Морской гидрофизический журнал. 2024; 40: 21-36
Междесятилетняя изменчивость крупномасштабной атмосферной циркуляции Атлантико-Европейского сектора, обусловливающая аномалии поверхностной температуры Черного, Баренцева и Норвежского морей
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2024-1-21-36Аннотация
Цель. Цель работы ‒ оценка междесятилетней изменчивости зимних гидрометеорологических полей в Атлантико-Европейском секторе в разные фазы индексов Арктического и Североатлантического колебаний.
Методы и результаты. Анализировались структура положительных (отрицательных) аномалий высоты геопотенциала по композитным картам аномалии высоты геопотенциала на уровнях Н1000 и Н50, индекс Североатлантического колебания по данным из архива Центра прогнозирования климата, аномалии поверхностной температуры моря по данным из Японского центра океанографических данных в десятилетие отрицательных и десятилетие положительных значений индексов Арктического и Североатлантического колебания. В десятилетие положительных значений этих индексов усиливаются Азорский антициклон и Исландский циклон, а Сибирский антициклон ослабевает. В десятилетие отрицательных значений, наоборот, усиливается Сибирский антициклон, а Азорский антициклон и Исландский циклон ослабевают. Циркуляция атмосферы в Атлантико-Европейском секторе в субрегионе Западной Европы формируется под влиянием атлантических воздушных масс, а в субрегионе Восточной Европы – под влиянием Азорского антициклона и отрога Сибирского антициклона. В десятилетие положительной фазы Арктического и Североатлантического колебания поверхностная температура Черного моря становится ниже климатической нормы, а Баренцева и Норвежского морей – выше. В десятилетие отрицательной фазы Арктического и Североатлантического колебания поверхностная температура Черного моря становится выше, а Баренцева и Норвежского морей – ниже.
Выводы. Междесятилетняя изменчивость интенсивности полярного вихря в разные фазы Арктического колебания влияет на перераспределение массы атмосферы между центром полярного вихря и его границами. Следствием этого является усиление (ослабление) Азорского, Сибирского и Исландского центров действия атмосферы и формирование междесятилетней изменчивости циркуляции атмосферы в Атлантико-Европейском секторе. В результате формируются барические структуры в субрегионах Атлантико-Европейского сектора, обусловливающие аномалии приземной температуры воздуха и поверхностной температуры морей с противоположными знаками.
Список литературы
1. Hurrell J. W. Decadal trends in the North Atlantic Oscillation: Regional temperatures and precipitation // Science. 1995. Vol. 269, iss. 5224. Р. 676–679. doi: 10.1126/science.269.5224.676
2. Thompson D. W. J., Wallace J. M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophysical Research Letters. 1998. Vol. 25, iss. 9. P. 1297–1300. doi: 10.1029/98GL00950
3. Deser C. On the teleconnectivity of the “Arctic Oscillation” // Geophysical Research Letters. 2000. Vol. 27, iss. 6. P. 779–782. doi: 10.1029/1999GL010945
4. Interannual variability in the stratospheric-tropospheric circulation in a coupled ocean-atmosphere GCM / A. Kitoh [et al.] // Geophysical Research Letters. 1996. Vol. 23, iss. 5. P. 543–546. doi: 10.1029/96GL00158
5. Overland J. E., Adams J. M., Bond N. A. Decadal variability of the aleutian low and its relation to high-latitude circulation // Journal of Climate.1999. Vol. 12, iss. 5. P. 1542–1548. doi: 10.1175/1520-0442(1999)012<1542:DVOTAL>2.0.CO;2
6. Greatbatch R. J. The North Atlantic Oscillation // Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 2000. Vol. 14, iss. 4–5. P. 213–242. doi: 10.1007/s004770000047
7. North Atlantic Oscillation – concepts and studies / H. Wanner [et al.] // Surveys in Geophysics. 2001. Vol. 22, iss. 4. P. 321–381. doi: 10.1023/A:1014217317898
8. Нестеров Е. С. Североатлантическое колебание: атмосфера и океан. Москва : Триада, ЛТД, 2013. 144 с.
9. Попова В. В., Шмакин А. Б. Влияние североатлантического колебания на многолетний гидротермический режим Северной Евразии. I. Статистический анализ данных наблюдений // Метеорология и гидрология. 2003. № 5. С. 62–74. EDN PROROR.
10. Семенов Е. К., Соколихина Н. Н., Тудрий К. О. Теплая зима в российской Арктике и аномальные холода в Европе // Метеорология и гидрология. 2013. № 9. С. 43–54. EDN RBPMTZ.
11. Семенов В. А., Черенкова Е. А. Оценка влияния атлантической мультидекадной осцилляции на крупномасштабную атмосферную циркуляцию в Атлантическом секторе в летний сезон // Доклады Академии наук. 2018. Т. 478, № 6. С. 697–701. EDN YSJIFC. doi: 10.7868/S0869565218060178
12. Climatological features of blocking highs from the perspective of air mass and mass transport / Y. Li [et al.] // International Journal of Climatology. 2020. Vol. 40, iss. 2. P. 782–794. doi: 10.1002/joc.6238
13. Van Loon H., Rogers J. C. The seesaw in winter temperatures between Greenland and Northern Europe. Part 1: Greenland description // Monthly Weather Review. 1978. Vol. 106, iss. 3. P. 296–310. doi: 10.1175/1520-0493(1978)106<0296:TSIWTB>2.0.CO;2
14. Enfield D. B., Mestas-Nuñez A. M., Trimble P. J. The Atlantic multidecadal oscillation and its relation to rainfall and river flows in the continental U.S. // Geophysical Research Letters. 2001. Vol. 28, iss. 10. Р. 2077‒2080. doi: 10.1029/2000GL012745
15. Процессы, определяющие синхронную междесятилетнюю изменчивость поверхностной температуры Баренцева и Черного морей / А. А. Сизов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 3. С. 276–290. EDN CTGFFS. URL: http://xn--c1agq7a.xn--p1ai/repository/issues/2022/03/03/?ysclid=ltn1dsl7dd119749685
16. Северо-атлантическое колебание – доминирующий фактор изменчивости циркуляционных океанических систем Северной Атлантики / Г. С. Дворянинов [и др.] // Доклады Академии наук. 2016. Т. 466, № 3. С. 345–349. EDN VHVLJF. doi: 10.7868/S0869565216030208
17. Михайлова Н. В., Баянкина Т. М., Сизов А. А. Два режима взаимодействия атмосферы и океана в Атлантическом секторе Арктического бассейна // Океанология. 2021. Т. 61, № 4. С. 509–516. EDN NAAGFV. doi: 10.31857/S0030157421030096
18. Hughes S. L., Holliday N. P., Gaillard F. Variability in the ICES/NAFO region between 1950 and 2009: observations from the ICES Report on Ocean Climate // ICES Journal of Marine Science. 2012. Vol. 69, iss. 5. P. 706–719. doi: 10.1093/icesjms/fss044
19. Основные результаты океанологических исследований Северного Ледовитого океана в последнее десятилетие / И. М. Ашик [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 1 (103). С. 42–56. EDN TXNZVN
20. Иванов В. В., Аксенов Е. О. Трансформация атлантической воды в восточной части котловины Нансена по данным наблюдений и моделирования // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 1(95). С. 72–87. EDN QIKULT.
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2024; 40: 21-36
Interdecadal Variability of Large-Scale Atmospheric Circulation in the Atlantic-European Sector Conditioning Surface Temperature Anomalies in the Black, Barents and Norwegian Seas
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2024-1-21-36Abstract
Purpose. The study is purposed at analyzing and assessing the interdecadal variability of winter hydrometeorological fields in the Atlantic-European sector during different phases of the Arctic and North Atlantic Oscillations indices.
Methods and Results. The structure of positive (negative) anomalies of the geopotential height was analyzed based on the composite maps of geopotential height anomalies at levels H1000 and H50, the North Atlantic Oscillation index was scrutinized using the data from the Climate Prediction Center archives, the sea surface temperature anomalies were surveyed applying the information from the Japan Oceanographic Data Center. The researches covered two periods: a decade of negative and a decade of positive values of the Arctic and North Atlantic Oscillations indices. During a decade of positive values of these indices, the Azores anticyclone and the Icelandic cyclone are intensified, while the Siberian anticyclone weakens. And, on the contrary, during a decade of negative values, the Siberian anticyclone strengthens, while the Azores anticyclone and the Icelandic cyclone wane. Atmospheric circulation in the Atlantic-European sector (the Western Europe subregion) is formed being affected by the Atlantic air masses, and in the Eastern Europe subregion – by the Azores anticyclone and the Siberian anticyclone spur. During a decade of positive phase of the Arctic and North Atlantic Oscillations, the Black Sea surface temperature decreases and becomes lower than the climatic normal, whereas that of the Barents and Norwegian seas – higher. During a decade of negative phase of the Arctic and North Atlantic Oscillations, the surface temperature of the Black Sea becomes higher, and that of the Barents and Norwegian seas – lower.
Conclusions. During different phases of the Arctic Oscillation, interdecadal variability in the polar vortex intensity affects the redistribution of atmospheric mass between the center of a polar vortex and its boundaries. The consequence of this phenomenon consists in strengthening (weakening) of the Azores, Siberian and Icelandic centers of atmospheric action as well as formation of the interdecadal variability of atmospheric circulation in the Atlantic-European sector. As a result, the pressure structures conditioning the anomalies in surface air and sea surface temperatures with opposite signs are formed in the subregions of the Atlantic-European sector.
References
1. Hurrell J. W. Decadal trends in the North Atlantic Oscillation: Regional temperatures and precipitation // Science. 1995. Vol. 269, iss. 5224. R. 676–679. doi: 10.1126/science.269.5224.676
2. Thompson D. W. J., Wallace J. M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophysical Research Letters. 1998. Vol. 25, iss. 9. P. 1297–1300. doi: 10.1029/98GL00950
3. Deser C. On the teleconnectivity of the “Arctic Oscillation” // Geophysical Research Letters. 2000. Vol. 27, iss. 6. P. 779–782. doi: 10.1029/1999GL010945
4. Interannual variability in the stratospheric-tropospheric circulation in a coupled ocean-atmosphere GCM / A. Kitoh [et al.] // Geophysical Research Letters. 1996. Vol. 23, iss. 5. P. 543–546. doi: 10.1029/96GL00158
5. Overland J. E., Adams J. M., Bond N. A. Decadal variability of the aleutian low and its relation to high-latitude circulation // Journal of Climate.1999. Vol. 12, iss. 5. P. 1542–1548. doi: 10.1175/1520-0442(1999)012<1542:DVOTAL>2.0.CO;2
6. Greatbatch R. J. The North Atlantic Oscillation // Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 2000. Vol. 14, iss. 4–5. P. 213–242. doi: 10.1007/s004770000047
7. North Atlantic Oscillation – concepts and studies / H. Wanner [et al.] // Surveys in Geophysics. 2001. Vol. 22, iss. 4. P. 321–381. doi: 10.1023/A:1014217317898
8. Nesterov E. S. Severoatlanticheskoe kolebanie: atmosfera i okean. Moskva : Triada, LTD, 2013. 144 s.
9. Popova V. V., Shmakin A. B. Vliyanie severoatlanticheskogo kolebaniya na mnogoletnii gidrotermicheskii rezhim Severnoi Evrazii. I. Statisticheskii analiz dannykh nablyudenii // Meteorologiya i gidrologiya. 2003. № 5. S. 62–74. EDN PROROR.
10. Semenov E. K., Sokolikhina N. N., Tudrii K. O. Teplaya zima v rossiiskoi Arktike i anomal'nye kholoda v Evrope // Meteorologiya i gidrologiya. 2013. № 9. S. 43–54. EDN RBPMTZ.
11. Semenov V. A., Cherenkova E. A. Otsenka vliyaniya atlanticheskoi mul'tidekadnoi ostsillyatsii na krupnomasshtabnuyu atmosfernuyu tsirkulyatsiyu v Atlanticheskom sektore v letnii sezon // Doklady Akademii nauk. 2018. T. 478, № 6. S. 697–701. EDN YSJIFC. doi: 10.7868/S0869565218060178
12. Climatological features of blocking highs from the perspective of air mass and mass transport / Y. Li [et al.] // International Journal of Climatology. 2020. Vol. 40, iss. 2. P. 782–794. doi: 10.1002/joc.6238
13. Van Loon H., Rogers J. C. The seesaw in winter temperatures between Greenland and Northern Europe. Part 1: Greenland description // Monthly Weather Review. 1978. Vol. 106, iss. 3. P. 296–310. doi: 10.1175/1520-0493(1978)106<0296:TSIWTB>2.0.CO;2
14. Enfield D. B., Mestas-Nuñez A. M., Trimble P. J. The Atlantic multidecadal oscillation and its relation to rainfall and river flows in the continental U.S. // Geophysical Research Letters. 2001. Vol. 28, iss. 10. R. 2077‒2080. doi: 10.1029/2000GL012745
15. Protsessy, opredelyayushchie sinkhronnuyu mezhdesyatiletnyuyu izmenchivost' poverkhnostnoi temperatury Barentseva i Chernogo morei / A. A. Sizov [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2022. T. 38, № 3. S. 276–290. EDN CTGFFS. URL: http://xn--c1agq7a.xn--p1ai/repository/issues/2022/03/03/?ysclid=ltn1dsl7dd119749685
16. Severo-atlanticheskoe kolebanie – dominiruyushchii faktor izmenchivosti tsirkulyatsionnykh okeanicheskikh sistem Severnoi Atlantiki / G. S. Dvoryaninov [i dr.] // Doklady Akademii nauk. 2016. T. 466, № 3. S. 345–349. EDN VHVLJF. doi: 10.7868/S0869565216030208
17. Mikhailova N. V., Bayankina T. M., Sizov A. A. Dva rezhima vzaimodeistviya atmosfery i okeana v Atlanticheskom sektore Arkticheskogo basseina // Okeanologiya. 2021. T. 61, № 4. S. 509–516. EDN NAAGFV. doi: 10.31857/S0030157421030096
18. Hughes S. L., Holliday N. P., Gaillard F. Variability in the ICES/NAFO region between 1950 and 2009: observations from the ICES Report on Ocean Climate // ICES Journal of Marine Science. 2012. Vol. 69, iss. 5. P. 706–719. doi: 10.1093/icesjms/fss044
19. Osnovnye rezul'taty okeanologicheskikh issledovanii Severnogo Ledovitogo okeana v poslednee desyatiletie / I. M. Ashik [i dr.] // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2015. № 1 (103). S. 42–56. EDN TXNZVN
20. Ivanov V. V., Aksenov E. O. Transformatsiya atlanticheskoi vody v vostochnoi chasti kotloviny Nansena po dannym nablyudenii i modelirovaniya // Problemy Arktiki i Antarktiki. 2013. № 1(95). S. 72–87. EDN QIKULT.
