Диссертация (1145308), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Распределение коэффициентов корреляции между среднегодовыми значениямигеопотенциальной высоты изобарического уровня 700 гПа (GPH700) и интенсивности потокаГКЛ для периодов 1982-2000 гг. (а) и 1953-1981 гг. (б). Положения климатологических фронтовсогласно [Хромов и Петросянц, 1994] показаны линиями: 1 – арктический фронт, январь; 2 –арктический фронт, июль; 3 – полярный фронт, январь; 4 – полярный фронт, июль.1924)Области отрицательной корреляции в умеренных и высоких широтах южногополушария, где коэффициенты корреляции R(GPH700, NM) составляют ∼0.4−0.5 на уровнезначимости P = 0.95-0.97.Для периода 1953-1981 гг. распределение коэффициентов корреляции между давлением ипотоками ГКЛ (рис.4.3б) обнаруживает региональную структуру, аналогичную наблюдаемой впериод 1982-2000 гг. Пространственное распределение коэффициентов корреляции также тесносвязано с положением главных атмосферных фронтов. Но при этом в выделенных вышерегионах 1-4 знак корреляции изменился на противоположный.Северное полушарие.
Рассмотрим распределение коэффициентов корреляции междудавлением тропосферы во внетропических широтах и интенсивностью ГКЛ более подробно. Нарисунке 4.4 (верхняя панель) показаны карты коэффициентов корреляции R(GPH700, NM) дляисследуемых временных периодов в ортографической проекции, центрированной надСевернымполюсом.УровнистатистическойзначимостикоэффициентовкорреляцииR(GPH700, NM), оцененные методом рандомизации фаз (Приложение 2), показаны на нижнейпанели в градациях серого цвета: 0.9 – черные области, 0.95 – темно-серые, 0.97 –светло-серые,0.99 − внутренние белые области.Данные на рис.4.4 показывают, что полярная область (область формирования холодныхарктических масс, на границах которой формируются арктические фронты), является областьюзначимых корреляций (статистическая значимость 0.95-0.99), независимо от временногопериода и знака корреляций.
На полярных фронтах умеренных широт статистически значимыеэффекты ГКЛ наблюдаются главным образом в 1982-2000 гг. (рис.4.4а). Отрицательнаякорреляция давления с потоками ГКЛ свидетельствует об усилении циклогенеза при ростепотоков ГКЛ. Область значимых корреляций в данный период наблюдается в западной частиСевернойАтлантики,североатлантическойвключаязонойпобережьециклогенеза,дляСевернойАмерики,которойхарактернаисовпадаетвысокаясчастотаформирования внетропических полярнофронтовых циклонов. От побережья Северной Америкиобласть отрицательной корреляции R(GPH700, NM) вытянута вдоль климатологическогополярного фронта через Атлантику до Евроазиатского континента.
Над Центральной и ЮжнойЕвропой наблюдается другая область статистически значимых эффектов ГКЛ, котораясовпадает с областью увеличенной повторяемости циклонов, формирующихся в районеСредиземноморья (средиземноморская ветвь полярного фронта) [Воробьев, 1991]. Областиотрицательной корреляции обнаруживаются также над восточной частью Евразии и у еевосточных берегов, включая тихоокеанскую зону внетропического циклогенеза, где такжеформируются климатологические полярные фронты.
Значимые корреляции давления спотоками ГКЛ наблюдаются на климатологических полярных фронтах в восточной части193Тихого океана и над заливом Аляска. Таким образом, области статистически значимыхкорреляций между давлением в умеренных широтах и потоками ГКЛ совпадают с районаминаиболее интенсивного формирования и развития полярнофронтовых циклонов. Результаты,полученные для периода 1982-2000 гг., свидетельствуют об интенсификации циклогенеза вумеренных широтах, коррелирующей с увеличением потока в рассматриваемый период.Рис.4.4. Вверху: Распределение коэффициентов корреляции между среднегодовыми значениямиGPH700 и интенсивности ГКЛ R(GPH700, NM) в полярных и умеренных широтах северногополушария для временных периодов 1982-2000 гг.
(а) и 1953-1981 гг. (б). Положенияклиматологических фронтов согласно [Хромов и Петросянц, 1994] показаны линиями: 1 –арктический фронт, январь; 2 – арктический фронт, июль; 3 – полярный фронт, январь; 4 –полярный фронт, июль.Внизу: Уровни статистической значимости коэффициентов корреляции R(GPH700, NM) 0.9,0.95, 0.97 и 0.99 (в градациях серого цвета).194Для периода 1953-1981 гг. (рис.4.4б) статистически значимые коэффициенты корреляциимежду давлением и потоками ГКЛ имеют место в полярной области, при этом знак корреляциипротивоположен наблюдаемому в 1982-2000 гг.
На полярных фронтах умеренных широт можноотметить слабую и, как правило, незначимую, положительную корреляцию. Обширные областизначимых корреляций в умеренных широтах, совпадающие с зонами интенсивного циклогенеза,практически исчезают. Это может предполагать изменение роли и вклада вариаций ГКЛ вразвитие внетропического циклогенеза в данный временной период. Таким образом, можновыделить периоды, когда вариации ГКЛ способствуют развитию внетропических циклонов наполярных фронтах умеренных широт, и периоды, когда влияние ГКЛ практически отсутствует.Возможные причины обращения знака эффектов ГКЛ будут рассмотрены в разделах 4.3 и 4.4.Следует отметить, что основной вклад в среднегодовые вариации высот изобарическихповерхностей в тропосфере внетропических широт дают холодные месяцы, когда имеет местосезонное увеличение интенсивности циклогенеза. На рис.4.5.
приведены карты распределениякоэффициентов корреляции между средними значениями GPH700 в холодные (январь-март) итеплые (июнь-август) месяцы и интенсивностью ГКЛ для периода 1982-2000 гг. Сопоставлениес данными на рис.4.4а показывает, что распределение коэффициентов корреляции междусреднегодовыми значениями GHP700 и потоками ГКЛ в наибольшей степени обусловленоэффектами ГКЛ, наблюдаемыми в холодные месяцы. В летние месяцы эффекты ГКЛ наполярных фронтах сохраняются, но выражены существенно слабее.
Аналогичная ситуацияимеет место для периода 1953-1981 гг. (рис.4.6): эффекты ГКЛ, наблюдаемые в среднем за год(рис.4.4б), определяются главным образом эффектами в зимние месяцы.а)б)Январь-мартИюнь-августРис.4.5. Распределение коэффициентов корреляции между среднесезонными значениямиGPH700 и интенсивностью ГКЛ для периода 1982-2000 гг. в северном полушарии.195б)а)Январь-мартИюнь-августРис.4.6. То же, что и на рис.4.5, для периода 1953-1981 гг.Южное полушарие. Рассмотрим более подробно распределение коэффициентовкорреляции между давлением тропосферы и интенсивностью ГКЛ в южном полушарии. Нарис.4.7(верхняяпанель)представленораспределениекоэффициентовкорреляцииR(GPH700, NM) между среднегодовыми значениями давления тропосферы (GPH700) искоростью счета NM нейтронного монитора в Клаймаксе, сопоставленное с климатическимположением главных атмосферных фронтов [Хромов и Петросянц, 1994].
На нижней панелиприведены уровни значимости коэффициентов корреляции согласно оценкам по методурандомизации фаз (Приложение 2).Как показывают данные на рис.4.7, распределение коэффициентов корреляцииR(GPH700, NM) в южном полушарии, также как и в северном, тесно связано с климатическимположением главных атмосферных фронтов. Временные вариации корреляционных связеймежду давлением тропосферы и интенсивностью ГКЛ в северном и южном полушарии такжеимеют сходный характер. В 1982-2000 гг. в умеренных широтах южного полушария имеламесто отрицательная корреляция между исследуемыми характеристиками (рис.4.7а), т.е.
сростом потока ГКЛ внетропический циклогенез усиливался (давление в умеренных иприполярных широтах понижалось). В предшествующий период 1953-1981 гг. рост потока ГКЛсопровождался повышением давления в умеренных и высоких широтах (рис.4.7б).Тем не менее, пространственное распределение коэффициентов корреляции междуатмосферным давлением и потоками ГКЛ в южном полушарии имеет ряд отличий,обусловленных особенностями атмосферной циркуляции. Рассмотрим основные различияциклонической деятельности в умеренных широтах северного и южного полушария.196Рис.4.7. Вверху: Распределение коэффициентов корреляции между среднегодовыми значениямиGPH700 и интенсивности ГКЛ R(GPH700, NM) в полярных и умеренных широтах южногополушария для временных периодов 1982-2000 гг.
(а) и 1953-1981 гг. (б). Положенияклиматологических фронтов согласно [Хромов и Петросянц, 1994] показаны линиями: 1 –антарктический фронт, январь; 2 – полярный фронт, январь; 4 – полярный фронт, июль.Внизу: Уровни статистической значимости коэффициентов корреляции R(GPH700, NM) 0.9,0.95, 0.97 и 0.98 (в градациях серого цвета).Прежде всего, следует отметить, что бóльшая часть южного полушария покрытадостаточно однородной океанической поверхностью, что способствует формированию ярковыраженной зональности распределения давления (как это видно, например, из рис.2.39). Вумеренных широтах практически отсутствуют границы раздела океан-материк, где высокиеконтрасты температуры создают условия для развития внетропических циклонов, как этопроисходит в холодный период в северном полушарии. Основными областями формирования197циклонов в северном полушарии являются, таким образом, североатлантическая зонациклогенеза у восточных берегов Северной Америки и тихоокеанская зона циклогенеза увосточных берегов Евразии.
Циклоны, формирующиеся в этих зонах, перемещаются в северовосточном направлении, достигая Исландии и Алеутских островов, после чего, как правило,заполняются. В районе Исландии и над восточной частью Тихого океана циклоны имеютнаибольшую глубину и повторяемость, что приводит к формированию в этих районахклиматических депрессий – Исландского и Алеутского минимумов. В южном полушариитемпературныеконтрастывтропосфереумеренныхширотобусловленыналичиемАнтарктического циркумполярного течения (течения Западных ветров) – самого мощногохолодного течения в Мировом океане, которое охватывает сплошным кольцом земной шар вобласти широт от 35-40ºS до 50-60ºS.
В результате основными очагами циклогенеза в южномполушарии становятся области, где встречаются воздушные массы, сформировавшиеся надотносительно теплыми водами, с воздушными массами, сформировавшимися над холоднымАнтарктическим течением. Такой областью циклогенеза является, в частности, море Скоша взападной части Южной Атлантики.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
