Связь изменчивостей потоков тепла в Северной Атлантике c

Связь изменчивостей потоков тепла
в Северной Атлантике c климатом
северных и умеренных
широт Евразии
Е.И. Морару*, И.И. Ипполитов, С.В. Логинов
Институт мониторинга климатических и экологических систем
РАН, Томск
Актуальность
В формировании климата существенную
взаимодействие океана и атмосферы.
роль
играет
В механизме поступления тепла из океана в атмосферу
большое значение имеют потоки скрытого и явного тепла.
Области наибольшей отдачи тепла лежат в районах тёплых
течений – Гольфстрим и Куросио.
Существующие проблемы
В связи с климатическими изменениями исследование изменчивости
процессов в Северной Атлантике в последние 20 лет стало очень
актуальным;
Анализ изменчивости тепловых потоков и температуры поверхности
океанов в Северной Атлантике и климата Евразии в литературе представлен
не в полном объёме (Лаппо, Полонский, Гулёв и др.)
Поэтому данное исследование необходимо для понимания внутригодовой и
межгодовой изменчивости потоков тепла в Атлантики, их связь с NAO и с
климатом Евразии
Цель исследования
Исследование
межгодовой
изменчивости
гидрометеорологических
характеристик
в
выделенных районах;
Анализ
корреляционных
величин;
связей
исследуемых
Оценка влияния этой изменчивости на изменчивость
температуры и осадков в Северной Евразии.
Исследуемые величины
Океан
Материк
1. SST - температура поверхности океана;
1. T2m – температура воздуха на высоте 2м;
2. S – поток явного тепла;
2. pr – водный эквивалент осадков.
3. LE – поток скрытого тепла;
4. EEff – эффективное излучение;
5. Индекс NAO;
6. Tair – температура воздуха.
Среднемесячные данные судовых
наблюдений реанализа ICOADS с
пространственным разрешением
1°х1° за 1960 - 2009гг.,
http://icoads.noaa.gov/data.icoads.html
Среднемесячные данные эффективного
излучения и метеорологических величин на
территории Евразии реанализа
JRA 25 с пространственным разрешением
2°х2° за 1871 - 2008 гг.,
http://jra.kishou.go.jp
Среднемесячные значения NAO за
период 1948 – 2011 г.
http://lip.lags.ac.cn/dct/page/65574
ЭАЗО - это составляющие океана, участвующие в формировании
крупномасштабного обмена теплом между океаном и атмосферой.
Отвечают за 40 % общего теплообмена в системе океан–атмосфера
Зоны в Северной Атлантике:
1 – Бермудская ЭАЗО;
2 – Ньюфаундлендская ЭАЗО;
3 – Норвежская ЭАЗО;
1.
Внутригодовая изменчивость потоков
тепла и температуры поверхности океана
в Северной Атлантике за период
1975 – 2011 гг.
Внутригодовая изменчивость а) SST (ºС), б) S (В/м2), в) LE(В/м2) и г) LE+S (В/м2)
Бермудская ЭАЗО,
Ньюфаундлендская ЭАЗО,
Норвежская ЭАЗО
Внутригодовая изменчивость трендов SST (º С/10 лет) и их
среднеквадратических отклонений для Бермудской,
Ньюфаундлендской и Норвежской ЭАЗО
Месяц
Бермудская
ЭАЗО
Ньюфаундлендская
ЭАЗО
Норвежская
ЭАЗО
Tr SST
σtr
Tr SST
σtr
Tr SST
σtr
Январь
0,07
0,06
0,20
0,08
0,27
0,06
Февраль
0,09
0,05
0,12
0,09
0,22
0,05
Март
0,04
0,06
0,24
0,08
0,11
0,05
Апрель
0,12
0,06
0,10
0,1
0,20
0,05
Май
0,07
0,06
0,12
0,12
0,27
0,06
Июнь
0,14
0,06
0,05
0,09
0,28
0,09
Июль
0,15
0,04
0,28
0,11
0,33
0,09
Август
0,13
0,04
0,21
0,09
0,35
0,09
Сентябрь
0,08
0,04
0,23
0,07
0,48
0,08
Октябрь
0,05
0,05
0,19
0,09
0,35
0,05
Ноябрь
0,03
0,05
0,16
0,07
0,25
0,07
Декабрь
0,05
0,06
0,24
0,08
0,20
0,06
Внутригодовая изменчивость трендов LE + S (Вт/м2/10 лет) и
их среднеквадратических отклонений для Бермудской,
Ньюфаундлендской и Норвежской ЭАЗО
Месяц
Бермудская
ЭАЗО
Ньюфаундлендская
ЭАЗО
Норвежская
ЭАЗО
Tr LE+S
σtr
Tr LE+S
σtr
Tr LE+S
σtr
Январь
2,29
1,42
5,74
3,27
-1,43
1,8
Февраль
1,79
1,49
-1,29
3,13
7,87
2,03
Март
1,97
1,06
2,82
2,06
3,70
1,55
Апрель
0,96
0,66
-0,38
1,81
-3,21
1,27
Май
3,34
0,61
1,24
1,41
1,29
0,88
Июнь
1,44
0,41
2,10
0,98
0,44
0,7
Июль
2,63
0,42
1,57
0,62
0,63
0,59
Август
2,32
0,49
1,13
1,06
0,16
0,66
Сентябрь
2,86
0,69
1,88
1,65
-0,99
0,99
Октябрь
2,58
0,84
1,63
1,77
1,79
1,43
Ноябрь
5,02
1,18
0,48
1,99
-0,60
2,02
Декабрь
2,94
1,14
-1,08
2,59
-1,47
1,78
2. Влияние индекса NAO на температуру
поверхности океана, потоки явного и скрытого
тепла, и эффективное излучение за период
1975 – 2011 гг.
Были построены и проанализированы корреляционные
связи над территорией Северной Атлантики за период
1975 – 2011 гг.:
r(NAO, SST)
r(NAO, S)
r(NAO, LE)
r(NAO, EEff)
Февраль
r(NAO, LE)
r(NAO, EEff)
r(NAO, S)
r(NAO, SST)
3. Влияние SST на потоки явного и скрытого
тепла, и эффективное излучение
за период 1975 – 2011 гг.
Были построены и проанализированы корреляционные
связи над территорией Северной Атлантики
за период 1975 – 2011 гг.:
r(SST, LE);
r(SST, S);
r(SST, EEff).
Влияние температуры поверхности океана на потоки
тепла и эффективное излучение
r(SST,LE)
январь
r(SST,LE)
июль
r(SST,S)
январь
r(SST,S)
июль
r(SST,EEff)
март
r(SST,EEff)
июль
4. Связь изменчивости потоков тепла в
Ньюфаундлендской ЭАЗО c
климатом северных и умеренных
широт Евразии
Проанализированы корреляционные связи
гидрометеорологических характеристик Евразии с
потоками тепла, температурой воздуха и поверхности
океана в Ньюфаундлендской ЭАЗО.
r(Tair, pr) r(Tair, pr)
r(LE, pr)
r(SST, pr)
r(LE, T2m) r(SST, T2m)
Наиболее информативные корреляционные зависимости
r(LE, pr)
r(LE, T2m)
r(SST, pr)
r(SST, T2m)
pr – осадки
T2m – температура воздуха на 2м в Евразии
Tair – температура воздуха над Бермудской ЭАЗО
Март
r(LE, pr)
r(LE, T2m)
r(SST, pr)
r(SST, T2m)
Июль
r(LE, pr)
r(LE, T2m)
r(SST, pr)
r(SST, T2m)
Заключение
От зимы к лету наблюдается увеличение SST во всех исследуемых
районах и уменьшение потоков тепла. Во всех исследуемых районах
преобладают положительные тренды температуры поверхности
океана и потоков тепла;
Высокие по величине положительные и отрицательные связи между
индексом NAO и SST, LE и S, и Ef над территорией Северной
Атлантикой наблюдается в зимний период с максимумом в феврале. В
летние и осенние месяцы преобладает очаговый характер
распределения;
Ньюфаундлендская ЭАЗО в период 1975 ÷ 2011 гг. характеризуется
максимальным притоком тепла и высокими корреляционными связями
между индексом NAO и гидрометеорологическими величинами;
По территории Евразии связь изменчивостей гидрометеорологических
величин суши и океана носит очаговый характер с максимумом в
Средиземном море, Европе, Дальнем востоке, Сибири;
Наибольшие связи между процессами в Атлантике и Евразии
наблюдаются в холодный период. В тёплый период связи не
превышают 0,2 и -0,2.
Спасибо за внимание