Автореферат (1149306), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Тем не менее, следует отметить,что механизм наблюдаемых изменений параметров нижней атмосферы в связи свариациямипотоковкосмическихлучейсодержитдовольномногонеопределѐнностей и требует дальнейших исследований.В п. 3.7 приведены выводы к главе 3. Отмечено, что рассмотренные вышевариации потоков космических лучей не являются причиной формирования новыхбарических образований, но могут влиять на эволюцию уже существующих циклоновили антициклонов, приводя к интенсификации барических образований, характерныхдля рассматриваемого региона. Таким образом, изменения скорости ионизации ватмосфере, вызванные вариациями потоков солнечных и галактических космическихлучей, играют важную роль в физическом механизме влияния солнечной активностина атмосферную циркуляцию, погоду и климат.В четвертой главе диссертации в качестве прикладного аспекта работыприведенырезультатыисследованияпродолжительностиэлементарныхсиноптических процессов (согласно классификации Вангенгейма-Гирса) взависимости от вариаций интенсивности космических лучей солнечного игалактического происхождения.
Результаты данного исследования могут бытьиспользованы для улучшения качества метеорологических прогнозов.12Таблица 1. Изменение параметров нижней атмосферы в североатлантическомрегионе в ходе вариаций солнечных и галактических космических лучей.Параметры атмосферыСолнечные протонныесобытия с энергиейчастиц Ер > 90 МэВФорбуш-понижения ГКЛ самплитудой δN/N > 2.5%Характер реакцииатмосферыУменьшение давленияРост давленияИзобарический уровень, накотором наблюдалисьмаксимальные вариациидавленияХарактер наблюдаемогоэффектаЛокализациянаблюдаемого эффектаИзобарическаяповерхность 300 гПа(высота ~9 км)Изобарическая поверхность1000 гПа (уровень моря)День максимума эффектаПонижение на 70-100 гп.
Повышение на 60-70 гп. ммЮго-восточноеСеверо-восток Атлантики,побережье ГренландииСкандинавия, севернаяЕвропа и север европейскойчасти России1й день после начала3й-4й день после началавсплеска СКЛфорбуш-понижения ГКЛАтмосферный процесс,приводящий к изменениюдавления (по даннымсиноптического анализа)Регенерация циклоновФормированиеблокирующего антициклонаВариация скоростиионизации атмосферыкосмическими лучамиУвеличение скоростиионизации атмосферыУменьшение скоростиионизации атмосферыПродолжительностьфазы восстановлениядавления после событияХарактеристикаестественного состояниябарического поля вобласти наблюдаемыхэффектов2-3 дня5–6 днейВысокие температурныеконтрасты,обусловленныеблизостью тѐплоготечения Гольфстрим иледниками Гренландии,а также расходимостьизогипс над океаном,способствующая оттокувоздуха, приводят кусилениюциклоническойактивности в данномрегионеХолодная континентальнаяповерхность, расположеннаяк востоку от теплыхвосточноатлантическихтечений и сходимостьизогипс над Европой,способствуютформированиюблокирующего антициклонанад североатлантическимрегионом13В п.
4.1 приведено определение элементарного синоптического процесса (ЭСП)согласно типизации Вангенгейма-Гирса. Описывается естественное развитие ЭСПзападной, меридиональной и восточной форм атмосферной циркуляции в отсутствиивозмущающего влияния космических лучей.В п. 4.2 дана постановка задачи (п. 4.2.1), приведены результаты анализадлительности ЭСП основных форм атмосферной циркуляции в связи с форбушпонижениями ГКЛ и солнечными протонными событиями (п. 4.2.2), рассмотренывозможные причины обнаруженных вариаций продолжительности элементарныхсиноптических процессов (п. 4.2.3).В результате исследования было показано, что всплески СКЛ с энергиейпротонов Ер > 90 МэВ сопровождаются увеличением длительности ЭСП зональной(W) и меридиональной (С) форм циркуляции и уменьшением длительности ЭСПвосточной формы циркуляции (E).
Во время форбуш-понижений ГКЛ с амплитудойδN/N > 2.5 % было обнаружено увеличение длительности ЭСП меридиональнойформы (C) и уменьшение длительности ЭСП западной (W) и восточной (E) формциркуляции. Результаты анализа приведены на рис. 3.Форбуш-понижения ГКЛСолнечные протонные событияЗападная форма циркуляцииWestern circulation formWestern circulation form40WesternWestern circulationcirculation formformWesternWestern circulationcirculation formform404040204020200002022234567circulation3 Meridional456 form 7340456788Meridional circulation form4020200022233004567Easternform4 circulation563 Eastern4 circulation56form77888823 Meridional456 form 7circulation34567824568Meridional circulation form60406040204020020040Eastern circulation form2322456783 Eastern4 circulation56form783 Eastern4 circulation56form78237823ESP4 duration,days567823ESP4 duration,5 days67840204040200760040202003Восточная форма циркуляцииEastern circulation form4002Меридиональная форма циркуляцииMeridional circulation formMeridional circulation form4020008%% %Frequency,Frequency,Frequency,%% %Frequency,Frequency,ЭСП, %повторяемостиЧастотаFrequency,2023233245678ESPdays4 duration,5678ESP duration, days456782002000ESP duration, days456ESP duration, daysРис.
3. Распределение длительности ЭСП основных форм атмосферной циркуляции в связи сфорбуш-понижениями ГКЛ с амплитудой δN/N > 2,5 % (красные столбцы, левая панель) ивсплесками СКЛ с энергиями частиц Ep > 90 МэВ (красные столбцы, правая панель).Распределение длительности ЭСП при невозмущенных условиях (желтые столбцы).14Предполагается, что обнаруженные изменения ЭСП обусловлены влияниемисследуемых вариаций космических лучей на структуру термобарического полянижней атмосферы, которое играет важную роль в процессах эволюциисевероатлантических циклонов и антициклонов. Как показано в работе [40], всплескиСКЛ приводят к регенерации циклонов у юго-восточных берегов Гренландии.
Сдругой стороны, форбуш-понижения ГКЛ сопровождаются формированиемстационарных блокирующих барических образований над Северной Атлантикой иЕвропой. Вызванные вариациями потоков космических лучей вариацииинтенсивности и времени жизни указанных барических образований, в свою очередь,должны оказывать влияние на продолжительность макросиноптических процессов.В п. 4.3 приведены выводы к главе 4. Отмечено, что полученные в даннойглаве результаты могут использоваться для улучшения качества метеопрогнозов,основанных на анализе типа и длительности макросиноптических процессов.В заключении сформулированы основные результаты диссертационнойработы.В приложении 1 приведено определение индекса завихренности VAI.В приложении 2 описаны вариации галактических космических лучей наразличных временных шкалах и дано определение понятию форбуш-понижение ГКЛ.В приложении 3 описана методология оценки статистической значимостиполученных результатов методом Монте-Карло.В приложении 4 приводится описание макросиноптических процессовсогласно типизации Вангенгейма-Гирса.Основные результаты, полученные в диссертационной работеВ данной работе проведено исследование барического отклика атмосферы накороткопериодные вариации ГКЛ – форбуш-понижения.
Получены следующиерезультаты:1. Проанализированы вариации атмосферного давления в связи с форбушпонижениями ГКЛ в глобальном масштабе. Обнаружено, что исследуемыесобытия сопровождаются повышением атмосферного давления в умеренныхширотах как северного, так и южного полушария.2. Максимальные вариации атмосферного давления, наблюдаемые в связи с форбушпонижениями ГКЛ, происходят на 4й-5й день после начала события и имеютрегиональный характер. В северном полушарии обнаружена одна областьповышения давления, расположенная над Скандинавией, северной Европой исевером европейской части России. В южном полушарии наблюдаются двеобласти: одна из них локализована над восточной частью Южной Атлантикинапротив берегов Земли Королевы Мод, вторая – над морем Дюрвиля в ЮжномОкеане. Показано, что рост атмосферного давления, наблюдаемый в указанныхобластях,обусловленослаблениемциклоническойиусилениемантициклонической активности.3.
Обнаружено, что максимальные изменения в развитии циклонов и антициклонов всвязи с форбуш-понижениями ГКЛ происходят в областях формированияосновных атмосферных фронтов: арктических, антарктических и полярных. Этоподчеркивает важную роль фронтальных зон в изменениях эволюции барическихсистем, наблюдаемых в связи с явлениями солнечной активности.4. Анализ эффектов форбуш-понижений ГКЛ в северном полушарии показал, чтосевероатлантический регион является выделенным регионом северногополушария, где складываются наиболее благоприятные условия для эффектов155.6.7.8.ГКЛ в эволюции внетропических барических систем, в то время как втихоокеанском секторе барический отклик на форбуш-понижения ГКЛ не былобнаружен.Проведѐн анализ вариаций продолжительности элементарных синоптическихпроцессов согласно классификации Вангенгейма-Гирса (ЭСП) в ходе солнечныхпротонных событий и форбуш-понижений ГКЛ.
Показано, что солнечныепротонные события сопровождаются увеличением ЭСП западного имеридионального типов, длительность ЭСП восточного типа при этом неизменяется. В ходе форбуш-понижений ГКЛ уменьшается длительность ЭСПзападного и восточного типов и увеличивается длительность ЭСПмеридионального типа.Выполнен сравнительный анализ барического отклика атмосферы накороткопериодные вариации солнечных и галактических космических лучей.Показано, что в случае форбуш-понижений ГКЛ скорость реакции атмосферы навозмущающее влияние КЛ и амплитуда вариации давления меньше, чем в случаесолнечных протонных событий.Обнаружено, что противоположные по знаку изменения ионизации в ходефорбуш-понижений ГКЛ и солнечных протонных событий приводят кпротивоположным эффектам в эволюции внетропических барических систем.Солнечные протонные события, вызывающие рост ионизации атмосферы,сопровождаются усилением циклонической активности, а форбуш-пониженияГКЛ, вызывающие уменьшение ионизации атмосферы, приводят к усилениюантициклонической активности.Проведена оценка минимальных энергий частиц космических лучей, которыевысыпаются во фронтальных областях и могут принимать участие в процессах,влияющих на эволюцию барических систем умеренных и высоких широт.Полученные экспериментальные данные позволяют предположить, чтофизический механизм обнаруженных эффектов связан с изменениями ионизацииатмосферы, обусловленными вариациями космических лучей.По теме исследования опубликованы следующие работыПубликации в рецензируемых журналах, включенных в список ВАК:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
