Характеристики высотных струйных течений северного и южного полушарий по данным спутниковых измерений

Высотные струйные течения – неотъемлемый и очень важный элемент общей циркуляции атмосферы. В них сосредоточена основная кинетическая энергия воздушной оболочки Земли. Струйные течения могут испытывать влияние глобальных изменений климатической системы Земли, а также оказывать определенное воздействие на погодные процессы. В последнее время в связи с участившимися проявлениями аномальных погодных явлений, связанных по мнению большинства ученых с глобальным потеплением, заметно повысился интерес к высотным струйным течениям, как одному из возможных факторов, влияющих на возникновение таких аномалий (Джефф Мастерс, 2015; Hall et al., 2016). Удобным инструментом получения информации о струйных течениях является зондирование атмосферы с геостационарных метеорологических спутников.
В настоящей работе представлены результаты исследования пространственно-временной изменчивости основных характеристик струйных течений верхней тропосферы северного и южного полушарий в зоне обзора европейских геостационарных метеорологических спутников за период 2007-2015 гг. Характеристики струйных течений (количество струйных течений с эффективным временем «жизни», большим некоторого минимального времени, их площадь, максимальная скорость ветра на оси, широта и долгота центра области струйного течения, максимальный градиент (сдвиг) горизонтальной скорости ветра на циклонической и антициклонической сторонах, а также эффективное время «жизни») рассчитывались на основе автоматизированного метода вычисления поля скорости горизонтального ветра по данным зондирования атмосферы радиометром SEVIRI в канале водяного пара 6.2 мкм (Ивангородский, Нерушев, 2014).
Выявлены значимые линейные тренды большинства характеристик струйных течений. Показано, что относительное увеличение количества струйных течений и их эффективного времени «жизни» в северном полушарии составило 25 и 22% соответственно, а относительное уменьшение максимальной скорости ветра на оси и градиента горизонтальной скорости ветра на циклонической и антициклонической сторонах – 7, 13 и 20%. Годовой ход наиболее ярко выражен для количества струйных течений, их максимальной скорости, средней площади и ширины. Характерной особенностью в северном полушарии является синхронная годовая изменчивость максимальной скорости и ширины струйных течений, определяемой по уровню изотахи V=30 м/c. Отмечена ярко выраженная горизонтальная асимметрия профиля скорости ветра в струйных течениях.
Выявлены заметные отличия характеристик струйных течений северного и южного полушарий, в частности, их количества, геометрических размеров, максимальных скоростей ветра, а также их трендов. Так относительное уменьшение максимальной скорости ветра в южном полушарии в 2 раза больше, чем в северном. В амплитудных спектрах и вейвлетограммах временных рядов большинства среднесуточных и среднемесячных характеристик наблюдаются устойчивые годовые и полугодовые гармонические колебания. В северном полушарии наблюдаются значимые колебания характеристик с периодами 19-23 и 37-39 суток, 26.5-27.5, 35-37 и 42-45 мес.
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (грант № 14-05-00127).

Литература

Джефф Мастерс. Струйное течение становится фатальным//В мире науки. 2015. №2. С. 61-68.
Ивангородский Р.В., Нерушев А.Ф. Характеристики струйных течений верхней тропосферы по данным измерений европейских геостационарных метеорологических спутников// Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 45-53.
Hall R., Jones J., Hanna E., Scaife A., Erdélyi R. Drivers and potential predictability of summer time North Atlantic polar front jet variability//Clim. Dyn. 2016. doi:10.1007/s00382-016-3307-0.