Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема долгосрочных прогнозов погоды является одной из важнейших проблем современной метеорологической науки. Разработка и усовершенствовать долгосрочных прогнозов во многом зависят от изучения и прогнозирования межгодовой климатической изменчивости и глобальных климатических аномалий, метеорологические последствия которых сказываются на погодных условиях на всем земном шаре в течение нескольких лет.
Одним из наиболее ярких примеров глобачьных аномалий климата является "Эль-Ниньо — Южное Колебание" (ЭНЮК). Катастрофические последствия Элъ-Нипъо проявляются не только в тропических регионах, но и в умеренных широтах северного и южного полушарий. Так, последнее ЭНЮК 1991-94 годов, продолжавшееся почти три года, нанесло значительный экономический ущерб многим государствам, в частности, Южная Африка, Индонезия и Австралия пострадали от сильнейших засух, а страны западного побережья Южной и Северной Америки — от проливных дождей, штормов и резкого сокращения рыбного промысла, вызванного изменением океанологических условий в регионе; изменешіе характера ветра и морских течений привело к сильным штормам на многих островах Тихого океана; в умеренных широтах наблюдалось увеличение интенсивности западного переноса и смещение траекторий циклонов на полярном и арктическом фронтах, что, в свою очередь, обусловило аномальные погодные условия в зимнее время года.
Изучение циркултшонного механизма формирования макромасш-табных аномалий погоды в свободной атмосфере тропиков, имевших место в период Эль-Ниньо, может внести определешгый вклад в практическую реализацию задач, связанных с глобальным взаимодействием атмосферы и океана и с дальнейшим развитием краткосрочных юїиматических прогнозов и долгосрочных прогнозен погоды.
Цели и задачи работы. Основная цель данной работы состояла в проведении обобщения сценариев развития последшгх ЭНЮК и построении
композициошюй эмпирической модели эволюции данного явления в атмосфере, а также в детальном исследовании циркуляционного механизма формирования основных циркуляционных аномалий ЭНЮК. При этом необходимо было решить следующие задачи:
-
разработать эмпирическую модель циркуляции атмосферы синоптического масштаба в тропиках для различных фаз развития ЭНЮК;
-
оценить вклад процессов различного временного масштаба в перестройку основных звеньев атмосферной циркуляции в тропиках, наблюдающуюся в условиях ЭНЮК;
-
исследовать закономерности взаимодействия аномальных процессов в океане и атмосфере, а также в верхней и нижней тропосфере тропиков на примере Эль-Ниньо 1982-83 гг.
Научная новизна . Проведенный анализ позволил
построить новую композиционную модель эволюции явления Эль-Ниньо в атмосфере;
впервые исследовать влияние процессов синоптического масштаба на формирование и развитие аномалий циркуляции в период ЭНЮК,
выявить влияние перестройки зонального ветра в удаленных от района ЭНЮК областях на формирование аномалий в нижней тропосфере тропиков.
Предлагаемая в данной работе композициошіая эмпирическая модель эволюции ЭНЮК по целому ряду параметров отличается от существующих к настоящему моменту.
Главным отличием предлагаемой модели от известных ранее является классификация эволюции явления по фазам, характеризующим ключевые моменты развития аномштай циркуляции, а не по конкретным месяцам года. В предлагаемой эмпирической модели выделение фаз явления ЭНЮК осуществляется с помощью объективных критериев, базирующихся на режиме экваториальной зоны западных ветров. Поэтому в рамках данной схемы можно описывать любое ЭНЮК независимо от времени его начала.
Научно-практическая ценность работы заключается в построении эмпирической модели на основе обобщения сценариев развития последних трех ЭНЮК, которая позволила выявить циркуляционный механизм формирования глобальной аномалии климата в тропиках и получить набор объективных метеорологических признаков, позволяющих прогнозировать возможные направления развития и последствия данного явления. Предложенная эмпирическая модель может быть использована при описании возможного развития явления в случае известного времени начала ЭНЮК, которое предсказывается с помощью современных моделей океана-атмосферы.
Кроме того предлагаемая эмпирическая модель может использоваться для тестирования численных моделей, воспроизводящих явление ЭНЮК.
В данной работе были использованы следующие материалы:
-
среднемесячные данные о трех компонентах ветра Национального Метеорологического Центра США за период с 1978 по 1991 год по сетке 5x5, записанные на лазерном диске;
-
ежедневные данные о скорости ветра, давлении, температуре воздуха и поверхности, потоках скрытого и явного тепла, коротковолнового радиационного баланса поверхности программы ТОГА (Тропический Океан — Глобальная Атмосфера) за период с 1985 по 1990 год по сетке 2,5x2,5е, записанные на лазерных дисках;
-
данные о температуре поверхности океана Российского Гид-рометеоцентра;
-
данные объективного анализа полей ветра Европейского Центра Среднесрочных Прогнозов Погоды (ЕЦСПП)
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной конференции "Изменчивость и прогноз тропических муссонов" (Триест, Италия, 1993) — 2 доклада, на международном симпозиуме "ТОГА-95" (Мельбурн, Австралия, 1995) — 2 доклада, на международной конференции "Динамика атмосферы и океана" (Москва, Россия, 1995) — 2 доклада, на международной школе "Европейские курсы по исследованию атмосферы" (Гренобль, Франция, 1995), а также на засе-
даний метеорологической комиссии Российского Географического общества (Москва, 1994)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 255 страницах машинописного текста, включает 123 рисунка и 2 таблицы, а также 8 рисунков в приложении. Список литературы содержит 168 наименований, из которых 158 на иностранных языках.
