Введение к работе
Актуальность темы
Практически все аспекты взаимодействия атмосфери и океана связаны с формироваїшем изменчивости температуры поверхности океана (ТІЮ). Если не ставить задачу исследования климатических изменений годового хода, основная изменчивость ТПО будет обусловлена ее аномалиями, .определяемыми как отклонения от выделенного тем или иным способом среднего годового хода ТПО. Поэтому аномалии температуры поверхности океана (АТПО) - важная составная часть задачи диагноза короткопериодшх колебаний климата. Аномалии температуры поверхности океана генерируют возмущения в потоках тепла и таким образом оказывают влияние на общую циркуляцию атмосферы. Это - один из центральных вопросов долгосрочного прогноза погоды (Марчук Г.И. и др.,1984).
Подавляющее большинство работ по изучению АТПО выполнено с их среднемесячными величинами и посвящено долгопериодной изменчивости. Для таких аномалий средним, относительно которого они выделялись, были среднемесячные значения ТПО за некоторый климатический период времени, как правило, близкий к 30 годам. Времена жизни долгопериодных АТПО, оцененные различными способами, составляют 2-5 месяцев (Reynolds,1978). Между временными масштабами синоптических погодных атмосферных возмущений (3-5 суток) и характерными масштабами долгопериодных АТПО находится область, где развитие аномалий температуры ВПС мало изучено, что обусловлено, в основном, недостаточным количеством достоверных рядов наблюдений для больших акваторий океана с необходимым временным разрешением.
Изучение формирования и поведения АТПО на масштабах от суток до сезона представляет несомненный интерес еще и потому, что величины внутрисезонных и долгопериодных аномалий оказываются практически одинаковыми, и именно на этих масштабах осуществляется непосредственное формирование последних. Более того, возможно формироваїше связанных мод колебаний в системе атмосфера-океан внутри этого временного интервала, имеющих в средних широтах нелокальный характер (Дымников,1989). Поэтому диссертационная работа посвящена изучению формирования И поведения аномалий температуры поверхности океана на внутрисезонных масштабах времени, и важность этой темы, с точки зрения автора, не вызывает сомнений.
1-І
Цель и задачи исследования
Цель диссертационной работы состоит в том, чтобы провести исследование внутрисезонной изменчивости аномалий температуры поверхности океана (АТПО) в средних широтах, механизмов их формирования и эволюции и их вклада в общие процессы взаимодействия атмосферы и океана. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи.
-
Дать оценку роли внутрисезошшх аномалий температуры, которую они играют в формировагаш эволюции ТПО и, следовательно, в процессе взаимодействия атмосферы и океана и провести диагноз физических механизмов формирования и эволюции аномалий температуры верхнего перемешанного слоя океана в средних широтах.
-
Построить модель верхнего деятельного слоя океана, пригодную для воспроизведения эволюции внутрисеэонных АТПО на акватории Северной Атлантики в течение зимнего сезона с учетом полного воздействия синоптических возмущений в атмосферных характеристиках.
-
Провести изучение внутрисеэонных колебаний атмосферной циркуляции и температуры поверхности океана для Северной Атлантики с помощью совместной модели общей циркуляции атмосферы и верхнего деятельного слоя океана.
Научная новизна
Проведены расчеты статистических характеристик внутрисезошшх аномалий температуры поверхности океана по четырехлетнему ряду наблюдений на станции погода "Charlie".
Предложен новый способ оценки меридионального переноса тепла в океане с использованием локальной модели верхнего слоя океана.
Сделаны оценки относительных вкладов в формирование АТПО на акватории Северной Атлантики потоков тепла, возникающих за счет горизонтального переноса климатическими течениями аномалий температуры поверхности океана и адвекции аномальным экмановским дрейфом в поле средней ТПО.
По ежесуточным данным Первого глобального эксперимента проведено моделирование внутрисезошшой изменчивости температуры и глубины верхнего перемешанного слоя на акватории Северной Атлантики для зимы 1978-1979гг.
Построена совместная модель общей циркуляции атмосферы и верхнего деятельного слоя океана, с помощью которой проведено изучение внутрисезошшх колебаний атмосферной циркуляции и
температури поверхности океана для Северной Атлантики.
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались на семинарах и Ученом совете Института вычислительной математики РАН, на семинарах Государственного океанографического института. Вычислительного центра РАН и Института океанологии РАН. По отдельным результатам работы были сделаны доклады на рабочем совещании по программе изучения Мирового океана (WOCE) (Москва, КО РАН, 26-29 мая 1992г) и на двух международных конференциях по изменчивости климата Атлантического океана (Workshop on Atlantic Ocean Climate Variability, Москва, ГОИН, 13-17 июля 1992г.) и по взаимодействию океана и атмосферы (Workshop on Sea-Air Interaction, Москва, ГОИН, 24-27 ноября 1992г.)
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в пяти статьях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 170 страницах, включая 40 рисунков. Список литературы содержит 118 наименований.