Анализ пространственно-временной структуры связи сезонных изменений температуры воздуха на севере европейской части России c изменениями ледовитости арктического бассейна и крупномасштабной атмосферной циркуляции Северного полушария

Изменения приземной температуры воздуха оказывают наибольшее влияние на прирост годовых колец деревьев хвойных пород, произрастающих на европейской территории России севернее 60 град. с. ш. (Мацковский, Соломина, 2011). С этой точки зрения исследование современных региональных изменений температуры воздуха и их связи с изменениями глобальной атмосферной циркуляции является актуальным для реконструкции естественной климатической изменчивости на основе дендрохронологических данных на Европейском Севере России. Данная работа посвящена анализу пространственно-временной структуры связи многолетних сезонных изменений температуры воздуха на территории европейской части России севернее 60 град. с. ш. c изменениями концентрации арктических морских льдов (по спутниковым данным) в Атлантико-Европейском секторе и высотой геопотенциальной поверхности 500 гПа и 1000 гПа Северного полушария. С помощью метода линейных сингулярных разложений ковариационных матриц (SVD, Singular Value Decimposition) установлено, что первая ведущая мода совместного SVD анализа температуры на севере европейской части России и концентрации льда в Арктическом бассейне в период 1952-2012 гг. объясняет основную долю совместной изменчивости обоих параметров: 93.9% зимой, 91.1% весной, 83.1% летом и 79.9% осенью. Наиболее сильная связь температуры и концентрации льда наблюдалась зимой, а наиболее слабая – осенью. Выявлены области значимого влияния: изменения температуры воздуха на Европейском Севере России сопровождались изменениями ледовитости в Баренцевом море во все сезоны, а статистически значимые (на уровне значимости 0.05) изменения концентрации морских льдов Арктического бассейна в районе Гренландского моря проявились только в зимний период.
Пространственная и временная структура первой моды SVD-анализа совместной изменчивости ледовитости Арктического бассейна и приземной температуры воздуха на Европейском Севере России указывает на их связь с Арктическим колебанием. Теснота этой связи наибольшая в зимние месяцы, а к лету она ослабевает. Положительная фаза Арктического колебания в холодный период ассоциируется с пониженным относительно нормы атмосферным давлением в районах Арктики и более высокими температурами воздуха по сравнению с климатической нормой на большей части территории Северной Евразии. Начиная с 1970-х годов, наблюдалась тенденция к преобладанию положительной фазы Арктического колебания, что привело к формированию положительных трендов температур на севере европейской части России.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 17-77-20123 «Реконструкция естественной климатической изменчивости по дендрохронологическим данным Соловецкого архипелага за последнее тысячелетие»).