Автореферат (1149306), страница 3
Текст из файла (страница 3)
холодного полугодия всеверном полушарии, поскольку в этот период наблюдается интенсификацияпроцессов циклогенеза, обусловленная высокими температурными контрастами вофронтальных зонах (ΔТ ~ 1.5-1.7 ºС/100 км). В южном полушарии в период с октябряпо март во фронтальных зонах также наблюдаются достаточно высокие градиентытемпературы (ΔТ ~ 1.0-1.2 ºС/100 км), способствующие развитию интенсивногоциклогенеза.Для анализа вариаций атмосферного давления в работе были использованыданные «реанализа» NCEP/NCAR для изобарического уровня 1000 гПа. Показано, чтофорбуш-понижения ГКЛ сопровождаются значительными вариациями приземногодавления в районах Северной и Южной Атлантики, а также в Южном океане.Области максимальных положительных отклонений давления расположены в поясеширот 45-70º как в северном, так и в южном полушарии.Динамика развития связанных с форбуш-понижениями ГКЛ возмущений вполе давления представлена на рис.1.
В северном полушарии наиболее значимый ростприземного давления наблюдается над Скандинавией, Северной Европой и северомевропейской части России. Максимальные отклонения давления происходят на 3й-4йдень после начала форбуш-понижения ГКЛ и составляют порядка + 50 гп. м. Приэтом в полярных широтах наблюдается область с отрицательными отклонениямидавления, максимальные значения которых достигают порядка - 40 гп.
м на 4й-5й деньпосле начала события.В южном полушарии наиболее значимые положительные отклонениядавления наблюдаются в двух областях. Первая расположена над восточной частьюЮжной Атлантики напротив берегов Земли Королевы Мод, вторая – над моремДюрвиля в Южном Океане. В рассматриваемых областях максимум роста давленияприходится на 4й-5й день относительно начала форбуш-понижения. Амплитудаотклонений составляет порядка + 40 гп. м в первом из указанных регионов и около+ 30 гп.
м во втором. В восточной части тихоокеанского сектора наблюдается областьзначимых отрицательных вариаций давления. Амплитуда отклонений в ней достигаетпорядка - 40 гп. м на 3й-4й день после начала события.8День -190 W090 EДень 34090 W090 E403060 N60 N30202030 N30 N1010000-100-1030 S30 S-2060 S-2060 S-30-30-40-40День 090 W090 EДень 44090 W3060 N090 E403060 N202030 N30 N10-1030 S100000-1030 S-2060 S-2060 S-30-30-40-40День 190 W090 EДень 54090 W3060 N090 E403060 N202030 N30 N100000-1030 S10-1030 S-2060 S-2060 S-30-30-40-40День 290 W60 N090 E90 W4060 N3030 N10090 E40300-10-1030 S-2060 S0100030 S202030 N50День 6-20-3060 S-40-30-40Рис. 1.
Карты средних вариаций высоты изобарического уровня 1000 гПа (в гп. м) для 48форбуш-понижений ГКЛ с амплитудой δN/N > 2.5 %, отобранных за период (октябрь-март)1980-2006 гг.На рис. 2 (левая панель) представлены карты возмущения в поле давления,наблюдаемого на изобарическом уровне 1000 гПа на 4й день после началаисследуемых форбуш-понижений ГКЛ, и среднее многолетнее положение основныхклиматических фронтов: арктических/антарктических и полярных (согласно [8]).Основные климатические фронты, являющиеся областями высоких градиентовтемпературы, представляют особый интерес для данного исследования, посколькузарождение и развитие внетропических барических образований тесно связано сфронтальными областями.9Северное полушарие-160160-1604016030120305-1207-120401112023720201110.55100.99100.99300.950.950.580- 80-102120.95-30-2010.50.95-100.95-203- 4080110.9500.950.95- 8040-305 77- 4054011-400-400Южное полушарие004040- 404011- 4030750.952801013070.950.9912020.511- 8053200.994080- 800101103-105-100.9950.0.990.950.95120-20-1200.950.957-12031572-30120-20-3011-160160-40-160160-40Рис.
2. Изменения атмосферного давления (в гп. м) на уровне 1000 гПа на 4й день посленачала форбуш-понижений ГКЛ в северном и южном полушариях (средние карты для 48событий, отобранных за октябрь-март 1980-2006 гг.). Желтыми линиями показаны области, вкоторых уровень значимости отклонений давления превышает 0.95 и 0.99 согласно оценкам,рассчитанным методом Монте-Карло. Арктический и антарктический фронты обозначеныкрасными линиями, полярные фронты синими линиями (левая панель).
Белыми линиямипоказаны жесткости геомагнитного обрезания (в ГВ), согласно [25] (правая панель).Как видно из рис. 2 (левая панель), максимальные изменения давления,наблюдаемые как в северном, так и в южном полушарии локализованы в областяхосновных климатических фронтов. Это позволило сделать предположение овозможной связи исследуемых вариаций космических лучей с развитиемвнетропических барических образований. Действительно, анализ приземных картпогоды (п.
2.4) показал, что причиной наблюдаемых в связи с исследуемыми форбуш10понижениями ГКЛ вариаций давления является ослабление циклонической и усилениеантициклонической активности в районах основных климатических фронтов всеверном и южном полушариях.В п. 2.3 приведена оценка жесткостей геомагнитного обрезания в областяхмаксимальных изменений давления в связи с рассматриваемыми форбушпонижениями ГКЛ. Для этого на правой панели рис.
2 карты возмущения в поледавления, наблюдаемого на изобарическом уровне 1000 гПа на 4й день после началаисследуемых форбуш-понижений ГКЛ, сопоставлены с изолиниями жесткостигеомагнитного обрезания (согласно [25]).Представленные на рис. 2 (правая панель) карты позволяют увидеть, чтоминимальная энергия частиц, высыпающихся в данных областях, варьируется вдиапазоне от ~ 0,1 до 2.7 ГэВ в северном полушарии и от ~ 0.1 до 2.2 ГэВ в южномполушарии. Интенсивность потоков частиц с такими энергиями в значительнойстепени модулируется солнечной активностью, поэтому их можно рассматривать вкачестве связующего звена между возмущениями на Солнце и вариациямипараметров нижней атмосферы.В п.
2.3 проведено сравнение барического отклика нижней атмосферы всевероатлантическом и тихоокеанском регионах. Показано, что Северная Атлантикаявляется единственной областью северного полушария, в которой наблюдаетсяхорошо выраженный отклик нижней атмосферы на вариации форбуш-пониженийГКЛ. Это может быть связано с тем, что североатлантический регион совпадает собластью высыпания частиц, имеющих меньшие пороги геомагнитного обрезания,чем область внетропических широт тихоокеанского сектора.В п.
2.4 приведены результаты синоптического анализа приземных карт погодыдля северного и южного полушария в ходе форбуш-понижений ГКЛ. Показано, чтоповышение давления в умеренных широтах северного полушария в ходе форбушпонижений ГКЛ обусловлено более интенсивным формированием блокирующихантициклонов. Отрицательные вариации давления, наблюдаемые в северномполушарии вблизи полюса, происходят вследствие смещения траекторий движениясевероатлантических циклонов в полярные широты.
Причиной роста давления вобластях, расположенных в Южной Атлантике у берегов Земли Королевы Мод и надморем Дюрвиля является интенсификация антициклонов с одновременнымформированием барических гребней, направленных в сторону Антарктиды, а такжеослабление циклогенеза в указанных областях. Понижение давления в тихоокеанскомсекторе южного полушария обусловлено смещением циклонов, формирующихся надморем Росса, в область умеренных широт.
Таким образом, результатысиноптического анализа показали, что в ходе исследуемых форбуш-понижений ГКЛнаблюдается ослабление циклонов, а также усиление антициклонов в умеренных ивысоких широтах обоих полушарий.В п. 2.5 изложены выводы к главе 2. Таким образом, полученные во второйглаве результаты свидетельствуют о значительном влиянии космических лучей наэволюцию внетропических барических систем северного и южного полушарий, атакже о важной роли космических лучей в солнечно-земных связях.В третьей главе диссертации подробно рассмотрены вариации давления внижней тропосфере североатлантического региона в ходе того же набора форбушпонижений ГКЛ, что и в главе 2.В п.
3.1 дана постановка задачи. В п. 3.2 приводятся результаты анализавариаций давления на основных изобарических уровнях (1000, 850, 700, 500, 300 и200 гПа) в ходе указанных форбуш-понижений ГКЛ в области, ограниченной11меридианами 90ºE и 90ºW от экватора до полюса. Обнаружен значительный ростдавления над Восточной Атлантикой, Западной Европой и севером европейскойтерритории России с максимумом на 3й-4й день относительно дня начала форбушпонижений, что подтверждает результаты, полученные в главе 2.В п.
3.3 приведены результаты синоптического анализа приземных карт погодыдля североатлантического сектора, согласно которым развитие области повышенногодавления над Восточной Атлантикой, Западной Европой и севером европейскойтерритории России в ходе форбуш-понижений ГКЛ обусловлено более интенсивнымформированием блокирующих антициклонов в данном районе. Приведѐн примерсиноптической обстановки для форбуш-понижения, начавшегося 13.01.1988 г.В п. 3.4 приведены оценки значений жесткости геомагнитного обрезания всевероатлантическом регионе и минимальных энергий частиц, которые высыпаются вобластях обнаруженного эффекта форбуш-понижений ГКЛ и могут приниматьучастие в процессах, приводящих к наблюдаемым вариациям тропосферногодавления в Северной Атлантике и связанных с ними изменениям в динамикебарических систем.В п.
3.5 приведены результаты сравнительного анализа вариаций параметровнижней атмосферы в североатлантическом регионе, наблюдаемых в ходе форбушпонижений галактических космических лучей и солнечных протонных событий (см.таблицу 1).В п. 3.6 обсуждается возможный физический механизм влияния космическихлучей на динамические процессы в нижней атмосфере Земли, который может бытьсвязан с вариациями облачного покрова и последующими изменениями радиационнотеплового баланса нижней атмосферы, приводящими к изменениям в структуретермобарического поля, благоприятным для развития внетропических барическихобразований различных типов. Вариации облачного покрова, в свою очередь, могутбыть обусловлены как изменениями скорости ионизации атмосферы, так ивариациями ионосферного потенциала, а также токов в глобальной токовой цепи,происходящие под влиянием вариаций потоков ГКЛ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
