенденция понижения АД особенно в ПФО в зимний период (-1.46 гПа / 10 лет), и слабый рост в летний (0.32 гПа / 10 лет).
В меридиональном разрезе сезонные значения КНЛТ положительны в низких широтах (до 45° с.ш.) и отрицательны в высоких.
Наиболее тесная связь между температурой и давлением атмосферного воздуха на территории ПФО устанавливается в холодный период с циркуляционным индексом SCA.
В периоды с активной фазой ENSO значительно усиливаются связи между температурой воздуха и атмосферным давлением и индексом NAO.
В результате исследования низкочастотной изменчивости зональной компоненты ветра и приповерхностной температуры в широтной зоне 30-70° с.ш. в период 1948-2013 гг. выявлена ведущая роль циркуляции в формировании изменчивости температуры (запаздывание). Согласно множественным коэффициентам корреляции вклад скоростей ветра в общую дисперсию температуры в отдельных регионах превосходит 60%.
Литература
1. Алексеев Г.В. Исследования изменений климата Арктики в XX столетии // Труды ААНИИ. - 2003. - Т. 446. - С. 6-21.
2. Попова В.В., Шмакин А.Б. Циркуляционные механизмы крупномасштабных аномалий температуры воздуха зимой в Северной Евразии в конце ХХ столетия // Метеорология и гидрология. - 2006. - № 12. - С. 15-24.
3. Переведенцев Ю.П., Шанталинский К.М., Важнова НА. Пространственно-временные изменения основных показателей температурно-влажностного режима в Приволжском федеральном округе // Метеорология и гидрология. - 2014. - № 4. - С. 32-48.
4. Переведенцев Ю.П., Мохов И.И., Елисеев А.В. Теория общей циркуляции атмосферы. -Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2013. - 24 с.
5. Дзердзеевский Б.Л. Общая циркуляция атмосферы и климат. - М.: Наука, 1975. -285 с.
6. Неушкин А.И., Сидоренков Н.С., Санина А.Т. и др. Мониторинг общей циркуляции атмосферы. Северное полушарие (Справочная монография). - Обнинск. ВНИИГМИ-МЦД, 2012. - 123 с.
7. Муравьев А.В. Режимы атмосферной циркуляции и долгосрочный прогноз погоды:
Автореф. дис..д-ра физ.-мат. наук. - М., 2006. - 36 с.
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
167
8. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Наумов Э.П., Шанталинский К.М. Особенности проявления современного потепления климата в тропосфере Атлантико-Европейского региона // Метеорология и гидрология. - 2004. - № 2. - С. 38-47.
9. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Наумов Э.П., Шанталинский К.М. Региональные проявления современного потепления климата в тропо-стратосфере Северного полушария // Изв. РАН. Сер. геогр. - 2005. - № 6. - С. 6-16.
10. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Шанталинский К.М. Изменения климатических условий и ресурсов Среднего Поволжья. - Казань: Центр инновац. технологий, 2011. - 295 с.
11. Переведенцев Ю.П., Аухадеев Т.Р. Пространственно-временные изменения атмосферного давления на территории Приволжского федерального округа за последние десятилетия // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Биология, Науки о Земле. - 2013. -Вып. 4. - С. 112-122.
12. Петросянц М.А., Семенов Е.К., Гущина Д.Ю. и др. Циркуляция атмосферы в тропиках. Климат и изменчивость. - М.: МАКС Пресс, 1986. - 670 с.
13. ПереведенцевЮ.П. Теория климата. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2009. - 503 с.
14. Кононова Н.К. Классификация циркуляционных механизмов Северного полушария по Б.Л. Дзердзеевскому. - М.: Воентехиниздат, 2009. - 372 с.
15. Покровский О.М. Климатология облачности по результатам международного спутникового проекта // Труды ГГО. - 2012. - Вып. 565. - С. 115-131.
Поступила в редакцию 28.04.14
Переведенцев Юрий Петрович - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой метеорологии, климатологии и экологии атмосферы, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
E-mail: Yuri.Perevedentsev@kpfu.ru
Шанталинский Константин Михайлович - кандидат географических наук, доцент кафедры метеорологии, климатологии и экологии атмосферы, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
E-mail: Konstantin.Shantalinsky@kpfu.ru
Аухадеев Тимур Ринатович - аспирант кафедры метеорологии, климатологии и экологии атмосферы, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
E-mail: tauhadeev@yandex.ru
Исмагилов Наиль Вагизович - кандидат географических наук, доцент кафедры метеорологии, климатологии и экологии атмосферы, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
E-mail: ypereved@kpfu.ru
Занди Рахман - аспирант кафедры метеорологии, климатологии и экологии атмосферы, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.
E-mail: rahmanzandi@gmail.com
168
Ю.П. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ и др.
•к к к
EFFECT OF MACROCIRCULATION SYSTEMS ON THE THERMOBARIC CONDITIONS OF THE VOLGA FEDERAL DISTRICT
Yu.P. Perevedentsev, K.M. Shantalinskii, T.R. Aukhadeev, N. V. Ismagilov, R. Zandi
Abstract
The paper describes spatiotemporal variability of atmospheric pressure fields, air temperature and wind speed in the troposphere of the Northern Hemisphere over the period from 1948 to 2013. The southern oscillation in the subequatorial Pacific Ocean, and also the delay of the low-frequency temperature component with respect to the changes in zonal atmospheric circulation in a latitudinal zone between 30° N and 70° N are revealed as a response in the baric fields of extra-tropical latitudes on the El Nino phenomenon during the winter period. The contribution of wind speed to the temperature variations reaches 60%. The reaction of air temperature in the Volga Region to the influence of a number of circulating systems is considered as an example.
Keywords: macrocirculation systems, circulation indexes, correlation coefficient, air temperature, atmospheric pressure.
References
1. Alekseev G.V. Investigations of climate change in the Arctic during the 20th century. Trudy AANII, 2003, vol. 446, pp. 6-21. (In Russian)
2. Popova V.V., Shmakin A.B. Circulation patterns of large-scale temperature anomalies in winter in Northern Eurasia in the late 20th century. Meteorologiya i gidrologiya, 2006, no. 12, pp. 15-24. (In Russian)
3. Perevedentsev Yu.P., Shantalinskii K.M., Vazhnova N.A. Spatiotemporal changes in the basic characteristics of temperature and humidity in the Volga Federal District. Meteorologiya i gidrologiya, 2014, no. 4, pp. 32-48. (In Russian)
4. Perevedentsev Yu.P., Mokhov I.I., Eliseev A.V. Theory of Atmospheric General Circulation. Kazan, Izd. Kazan. Univ., 2013. 24 p. (In Russian)
5. Dzerdzeevskii B.L. Atmospheric General Circulation and Climate. Moscow, NauKa, 1975.285 p. (In Russian)
6. Neushkin A.I., Sidorenkov N.S., Sanina A.T. et al. Monitoring of Atmospheric General Circulation. The Northern Hemisphere (Reference Monograph). Obninsk, VNIIGMI-MTsD, 2012. 123 p. (In Russian)
7. Muravev A.V. Atmospheric circulation patterns and long range weather forecast. Extended Abstract of Dr. Phys.-Math. Sci. Diss. Moscow, 2006. 36 p. (In Russian)
8. Perevedentsev Yu.P., Vereschagin M.A., Naumov E.P., Shantalinskii K.M. Features of modern climate warming in the troposphere of the European Atlantic region. Meteorologiya i gidrologiya,
2004, no. 2, pp. 38-47. (In Russian)
9. Perevedentsev Yu.P., Vereschagin M.A., Naumov E.P., Shantalinskii K.M. Regional aspects of modern climate warming in the tropo-stratosphere of the Northern Hemisphere. Izv. RAN. Ser. Geogr.,
2005, no. 6, pp. 6-16. (In Russian)
10. Perevedentsev Yu.P., Vereschagin M.A., Shantalinskii K.M. Changes in the Climatic Conditions and Resources of the Middle Volga Region. Kazan, Tsentr innovatsionnykh tekhnologii, 2011. 295 p. (In Russian)
11. Perevedentsev Yu.P., Aukhadeev T.R. Spatiotemporal changes in atmospheric pressure in the Volga Federal District over the past few decades. Vestn. Udmurt. Univ. Ser. Biologiya, Nauki o Zemle, 2013, Issue 4, pp. 112-122. (In Russian)
12. Petrosyants M.A., Semenov E.K., Guschina D.Yu. et al. Atmospheric Circulation in the Tropics. Climate and Variability. Moscow, MAKS Press, 1986. 670 p. (In Russian)
13. Perevedentsev Yu.P. Theory of Climate. Kazan, Izd. Kazan. Univ., 2009. 503 p. (In Russian)
О ВЛИЯНИИ МАКРОЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ...
169
14. Kononova N.K. Classification of Circulation Patterns in the Northern Hemisphere according to B.L. Dzerdzeevskii. Moscow, Voentekhinizdat, 2009. 372 p. (In Russian)
15. Pokrovskii O.M. Cloud climatology based on the results of the International Satellite Project. Trudy GGO, 2012, Issue 565, pp. 115-131. (In Russian)
Received April 28, 2014
Perevedentsev Yurii Petrovich - Doctor of Geography, Professor, Head of the Department of Meteorology, Climatology and Ecology of the Atmosphere, Kazan Federal University, Kazan, Russia.
E-mail: Yuri.Perevedentsev@kpfu.ru
Shantalinskii Konstantin Mikhailovich - PhD in Geography, Associate Professor, Department of Meteorology, Climatology and Ecology of the Atmosphere, Kazan Federal University, Kazan, Russia.
E-mail: Konstantin.Shantalinsky@kpfu.ru
Aukhadeev Timur Rinatovich - PhD Student, Department of Meteorology, Climatology and Ecology of the Atmosphere, Kazan Federal University, Kazan, Russia.
E-mail: tauhadeev@yandex.ru
Ismagilov Nail Vagizovich - PhD in Geography, Associate Professor, Department of Meteorology, Climatology and Ecology of the Atmosphere, Kazan Federal University, Kazan, Russia.
E-mail: ypereved@kpfu.ru
Zandi Rahman - PhD Student, Department of Meteorology, Climatology and Ecology of the Atmosphere, Kazan Federal University, Kazan, Russia.
E-mail: rahmanzandi@gmail.com
