Диссертация (1145308), страница 42
Текст из файла (страница 42)
В данной области резко усиливается регенерация циклонов в день СПС(рис.2.37) и там же наблюдается рост давления в ходе Форбуш-понижения (рис.3.15),обусловленный ослаблением циклонов и смещением гребня атлантического субтропического182антициклона, вытянутого в сторону Антарктиды. Также как и североатлантический регион,данная область южного полушария характеризуется низкими значениями пороговой жесткостигеомагнитного обрезания (0.5−3 ГВ).Таким образом, исследуемые вариации КЛ оказывают заметное влияние на развитиевнетропических барических систем как северного, так и южного полушарий.
При этом СПС сэнергиями частиц E > 90 МэВ способствуют интенсификации циклонических процессов ввысоких и умеренных широтах, тогда как Форбуш-понижения ГКЛ – антициклонических. Вюжном полушарии эффекты вариаций ГКЛ выражены слабее, чем в северном полушарии,поскольку исследуемые события в октябре-марте приходятся в южном полушарии на теплыйпериод, когда имеет место некоторое сезонное ослабление внетропического циклогенеза (хотя ине столь значительное, как в северном полушарии).3.4. Выводы к главе 3Исследование эффектов Форбуш-понижений ГКЛ в вариациях атмосферного давления иэволюции внетропических барических систем показало следующее:Форбуш-понижения ГКЛ, имеющие амплитуду более 2.5% в нейтронной1)компоненте (ст.
Апатиты), сопровождаются усилением антициклонических процессов, чтоприводит к повышению давления в умеренных широтах. Наиболее статистически значимыеэффекты в вариациях давления в ходе Форбуш-понижений ГКЛ и в ходе энергичных солнечныхпротонных событий имеют противоположный характер.В северном полушарии область наибольшего по амплитуде и статистической2)значимости повышения давления выявлена над восточной частью Северной Атлантики,Северной Европой и северной частью Европейской территории России.
Наблюдаемый ростдавления обусловлен более интенсивным формированием в данном регионе блокирующихантициклонов, повторяемость которых в ходе Форбуш-понижений ГКЛ составляет ~70%, т.е.увеличивается в полтора раза по сравнению с невозмущенными условиями.Область3)полушарииформированияхарактеризуетсяэффектовблагоприятнымиФорбуш-пониженийусловиямидляГКЛразвитиявсеверномблокирующихантициклонов за счет теплого Северо-Атлантического течения, способствующего прогреваниювоздухаиадвекциитепла,необходимойдляусиленияантициклоническоговихря.Динамическому росту давления в антициклоне способствует также сходимость изогипс,наблюдаемая в холодное время над континентами. Кроме того, в североатлантическом регионеимеют место более низкие пороги геомагнитного обрезания по сравнения с тихоокеанскимрегионом, где эффекты вариаций ГКЛ не обнаружены.1834)В южном полушарии в ходе Форбуш-понижений ГКЛ формируются две областиповышения давления: над восточной частью Южной Атлантики у берегов Земли Королевы Моди над морем Дюрвиля у берегов Земли Адели.
Обе области совпадают с областямиклиматических депрессий. Наблюдаемое повышение давления в указанных областяхобусловлено ослаблением циклонов и смещением в высокие широты гребней субтропическихантициклонов.5)ИсследованиеэффектовФобруш-пониженийГКЛподтверждаетвыводы,сделанные ранее в главе 2, о том, что североатлантический регион является особым регионом,где складываются наиболее благоприятные условия для формирования эффектов вариаций КЛ.Аналогичным регионом в южном полушарии является область климатической депрессии уберегов Земли Королевы Мод. Также подтверждается вывод о причинах региональностиэффектов вариаций КЛ, сделанных в главе 2.
Региональность отклика давления тропосферы навариации ГКЛ обусловлена изменениями в эволюции барических образований, характерныхдля данного региона (в данном случае, антициклонов). Изменения в эволюции антициклоновпроисходят в областях с благоприятной структурой термобарического поля (температурныеконтрасты, создающие условия для адвекции тепла, сходимость изогипс) и низкими порогамигеомагнитного обрезания.184Глава 4. Пространственно-временная структура долговременных эффектовсолнечной активности и вариаций космических лучей в циркуляции нижнейатмосферы4.1. Временная изменчивость эффектов солнечной активности как проблема солнечноатмосферной физикиЗа последние 20-30 лет были получены многочисленные подтверждения реальностисолнечно-климатических связей, а также подчеркнута важная роль космических лучей дляпередачи влияния солнечной активности в нижние слои атмосферы (напр., [Tinsley and Deen,1991; Пудовкин и Распопов, 1992; Распопов и Веретененко, 2009; Miroshnichenko, 2008;Pudovkin and Veretenenko, 1996; Svensmark, 1998; March and Svensmark, 2000а, 2000б; Usoskinand Kovaltsov, 2008; Tinsley, 2008] и т.д.).
Тем не менее, в классической метеорологии иклиматологии нередко подвергается сомнению возможность влияния активности Солнца наземной климат и, соответственно, перспективность исследований в данной области. Основныепретензии к гелиоклиматологии можно свести к следующему [Монин, 1969; Питток, 1982]:1)Связи между погодно-климатическими явлениями и солнечной активностью частоисследуются без должной строгости.2)Обнаруженные солнечно-климатические связи оказываются неустойчивыми во времении пространстве: они могут появляться, исчезать, менять знаки корреляций и т. д.3)Неизвестен механизм предполагаемого воздействия солнечной активности на состояниетропосферу.Действительно, изменения знака корреляций между теми или иными атмосфернымихарактеристикамиисолнечно-геофизическимифакторамиявляютсядостаточнораспространенным явлением в солнечно-климатических связях [Герман и Голдберг, 1981; King,1975; Georgieva and Kirov, 2000; Sanchez-Santillan et al., 2002; Thejll et al., 2003; Lukianova andAlekseev, 2004; Georgieva et al., 2007; и др.].
Впервые на изменения знака корреляции обратилвнимание Коппен [Koppen, 1873], исследовавший связь между температурой воздуха всеверном полушарии и числами Вольфа, характеризующими уровень солнечной активности.Согласно данным Коппена, температуравоздуха обнаруживает11-летние вариации,коррелирующие с числами Вольфа, как в отдельных широтных поясах, так в масштабах всегополушария. При этом знак корреляции не остается постоянным: с 1777 по 1790 год корреляциябыла положительной, с 1815 по 1854 год – отрицательной.В монографии Германа и Голдберга [Герман и Голдберг, 1981] приводится обзор случаевнарушений и изменений знака корреляций атмосферных параметров с 11-летним и 22-летнимсолнечными циклами, в частности для температуры в тропиках, интенсивности осадков,185траекторий внетропических циклонов.
Например, по данным Троупа [Troup, 1962] температурав тропиках отрицательно коррелировала с числами Вольфа до 1920 года, однако после 1920года эта корреляция стала положительной и сохранялась до ~1950 года. Уровень воды в озереВиктория, косвенно указывающий на интенсивность осадков в тропической зоне, обнаруживалвысокую положительную корреляцию с числом солнечных пятен с 1880 по ~1930 год, затем до1950 года корреляция отсутствовала, и стала отрицательной после 1950 года. Шуурманс[Schuurmans, 1975] выявил 22-летние долготные осцилляции Исландского минимума (смещениеИсландского минимума в восточном направлении к Скандинавии чаще имело место в четных11-летних циклах, чем в нечетных), однако в 1920-1940-х годах эти осцилляции временноисчезали. В обзоре Кинга [King, 1975] было показано, что с 1865 по 1925 год годовые суммыосадков в Форталезе (Бразилия) положительно коррелировали с 22-летним циклом, затемкорреляция стала отрицательной.
Там же были приведены данные о связи с солнечнымициклами июльских температурах в центральной Англии. Значения температуры изменялись вфазе с 22-летним циклом с 1750 по 1830 год, с 1830 по 1860 год имело место нарушениекорреляции, затем корреляция временно восстановилась и около 1880 года снова нарушилась.Герман и Голдберг [Герман и Голдберг, 1981] предположили, что возможной причинойизменения знака эффектов солнечной активности могут быть вековые изменения некоторыхусловий на Солнце, не влияющие на число солнечных пятен.
С другой стороны, по их мнению,обращения корреляций могут быть обусловлены метеорологическими факторами, вкладкоторых меняется в зависимости от временнóго периода.Исследование связи между приземными температурами на метеорологических станциях сдлительными рядами данных и числами Вольфа проводилось Георгиевой и соавторами[Georgieva and Kirov, 2000; Georgieva et al., 2007].
Согласно данным, приведенным в указанныхработах, в XVIII и XX веках на бóльшей части станций приземные температуры коррелировалис числами Вольфа положительно, а в XIX веке – отрицательно (рис.4.1). В XX веке отмечалисьизменения знака корреляции в 1920-х и в 1980-х гг., которые авторы связали с изменениемсеверо-южной асимметрии солнечной активности A = ( S n − S s ) /( S n + S s ) , где S n и S s −площади пятен в северном и южном полушарии, соответственно. При положительныхзначениях A, когда доминирует северное полушарие, температура выше в солнечныхмаксимумах и ниже в солнечных минимумах, при отрицательных A, когда доминирует южноеполушарие, – наоборот, температура выше в солнечных минимумах.В работе [Georgieva et al., 2007] отмечены также временные изменения связи междуиндексом NAO (North-Atlantic Oscillation, или Северо-Атлантическое Колебание) и числомсолнечных пятен, а также числом групп солнечных пятен, введенным Хойтом и Шаттеном[Hoyt and Schatten, 1998].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
