Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XVIII.E.154

Влияние Глобальной атмосферной осцилляции на аномалии температуры Мирового океана

Серых И.В. (1), Сонечкин Д.М. (1)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, РФ
Исследовано, имеется ли в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах крупномасштабная структура пространственных и временных вариаций температуры воды, которая является аналогичной структуре Глобальной Атмосферной Осцилляции (ГАО) (Бышев и др., 2008, 2011; Анисимов и др., 2012). Для этого проанализированы ставшие доступными лишь недавно данные о распределении температуры в толщах этих океанов. Найдено, что такая аналогичность действительно имеет место (Serykh and Sonechkin, 2020a). Вариации температуры воды в диапазоне временных масштабов от года до примерно десятилетия оказались синхронными с соответствующими вариациями приповерхностной температуры над акваториями океанов, свойственными ГАО (Серых, 2018; Серых и др., 2018; Serykh et al., 2019).
ГАО была найдена как сопутствующая чередованию Эль-Ниньо и Ла-Нинья в динамике океана и атмосферы в приэкваториальной полосе Тихого океана. Оказалось, что формально очень небольшие отклонения оси вращении Земли от ее номинального положения (чандлеровское колебание полюсов и лунно-солнечная нутация), а также очень небольшие периодические изменения солнечной активности, заметно воздействуют на динамику глобальной климатической системы (Серых и Сонечкин, 2017а, 2017б; Serykh and Sonechkin, 2019). Эти воздействия осуществляются таким образом, что самые разнородные процессы, происходящие в районах Земли, зачастую весьма удаленных друг от друга, синхронизируются между собой и с процессами Эль-Ниньо – Южного Колебания (ЭНЮК) во временном масштабе от двух до примерно восьми лет (Серых и Сонечкин, 2017в; Вакуленко и др., 2018; Serykh and Sonechkin, 2020b).
Было предположено, что так называемый Полюсный прилив, возбуждаемый чандлеровским колебанием оси вращения Земли (главный период равен примерно 1.2 года), отражаясь от тихоокеанских берегов Северной Америки, трансформируется в прибойную волну (Serykh and Sonechkin, 2019). Эта волна, в силу конфигурации тихоокеанского побережья Северной Америки, распространяется в сторону Панамского перешейка. Там она приводит в движение в сторону экватора очень теплую поверхностную воду, которая всегда существует у побережья Панамского перешейка. Если в это же время (осенью северного полушария) Зона Внутритропической Конвергенции начинает смещаться в сторону экватора, то масса приводимых в движение теплых вод оказывается столь велика, что возникают положительные аномалии температуры воды у поверхности, характерные для Эль-Ниньо.
Полюсные приливы распространяются с запада на восток противофазно в обоих полушариях и не только в океанах, но и в атмосфере. Потенциально они способны влиять на все крупномасштабные процессы, происходящие в глобальной климатической системе не только в тропиках, но и во внетропических широтах. Однако каковы механизмы таких воздействий было неизвестно до тех пор пока не было показано (Serykh and Sonechkin, 2019), как отраженная волна северотихоокеанского Полюсного прилива способствует возникновению Эль-Ниньо.
В данной работе продемонстрировано, что вариации температуры воды в приэкваториальной зоне Тихого океана на глубинах до примерно 150 метров ведут себя так же, как вариации уровня моря и температуры водной поверхности. На глубинах от 150 до примерно 1000 метров вариации температуры воды обнаруживаю «полосчатую» структуру, не свойственную ГАО. Но общее подобие между вариациями температуры водной поверхности при ГАО и вариациями температуры воды на больших глубинах сохраняется.
Вариации температуры воды распространяются с востока на запад вдоль экватора. Одним из периодов этого восточно – западного распространения является период в 14 месяцев. Это позволяет думать, что это распространение управляется Полюсными приливами, которые, в свою очередь, вызываются чандлеровским колебанием полюсов Земли. Поверхностный северотихоокеанский Полюсный прилив был найден ранее ответственным за возбуждение Эль-Ниньо в Тихом океане (Serykh and Sonechkin, 2019). Глубинные Полюсные приливы в южной Атлантике и Южном Индийском океане, по-видимому, являются триггерами атлантического Эль-Ниньо и так называемого Индоокеанского Диполя (ИД) соответственно.
Любопытно, что ИД очень слабо выражен в поле температур водной поверхности на востоке Индийского океана. По этой причине можно сомневаться, что триггером ИД является чередование усиления и ослабления пассатов над архипелагом Индонезии, как предположено некоторыми исследователями. В толще приповерхностного примерно 150-метрового слоя ИД выражен гораздо лучше. Это согласуется с предположением о том, что триггером ИД является глубинный Полюсный прилив на юге Индийского океана. Отражаясь от западных берегов Австралии, этот прилив может интенсифицировать холодное западноавстралийское течение. При этом противофазное поведение Индийского Диполя и тихоокеанского Эль-Ниньо можно объяснить 180-градусной разницей в долготах этих феноменов.

Ключевые слова: Эль-Ниньо – Южное колебание, Индоокеанский диполь, Атлантическое Эль-Ниньо, Глобальная атмосферная осцилляция, Чандлеровское колебание, Полюсный прилив.
Литература:
  1. Serykh I.V., Sonechkin D.M. Nonchaotic and globally synchronized short-term climatic variations and their origin // Theoretical and Applied Climatology. 2019. Vol. 137. No. 3-4. pp 2639–2656.
  2. Serykh I.V., Sonechkin D.M., Byshev V.I., Neiman V.G., Romanov Yu.A. Global Atmospheric Oscillation: An Integrity of ENSO and Extratropical Teleconnections // Pure and Applied Geophysics. 2019. Vol. 176. No. 8. pp 3737–3755.
  3. Serykh I.V., Sonechkin D.M. Interrelations between temperature variations in oceanic depths and the Global atmospheric oscillation // Pure and Applied Geophysics. 2020a. https://doi.org/10.1007/s00024-020-02615-9.
  4. Serykh I.V., Sonechkin D.M. El Niño forecasting based on the global atmospheric oscillation // International Journal of Climatology. 2020b. https://doi.org/10.1002/joc.6488.
  5. Анисимов М.В., Бышев В.И., Залесный В.Б., Мошонкин С.Н., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О междекадной изменчивости климатических характеристик океана и атмосферы в регионе северной Атлантики // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 304-311.
  6. Бышев В.И., Иванов Ю.А., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В., Скляров В.Е., Щербинин А.Д. О проявлении эффекта Эль-Ниньо в Индийском океане // Доклады Академии наук. 2008. Т. 418. № 3. С. 391-396.
  7. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О глобальном характере явления Эль-Ниньо в климатической системе Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 4. С. 200-208.
  8. Вакуленко Н.В., Серых И.В., Сонечкин Д.М. Хаос и порядок в атмосферной динамике. Часть 3. Предсказуемость Эль-Ниньо // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2018. Т. 26. № 4. С. 75-94.
  9. Серых И.В., Сонечкин Д.М. Хаос и порядок в атмосферной динамике: Часть 1. Хаотические вариации погоды // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2017а. Т. 25. № 4. С. 4-22.
  10. Серых И.В., Сонечкин Д.М. Хаос и порядок в атмосферной динамике. Часть 2. Междугодовые ритмы Эль-Ниньо – Южного колебания // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2017б. Т. 25. № 5. С. 5-25.
  11. Серых И.В., Сонечкин Д.М. Сопоставление временных энергетических спектров индексов Эль-Ниньо – Южного колебания и глобальных полей температуры и атмосферного давления в приповерхностном слое // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017в. Т. 2. С. 144-155.
  12. Серых И.В. О динамике и структуре Глобальной атмосферной осцилляции в климатических моделях и реальности // Океанологические исследования. 2018. Т. 46. № 1. С. 14-28.
  13. Серых И.В., Сонечкин Д.М., Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А. Global atmospheric oscillation in troposphere and lower stratosphere // Системы контроля окружающей среды. 2018. № 13 (33). С. 70-78.


Ссылка для цитирования: Серых И.В., Сонечкин Д.М. Влияние Глобальной атмосферной осцилляции на аномалии температуры Мирового океана // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 252. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

252