Дальние атмосферно-океанические связи в колебаниях климата

Дальние атмосферноокеанические связи в колебаниях
климата Атлантико-Европейского
региона и колебания скорости
вращения Земли.
Салугашвили Руслан Сергеевич.
«ВНИИГМИ-МЦД»
Обнинск.
Аномалии температуры с января 1979 по январь 2010г по
спутниковым данным (глобальное осреднение)
Самая высокая
температура
нижней
атмосферы
наблюдалась в
1998 году.
В начале ХХI века
температура
остается
высокой, но ее
дальнейшего
повышения не
наблюдается
Тренды среднегодовой температуры воздуха над сушей и океаном за 1976-1998 гг.
>=2.5
2..2.49
1.5..1.99
1..1.49
0.5..0.99
0..0.49
-0.1..-0.49
-0.5..-0.99
-1..-1.49
-1.5..-1.99
<-1.99
За исключением некоторых участков севера Канады, в которых наблюдалось
похолодание до -0.5оС/10 лет, потепление охватывало все Северное полушарие.
Потепление выше 0.5оС/10 заняло районы на севере Евразии, в Восточной
Сибири, в Монголии и на северо-востоке Китая. Самые большие положительные
тренды от 1.0 до 1.5оС/10 лет наблюдались в верхней половине бассейна р.Лена.
Тренды среднегодовой температуры воздуха над сушей и океаном за 1999-2009гг
>=2.5
2..2.49
1.5..1.99
1..1.49
0.5..0.99
0..0.49
-0.1..-0.49
-0.5..-0.99
-1..-1.49
-1.5..-1.99
<-1.99
Область положительных трендов 0.5оС/10 лет (и выше) расширилась и сместилась к
полюсу, Но главной особенностью этих лет является резкое похолодание климата на
севере Канады (тренды -1.5о С/ 10лет ) и появление обширных областей с
отрицательными трендами от -0.1 до -0.5оС/10лет, которые охватывают всю
Северную Америку и прилегающие части Атлантического и Тихого океанов в
средних широтах, огромную часть Тихого океана от побережья Азии до меридиана
около 200оВ.Д и район Северной Африки, Ближнего Востока и обширного
Прикаспийского региона.
Тренды среднегодовой температуры воздуха над сушей и океаном за 2004-2009гг
>=2.5
2..2.49
1.5..1.99
1..1.49
0.5..0.99
0..0.49
-0.1..-0.49
-0.5..-0.99
-1..-1.49
-1.5..-1.99
<-1.99
Oтрицательные тренды температуры в эти годы охватили более половины
территории северного полушария Земли. Отрицательные тренды температуры до 1.0°С/10 лет наблюдаются почти над всем Атлантическим океаном и над всей
восточной частью Тихого океана, а также в центральной Африке, в Западной
Сибири, над Охотским морем и в прилегающих районах. Наибольшие отрицательные
тренды температуры ниже -1.0 о и ниже -2.0 о С/10 лет наблюдаются в Северной
Америке, над восточной и приэкваториальной частями Тихого океана и в Западной
Сибири.
Тренды среднегодовой температуры воздуха над сушей и океаном.
1976-1998 гг.
2004-2009гг.
За последние 6 лет появились большие контрасты между районами
положительных и отрицательных аномалий температуры. Одним из
районов где сохранилось потепление , является Европа.
Тренды среднегодовой температуры 1976-2011гг. (оС/10 лет).
>=0.60
0.50...0.59
0.40...0.49
0.30...0.39
0.10...0.29
0
-0.1...-0.29
Положительные тренды занимают территорию ЕТР, Восточной Европы и
Скандинавии до 0.6 оС (оС/10 лет). Наибольшие значения более 0.6 оС (оС/10
лет), в западных областях России и Украине.
Тренды температуры 1976-2011гг. (оС/10 лет). Весна (март-май)
>=0.60
0.50...0.59
0.40...0.49
0.30...0.39
0.10...0.29
0
-0.1...-0.29
Наибольшими положительными трендами, охвачена
Западная Европа до 0.6 оС (оС/10 лет) и северо-западная
Африка.
Тренды температуры 1976-2011гг. (оС/10 лет). Лето (июньавгуст)
Наибольшими положительными трендами, занята территория
Юго-запада ЕТР, Центральная, Восточная и южная Европа.
Тренды температуры 1976-2011гг. (оС/10 лет). Осень (сентябрь-ноябрь).
Наибольшими положительными трендами, занята ЕТР, и
территория восточного Прикаспия 0.6 оС (оС/10),
Тренды температуры 1976-2011гг. (оС/10 лет). Зима (декабрь-февраль).
>=0.60
0.50...0.59
0.40...0.49
0.30...0.39
0.10...0.29
0
-0.1...-0.29
Наибольшими положительными трендами более 0.6 оС (оС/10
лет), охвачена территория Европейской территории России и
Скандинавия.
Течение Гольфстрим
Климат Европы
формируется под
действием тепла
приносимым теплым
течением Гольфстрима.
Температура в центральной Англии зимой (°С). Скользящие по 7-летиям
сглаженные значения и условные фазы роста и падения температуры.
Видно, что современное потепление, начавшееся во второй
половине ХХ века, является четвертым за имеющиеся 350 лет
наблюдений. Можно предположить, что за потеплением
возможно в ближайшее время может начаться похолодание.
Районы территории первого ЕСР по колебаниям климата(1976-2009).
Было выделено 15 районов с одинаковыми типами многолетнего хода колебания
климата, на территории 1 Естественного Синоптического района. Районирование
произведено с помощью метода объективной классификации.
Общее количество 1286 станций.
.
Влияние Северной Атлантики на климат Европейского региона.
Коэффициент корреляции колебания аномалий температуры 1 района (умеренные
широты ЕТР) с колебанием Температуры в узлах сетки(5×5 градусов) над океаном.
Корреляция
0.6
0.599
0.5
0.49
0.4
0.399999
0.3
0.29999
0.2
0.19998
0.1
0.099
0.05
0.049
Район
0
-0.01
-0.09
-0.1
-0.19
-0.2
-0.29
-0.3
-0.39
-0.4
-0.49
-0.5
-0.55
-0.56
1
2
3
4
5
6
7
8
(429)
(241)
(146)
(108)
(90)
(150)
(64)
(13)
9 (15)
10 (22)
11 (41)
12 (7)
13 (7)
14 (6)
15 (8)
Наибольшее влияние на район ,как и на всю Европу оказывает Территория
Атлантического океана, в районе главной ветви Гольфстрима(от Мексиканского
залива до Баренцева моря). Корреляция положительная, коэффициенты
корреляции(r=0.3 и более) в Мексиканском заливе, вблизи Азорских
островов, корреляции в месте пересечения Гольфстримом СрединноАтлантического хребта и в Баренцевом море (r=0.5 и более).
Влияние Северной Атлантики на климат Европейского региона.
Коэффициент корреляции колебания аномалий температуры 15 района (
Юго-Западный) с колебанием температуры в узлах сетки над океаном.
15 район по сравнению с 1 и 5 районами, находиться южнее. Полоса влияния
Атлантического океана на район, находиться параллельно оси Гольфстрима.
Влияние Северной Атлантики на климат Европейского региона.
Коэффициент корреляции колебания аномалий температуры 5 района
(Западная Европа) с колебанием температуры в узлах сетки над океаном.
Как и на территорию первого района, на второй район также влияет та же
область Атлантического океана, по оси Гольфстрима, с небольшими
специфическими региональными отличиями.
Корреляция колебаний температуры в 5 районе (Северозападный район ЕТР) и Индекс инерционности.
Наибольшая отрицательная связь Северо-западного района ЕТР, с индексом
инерционности, коэффициент корреляции (r=-0.4), обнаружена в области Гольфстрима, от
Мексиканского залива до Баренцева моря. Наибольшая положительная связь (r=0.4), в
области Северного Пассата , а также в области круговых течений, между
Североатлантическим течением и течениями вокруг Гренландии.
Корреляция колебаний температуры в Западной Европе и Индекс
инерционности.
Положительная связь, обнаружена в области Атлантики, параллельно Гольфстриму.
Наибольшая связь температуры в Западноевропейском районе, с индексом
инерционности, коэффициент корреляции (r=-0.3 и более), обнаружена в области
Гольфстрима, от Мексиканского залива до Баренцева моря.
Отрицательная связь колебаний температуры в Европе с индексом инерционности
отражает ослабление взаимодействие океана и атмосферы в районе Гольфстрима, т.е
уменьшается верхний однородный слой взаимодействия. Таким образом, происходит
меньшее перемешивание вод, а в следствие чего потепление в Европе.
3. Возможные причины
формирования региональных
климатических особенностей
Коэффициенты корреляции колебаний температуры воздуха в умеренных широтах
ЕТР с температурой поверхности океана в узлах географической сетки 5*5 градусов.
С 1976 по 2009 г.
доверительной
границей для 5%
уровня
значимости, является
коэффициент
корреляции r=0.35.
Коэффициенты
корреляции r=0.35 и
выше считались
статистически
достоверными с
вероятностью не
менее 95%.
Наибольшие значения коэффициентов корреляции
наблюдаются в ближайших морях, а также в удаленных
частях Океана, преимущественно в местах пересечения
морскими течениями подводных хребтов и островных цепей.
Коэффициенты корреляции колебаний температуры воздуха в Южном районе
ЕТР с температурой поверхности океана в узлах географической сетки.
Расположение наибольших значений коэффициентов корреляции примерно
совпадает с расположением морских течений (Североатлантическое, Северные и
южные пассаты Атлантического и Тихого океана, Куросио) .
Коэффициенты корреляции колебаний температуры воздуха на территории полуострова
Малая Азия с температурой поверхности океана в узлах географической сетки 5*5 градусов.
Значимые положительные коэффициенты корреляции получены в районе Гольфстрима и
восточно-Гренландского течения (r=0.4), Южного пассата в Атлантике (r=0.5), Южного
Пассата в Тихом океане достигая r=0.6 и более, а также в акватории Новой Зеландии.
Отрицательные значения обнаруживаются, в центральной части Тихого океана, от
побережья Северной и южной Америки и Западнее.
Исследование внешних факторов изменения
климата.
Дальние связи колебаний климата исследуемых регионов
с ТПО, нельзя объяснить прямой безинерционной
зависимостью с изменениями теплообмена на границе
океан-атмосфера, в удаленных частях океана. Тем не
менее, обнаружены стойкие статистические связи, это
дает основание предполагать, наличие некоторых
глобальных колебательных процессов, естественного
происхождения, происходящих синхронно на всей
Земле и управляемых общим механизмом.
Полученные высокие статистические связи в
колебаниях климата Атлантико-Европейского региона и
ТПО, могут быть связаны посредством третьего общего
фактора. Таким фактором может быть Скорость
вращения Земли.
Корреляция ТПО с колебаниями скорости вращения Земли (с1880 года)
Значимые коэффициенты корреляции между ТПО и скоростью вращения
Земли, расположены по линиям морских течений. Наибольшие значения
коэффициентов корреляции обнаружены в местах пересечения морскими
течениями подводных хребтов и гряд островов (Гольфстрим, ВосточноГренландское ,Северо- Пассатное у берегов Бразилии, Гвинейское течение у
Африки, Северное Пассатное в Тихом океане, Северотихоокеанское, а также
Течение западных ветров)
Корреляция ТПО с колебаниями скорости вращения Земли(с1966 года)
Наибольшие значения коэффициентов корреляции (r>=0.6) располагаются : По
оси Гольфстрима, в Индийском океане, область между Муссонным
течением(пересекает Мальдивские о-ва) и Южно- пассатным
течениями(пересекает Аравийско-Индийский хребет), а в Тихом океане район
пересечения Северным Пассатом Марианских и Каролинских островов.
Корреляция ТПО с колебаниями скорости вращения Земли(с1976 года)
Увеличились значения положительной корреляции в Тихом океане, в
центральной части Тихого океана в районе Перуанского течения появилась
область отрицательных корреляций . Увеличились значения положительной
корреляции в районе Исландии и Бразильского течения.
2,00
Колебания Скорости вращения Земли и аномалии ТПО в узле.
153
1,50
152
1,00
151
0,50
150
0,00
149
-0,50
148
Г4253275
Скор.вращ.
147
-1,50
146
1888
1892
1896
1900
1904
1908
1912
1916
1920
1924
1928
1932
1936
1940
1944
1948
1952
1956
1960
1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
1992
1996
2000
2004
-1,00
Коэффициент корреляции между ТПО в узле вблизи Азорских островов и
скоростью вращения Земли (r=0.4) .
Колебания двух рядов подобны и по амплитуде и по периоду, наряду с циклами
5-6 и 10-13, прослеживается в колебаниях двух рядов, цикл порядка 60 лет.
Колебания скорости вращения Земли и колебания температуры в
первом районе (умеренные широты ЕТР).
0,8
151,5
0,6
151
0,4
150,5
0,2
150
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
149,5
Сгл. 1
149
g1
148,5
Скор.вращ
148
147,5
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
-1,2
Коэффициент корреляции между колебанием температуры в первом районе и
скоростью вращения Земли (r=0.44) .
Изменение скорости вращения Земли, может влиять на температуру в
Европе, посредством связи Скорость вращения Земли-Океан-Атмосфера.
Основные результаты .
• На территории первого Естественного синоптического района
Выделены регионы с однотипными колебаниями климата.
• Колебания климата Европы зависят от колебания ТПО в местах
пересечения морскими течениями подводных хребтов и гряд
островов :
Гольфстрим в районе Срединно-Атлантического хребта,
Канарские течение в районе Канарских островов и островов Зеленого мыса,
Северный пассат в районе Срединно-Атлантического хребта.
• Выявлены районы океана ответственные за региональные
колебания климата на Пиренейском полуострове, на ЕТР, в
Западной Европе и др.
• Обнаружена высокая корреляция колебаний температуры на ЕТР с
колебаниями температуры поверхности в удаленных частях Мирового
океана (в Индийском и Тихом)
• Наилучшие корреляции наблюдается преимущественно в районах
пересечения морских течений с подводными хребтами и грядами
островов. В Индийском океане область между Муссонным
течением(пересекает Мальдивские о-ва) и Южно- Пассатным
течениями(пересекает Аравийско-Индийский хребет), а в Тихом океане
район пересечения Северным Пассатом Марианских и Каролинских
островов.
• Изменения скорости вращения Земли проявляются в колебаниях
ТПО, в районах пересечения морских течений с подводными хребтами
и грядами островов (Гольфстрим, Восточно-Гренландское ,Северное
Пассатное у берегов Бразилии, Гвинейское течение у Африки, Северное
Пассатное в Тихом океане, Северотихоокеанское, а также Течение
западных ветров).
• Гипотеза: Дальние связи колебания климата Европы с ТПО, является
следствием влияние скорости вращения Земли на течения в Мировом
океане.
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ