Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год

(http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf)

Динамические эффекты в общем балансе энергии стратосферы

Шпынев Б.Г. (1), Хабитуев Д.С. (1), Зоркальцева О.С. (1)
(1) Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
в работе проводится исследование состояния энергетического баланса стратосферы и его влияние на процессы переноса. Основным источником нагрева стратосферы является поглощение ультрафиолетовой солнечной радиации озоном. В работе проводится расчет полной энергии, поглощенной озоном, на основе данных атмосферного реанализа Era-Interim, совместно со спутниковыми данными интенсивности солнечной радиации, а также энергии, которая расходуется на охлаждение в виде переизлучения в инфракрасном спектре. Если рассматривать стратосферную циркуляцию в рамках модели плоско-слоистого струйного течения, то естественно предположить, что эта разница между поглощаемой и излучаемой энергией уходит на работу газа по увеличению гравитационного потенциала экваториальной стратосферы. То есть экваториальная стратосфера представляет собой постоянно действующую тепловую машину, формирующую разность гравитационного потенциала между экватором и полюсами, которая преобразуется далее в энергию струйных течений. Для оценки процессов переноса в различных широтных зонах мы разделяем всю область переноса на несколько широтных поясов.

Исследование выполнено в рамках проекта II.16.1.3 Программы ФНИ государственных академий на 2013-2020 годы, а также при поддержке гранта РФФИ №16-05-01087

Ключевые слова: Стратосфера, струйные течения, озоновый слой
Литература:
  1. Brasseur G. and S. Solomon, 2005. Aeronomy of the Middle Atmosphere, Springer, Dordrecht.
  2. Chernigovskaya M.A., Shpynev B.G., Ratovsky K.G. Meteorological effects of ionospheric disturbances from vertical radio sounding data // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics (2015), pp. 235-243 DOI:10.1016/j.jastp.2015.07.006
  3. Dee DP, Uppala SM, Simmons AJ, Berrisford P, Poli P, Kobayashi S, Andrae U, Balmaseda MA, Balsamo G, Bauer P, Bechtold P, Beljaars ACM, van de Berg L, Bidlot J, Bormann N, Delsol C, Dragani R, Fuentes M, Geer AJ, Haimberger L, Healy SB, Hersbach H, H´olm EV, Isaksen L, K°allberg P, K¨ohler M, Matricardi M, McNally AP, Monge-Sanz BM, Morcrette J-J, Park B-K, Peubey C, de Rosnay P, Tavolato C, Th´epaut J-N, Vitart F. (2011). The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. Q. J. R. Meteorol. Soc. 137: 553–597. DOI:10.1002/qj.828.
  4. Eady, E.T., 1949. Long wave sand cyclone waves. Tellus1, 35–52.
  5. Richmond, A.D., Ridley, E.C., Roble, R.G., 1992. Athermosphere/ionosphere general сirculation model with coupled electrodynamics. Geophys. Res. Lett. 6, 601–604.
  6. Liu, H.-L. and R. G. Roble, (2002). A study of a self-generated stratospheric sudden warming and its mesospheric-lower thermospheric impacts using the coupled TIME-GCM/CCM3, J. Geophys. Res., 107(D23), 4695, doi:10.1029/2001JD001533.
  7. Yiğit, E., A.D. Aylward, and A.S. Medvedev (2008). Parameterization of the effects of vertically propagating gravity waves for thermosphere general circulation models: Sensitivity study, J. Geophys. Res., 113, D19106, doi:10.1029/2008JD010135.
  8. Yiğit E., Knížova P. K., Georgieva K., Ward W. A review of vertical coupling in the Atmosphere–Ionosphere system: Effects of waves, sudden stratospheric warmings, space weather, and of solar activity. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 141, 1–12, 2016.
  9. Pogoreltsev, A.I., A.A. Vlasov. K. Fröhlich, and Ch. Jacobi, (2007): Planetary waves in coupling the lower and upper atmosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 69, 2083-2101, doi:10.1016/j.jastp.2007.05.014.
  10. Labitzke K. On the Mutual Relation between Stratosphere and Troposphere during Periods of Stratospheric Warmings in Winter // J. Appl. Meteor. 1965. V.4. P.91–99.
  11. Taguchi M. Is There a Statistical Connection between Stratospheric Sudden Warming and Tropospheric Blocking Events? // J. Atmos. Sci. 2008. V. 65. Iss. 4. P. 1442–1454.
  12. Christiansen, B., 2001: Downward propagation from the stratosphere to the troposphere: Model and reanalysis.J. Geophys. Res.,106, 27 307–27 322.
  13. Baldwin M.P., Dunkerton T.J. Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes // Science, 2001. Vol. 294, P. 581– 584.
  14. Thompson, D.W.J., M. P. Baldwin, and J. M. Wallace, 2002: Stratospheric connection to Northern Hemisphere wintertime weather: Implications for predictions. J. Climate, 15, 1421–1428.
  15. Tripathi O. P. et al. (2015), The predictability of the extratropical stratosphere on monthly time-scales and its impact on the skill of tropospheric forecasts, Q. J. R. Meteorol. Soc., 141, 987-1003, doi:10.1002/qj.2432.
  16. Wada H. A study on the behaviour of the polar vortex and its application to long-range weather forecasting. Geophys. Mag., vol. 31, No 2, 1962

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

241