Náhlé stratosférické oteplení

Náhlé stratosférické oteplení (SSW) je silné a náhlé (o několik desítek stupňů během dne) zvýšení teploty v polární a subpolární stratosféře v zimě, někdy o 50 ° nebo více na několik (asi deset) dní. SSW se vyskytují ve výškách od 10 do 50 km a jsou charakterizovány velkou teplotní odchylkou od průměrných hodnot, často přesahující dvě směrodatné odchylky modelu pozadí . Akce GSP se konají v zimě. Nejvýraznější jsou v polárních a cirkumpolárních zónách, ale nápadný projev mají ve středních zeměpisných šířkách [2] . Důvodem JJZ je změna podmínek šíření planetárních vln a jejich fokusace do polární zóny.

Mechanismus vzdělávání

Vlivem planetárních vln dochází při jejich prudkém zpomalení [2] k posunutí, oslabení až zničení zimního cirkumpolárního víru , což je doprovázeno zvýšením teploty střední atmosféry v cirkumpolární oblasti po dobu několika dnů až několika dnů. týdnů. Takto začíná vývoj VSP. Bylo prokázáno spojení mezi JJZ a synoptickými procesy troposféry středních a vysokých zeměpisných šířek [3] , a dokonce i rovníkové oblasti [4] . V mnoha případech JJZ předchází blokující tlaková výše [5] a naopak po JJZ je v rozsáhlých oblastech severní polokoule často pozorováno dlouhé období neobvykle chladného počasí.

Etapy vývoje

Vývoj VSP prochází řadou fází. Na základě údajů [6] [7] [8] , můžeme rozlišit tři etapy či etapy vývoje JZZ.

  1. V počáteční fázi dochází ke zvýšení aktivity planetárních vln a jejich šíření vzhůru do polární zóny. Výsledkem je oslabení polárního stratosférického víru , jeho posunutí a/nebo rozdělení. V této fázi se stratosféra otepluje a zonální vítr začíná slábnout, což je stanoveno ve výšce 10 hPa.
  2. V další fázi začíná oteplování slábnout, ale zvrat cirkulace dosahuje maxima na úrovni 10 hPa, což pokrývá šířkové pásmo od 60 do 90º s. sh. Maximum zonálního středního větru se zpožďuje vzhledem k maximu zonální střední teploty v pásmu od 60 do 90º severní šířky. v průměru po dobu 10 dnů [8] .
  3. V poslední fázi (relaxaci) se západní vítr obnoví v polární zóně stratosféry. Může nastat buď poměrně rychle, nebo (v případě velkého TCA) se může táhnout déle než měsíc. V této fázi je oteplování nahrazeno poklesem teploty vzhledem k normě. Oblast poklesu teploty sahá od mezosféry do stratosféry.

Klasifikace

Podle stupně vývoje a trvání se rozlišují vedlejší a velké VSP. Podle klasifikace [9] schválené WMO je událost SSW považována za malou, pokud v jakékoli oblasti stratosféry po dobu do jednoho týdne došlo ke zvýšení teploty o 25 K nebo více. Znakem velkého JJZ je změna směru zónového středního větru o 60°N. a ve výšce 10 hPa od západu na východ v zimě (listopad až březen). Další podmínkou je kladný zonální střední teplotní gradient 10 hPa v šířkové zóně od 60 do 90°N. Události SSW je třeba odlišit od závěrečného stratosférického oteplení, ke kterému dochází na jaře a je charakterizováno konečnou destrukcí zimního polárního stratosférického víru s obrácením zonální cirkulace pro letní období.

Charakteristika

Charakteristiky SSW pro střední zeměpisné šířky byly určeny z dvacetiletých (1982-2001) měření lidaru na observatoři Haute-Provence ve Francii (44º s. š., 6º v.d.) [10] . Celkem bylo analyzováno 2629 denních teplotních profilů. V průměru se vyskytlo 2,15 případů RCA za sezónu. Všechny případy RCA v souladu s přijatou klasifikací jsou rozděleny do dvou tříd - velké (23%) a malé (77%). Výšky a velikosti událostí SSW jsou 38-54 km a 12-36 K pro velké SSW, 42-54 km a 11-33 K pro malé SSW.

V jiné studii [11] , provedené podle měření na sibiřské lidarové stanici (Tomsk) během tří zimních období, dosáhla maximální amplituda nárůstu teploty +30 % (asi 70 K) při velkém oteplení v roce 2010 v nadmořské výšce 37 km. Během menších SSW byly pozorovány maximální odchylky v rozmezí od 20 % do 30 % (50-70 K).

Zdroje

  1. ↑ SS Gaigerov, VN Glazkov, ED Zhorova, M. Ya. Kalikhman, VS Kurakin. Charakteristika variací teplotního režimu a cirkulace v horních vrstvách atmosféry ve středních a vysokých zeměpisných šířkách  // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. - 11.11.1986. - T. 48 , č.p. 11 . — S. 1111–1116 . - doi : 10.1016/0021-9169(86)90031-0 .
  2. ↑ 1 2 Lidar kontrola stratosféry - Knihy vydané s podporou portálu RFBR - Library - RFBR . www.rfbr.ru Získáno 14. dubna 2016. Archivováno z originálu 11. června 2016.
  3. ↑ Erik W. Kolstad, Andrew J. Charlton-Perez. Pozorované a simulované prekurzory stratosférických polárních vírových anomálií na severní polokouli  //  Climate Dynamics. — 2010-10-05. — Sv. 37 , iss. 7-8 . - S. 1443-1456 . — ISSN 1432-0894 0930-7575, 1432-0894 . - doi : 10.1007/s00382-010-0919-7 . Archivováno z originálu 19. června 2018.
  4. ↑ Nawo Eguchi, Kunihiko Kodera. Dopady náhlého oteplení stratosféry na tropické mraky a vlhkostní pole v TTL: Případová studie  // Sola. — 2010-01-01. - T. 6 . — S. 137–140 . - doi : 10.2151/sola.2010-035 . Archivováno z originálu 19. dubna 2016.
  5. ↑ O. Martius, L. M. Polvani, H. C. Davies. Blokování prekurzorů náhlých stratosférických oteplovacích událostí  //  Geophysical Research Letters. — 2009-07-01. — Sv. 36 , iss. 14 . — S. L14806 . — ISSN 1944-8007 . - doi : 10.1029/2009GL038776 . Archivováno z originálu 29. března 2015.
  6. ↑ P.N. Vargin, V.A. Juškov, S.M. Khaikin, N.D. Tsvetková, S.V. Kotrykin, E.M. Volodin. Klimatické změny a průměrná atmosféra - stále více otázek  (rusky)  // BULLETIN RUSKÉ AKADEMIE VĚD: časopis. - 2010. - T. 80 , č. 2 . - S. 114-130 . Archivováno z originálu 20. dubna 2016.
  7. ↑ P. Kishore, I. Velicogna, M. Venkat Ratnam, JH Jiang, G. N. Madhavi. Planetární vlny v horní stratosféře a dolní mezosféře během velkého stratosférického oteplování v roce 2009  // Annales Geophysicae. - T. 30 , č. 10 . - S. 1529-1538 . - doi : 10.5194/angeo-30-1529-2012 .
  8. ↑ 1 2 Varavut Limpasuvan, David WJ Thompson, Dennis L. Hartmann. Životní cyklus severní polokoule náhlé stratosférické oteplování  // Journal of Climate. - 2004-07-01. - T. 17 , č.p. 13 . — S. 2584–2596 . — ISSN 0894-8755 . - doi : 10.1175/1520-0442(2004)0172.0.CO;2 . Archivováno z originálu 30. března 2015.
  9. ↑ Gloria L. Manney, Zachary D. Lawrence, Michelle L. Santee, William G. Read, Nathaniel J. Livesey. Malé náhlé stratosférické oteplení s velkým dopadem: Doprava a polární zpracování v arktické zimě 2014/2015  //  Geophysical Research Letters. — 28. 9. 2015. — Sv. 42 , iss. 18 . — S. 2015GL065864 . — ISSN 1944-8007 . - doi : 10.1002/2015GL065864 . Archivováno z originálu 11. září 2015.
  10. ↑ ACPD – 20letá pozorování LiDAR náhlého oteplení stratosféry nad oblastí střední zeměpisné šířky, Observatoire de Haute Provence (OHP; 44° severní šířky, 6° východní délky): případová studie a statistické charakteristiky . www.atmos-chem-phys-discuss.net. Získáno 11. dubna 2016. Archivováno z originálu 27. dubna 2016.
  11. ↑ Marichev V.N., Bochkovsky D.A. Synchronní studie vertikálního rozložení teploty a hustoty stratosféry v obdobích jejího klidného a narušeného stavu, získané na základě lidarových měření  (ruských)  // Sborník vědeckých prací na základě materiálů V. mezinárodní vědecko-praktické konference : Kolekce. — Belgorod. - 30. listopadu ( díl 1 , č. 3 ). — S. 237-243 . — ISSN 978-5-9906029-7-7 . Archivováno z originálu 14. července 2015.