Пространственно-временная изменчивость высотных струйных течений и ее связь с климатическими параметрами и аномальными погодными явлениями

Высотные струйные течения – неотъемлемый и очень важный элемент общей циркуляции атмосферы. В них сосредоточена основная кинетическая энергия воздушной оболочки Земли. Они оказывают существенное влияние на характеристики атмосферы и происходящие в ней процессы, с ними связывают проявление аномальных погодных явлений (Джефф Мастерс, 2015; Нерушев, 2014). Как существенный элемент общей циркуляции атмосферы, струйные течения должны испытывать влияние глобальных изменений климатической системы Земли. Удобным инструментом получения информации о струйных течениях и определения их характеристик является зондирование атмосферы с геостационарных метеорологических спутников.
В докладе представлены результаты исследования пространственно-временной изменчивости основных характеристик струйных течений верхней тропосферы Северного и Южного полушарий в зоне обзора европейских геостационарных метеорологических спутников второго поколения (MSG) за десятилетний период (2007 – 2016) гг. Исходной информацией служили данные зондирования атмосферы с временным интервалом 15 мин в канале водяного пара 6.2 мкм радиометром SEVIRI. Исследования базируются на автоматизированном методе прямых расчетов положения зон высотных струйных течений и их характеристик (Ивангородский, Нерушев, 2014), основанном на вычислении поля ветра в верхней тропосфере по перемещениям атмосферных трассеров (неоднородностей концентрации водяного пара) (Нерушев, Крамчанинова, 2011).
С использованием методов регрессионного, корреляционного, спектрального и вейвлетного анализов выявлены основные закономерностей временной и пространственной изменчивости характеристик струйных течений. Показано, что все характеристики струйных течений в обоих полушариях испытывают существенные сезонные вариации, при этом их амплитуда для большинства характеристик больше в Южном полушарии. Тенденция временной изменчивости характеристик струйных течений за рассматриваемый 10-летний промежуток времени практически одинакова в обоих полушариях, в то время как значения трендов заметно разнятся. При этом величина значимых трендов в Южном полушарии существенно (в разы) больше.
Исследована связь характеристик струйных течений с рядом климатических параметров – температурой верхней тропосферы, площадью морского льда и др. Отмечена хорошо выраженная связь площади струйного течения и широты его центра с площадью морского льда и температурой тропосферы. Кросс-вейвлетный анализ выявляет сложный, изменяющийся со временем характер связей струйных течений с площадью морского льда и температурой тропосферы на разных уровнях и присутствие помимо устойчивых годовых колебаний значимых связей с периодами колебаний около 50-60 мес.
Рассмотрены среднемесячные и среднесуточные аномалии характеристик струйных течений в 2017 году и их связь с погодными аномалиями в зимний и летний периоды. Отмечено, что ряд погодные аномалии могут быть обусловлены особенностями пространственно-временной изменчивости характеристик струйных течений, в первую очередь существенным смещением положения центра струйного течения от среднего многолетнего значения.