Динамические характеристики стратосферных полярных вихрей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые представлены динамические характеристики стратосферных полярных вихрей на уровнях от 100 до 1 гПа (минимальная площадь вихря, минимальная средняя скорость ветра по границе вихря и минимальная скорость ветра, при которой сохраняется динамический барьер), рассчитанные с использованием метода оконтуривания вихрей с помощью геопотенциала на основе данных реанализа ERA5. Получены сезонные изменения и усреднённые зимние вертикальные профили площади вихря, средней скорости ветра по границе вихря и средней температуры внутри вихря для антарктического и арктического полярных вихрей. Определена среднесуточная вероятность ослабления динамического барьера по границе вихря в зимний период по данным за 1979–2021 гг. в Арктике и Антарктике. Показано, что наиболее низкая вероятность ослабления динамического барьера (и возможного разрушения полярного вихря) в зимний период прослеживается на уровнях от 30 до 3 гПа и достигает менее 50% в Арктике и менее 1% в Антарктике. На уровне 50 гПа вероятность ослабления динамического барьера составляет 53.7% в Арктике и 1.4% в Антарктике.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Зуев

Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vzuev@list.ru

Член-корреспондент РАН 

Россия, Томск

Е. С. Савельева

Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской Академии наук; Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук

Email: vzuev@list.ru
Россия, Томск; Москва

Список литературы

  1. Scherhag R. Neue Methoden der Wetteranalyse und Wetterprognose. Berlin: Springer, 1948. 424 p.
  2. Gutenburg B. New data on the lower stratosphere // B. Am. Meteorol. Soc. 1949. V. 30. № 2. P. 62–64.
  3. Brasefield C. J. Winds and temperatures in the lower stratosphere // J. Meteorol. 1950. V. 7. № 1. P. 66–69.
  4. Palmer C. E. The stratospheric polar vortex in winter // J. Geophys. Res. 1959. V. 64. № 7. P. 749–764.
  5. Farman J. C., Gardiner B. G., Shanklin J. D. Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction // Nature. 1985. V. 315. № 6016. P. 207–210.
  6. Holton J. R. The dynamics of sudden stratospheric warmings // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1980. V. 8. P. 169–190.
  7. Holton J. R., Haynes P. H., McIntyre M. E. et al. Stratosphere-troposphere exchange // Rev. Geophys. 1995. V. 33. № 4. P. 403–439.
  8. Kolstad E. W., Breiteig T., Scaife A. A. The association between stratospheric weak polar vortex events and cold air outbreaks in the Northern Hemisphere // Q. J. Roy. Meteor. Soc. 2010. V. 136. No 649. P. 886–893.
  9. Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 global reanalysis // Q. J. Roy. Meteor. Soc. 2020. V. 146. № 729. P. 1–51.
  10. Zuev V. V., Savelieva E. Stratospheric polar vortex dynamics according to the vortex delineation method // J. Earth Syst. Sci. 2023. V. 132. № 1. P. 39.
  11. Lawrence Z. D., Manney G. L., Wargan K. Reanalysis intercomparisons of stratospheric polar processing diagnostics // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. № 18. P. 13547–13579.
  12. Smith M. L., McDonald A. J. A quantitative measure of polar vortex strength using the function M // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. № 10. P. 5966–5985.
  13. Варгин П. Н., Кострыкин С. В., Ракушина Е. В. и др. Исследование изменчивости дат весенних перестроек циркуляции стратосферы и объема полярных стратосферных облаков в Арктике по данным моделирования и реанализа // Известия РАН. ФАО. 2020. Т. 56. № 5. С. 526–539.
  14. Vargin P., Kostrykin S., Koval A. et al. Arctic stratosphere changes in the 21st century in the Earth system model SOCOLv4 // Front. Earth Sci. 2023. V. 11. P. 1214418.
  15. Vargin P. N., Kostrykin S. V., Volodin E. M. et al. Arctic stratosphere circulation changes in XXI century in simulations of INM CM5 // Atmosphere. 2022. V. 13. № 1. P. 25.
  16. Лукьянов А. Н., Варгин П. Н., Юшков В. А. Исследование с помощью лагранжевых методов аномально устойчивого арктического стратосферного вихря, наблюдавшегося зимой 2019–2020 гг. // Известия РАН, ФАО. 2021. Т. 57. № 3. С. 278–285.
  17. Zuev V. V., Savelieva E. Antarctic polar vortex dynamics depending on wind speed along the vortex edge // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. № 6–7. P. 2609–2616.
  18. Holton J. An Introduction to Dynamic Meteorology. 4th Edition. California: Academic Press, 2004. 535 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внутригодовые среднесуточные изменения площади антарктического и арктического полярных вихрей на уровнях 2, 10 и 50 гПа с 1979 по 2021 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внутригодовые среднесуточные изменения средней скорости ветра по границе антарктического и арктического полярных вихрей на уровнях 2, 10 и 50 гПа с 1979 по 2021 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Внутригодовые среднесуточные изменения средней температуры внутри антарктического и арктического полярных вихрей на уровнях 2, 10 и 50 гПа с 1979 по 2021 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Внутригодовые среднесуточные изменения среднего массового отношения смеси озона внутри антарктического и арктического полярных вихрей на уровнях 2, 10 и 50 гПа с 1979 по 2021 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Внутригодовые среднесуточные изменения среднего геопотенциала внутри антарктического и арктического полярных вихрей на уровнях 2, 10 и 50 гПа с 1979 по 2021 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Усреднённые за зимний период 1979–2021 гг. значения площади полярного вихря, средней скорости ветра по границе вихря и средней температуры внутри вихря на уровнях от 70 до 1 гПа для антарктического и арктического полярных вихрей с СКО.

Скачать (431KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024