ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 238-248

Межгодовая изменчивость характеристик холодных вторжений над Японским морем

М.К. Пичугин 1 , Д.Г. Чечин 2 
1 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
2 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 22.09.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-238-248
В работе исследуется межгодовая изменчивость интенсивности холодных вторжений (ХВ) над Японским морем (ЯМ) с использованием данных спутникового дистанционного зондирования и реанализа высокого разрешения за период с 1979 г. по 2016 г. На основе спутниковых микроволновых измерений вектора приводного ветра и видимых/инфракрасных изображений облачности, полученных за 16 холодных сезонов (ноябрь–март) 2000–2016 гг., предложены критерии регистрации ХВ над ЯМ. Анализ характеристик ХВ показал, что в 36% случаев продолжительность вторжений (D) не превышает 24 часов (D < 1 сут.). Около 30% из них в стадии максимального развития сопровождаются штормовым ветром (≥ 20 м/с), обуславливающим интенсивный турбулентный энергомассоперенос через морскую поверхность. Выявлена статистическая взаимосвязь между повторяемостью ХВ и межгодовыми колебаниями температуры воздуха (Ta) и суммарного (явный + скрытый) турбулентного потока тепла над морской поверхностью. Наиболее тесная обратная связь Ta и количества вторжений (коэффициент корреляции -0,86) отмечается над континентальной частью Дальнего Востока с координатами центра 47,5° с.ш., 135,5° в.д. В этом районе на протяжении всего периода исследования выделяется колебание Ta с периодом, близким к 10 годам, что позволяет выдвинуть гипотезу о квазидесятилетней цикличности активности ХВ над Японским морем.
Ключевые слова: холодные вторжения, Японское море, спутниковые измерения, индикация, межгодовая изменчивость, температура воздуха, поток тепла
Полный текст

Список литературы:

  1. Пичугин М.К., Митник Л.М. Холодные вторжения над Беринговым морем: анализ по данным спутниковых микроволновых и оптических измерений, радиозондирования атмосферы и океанических буев // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6. № 2. С. 172–179.
  2. Пичугин М.К., Пономарев В.И. Изменчивость потоков явного и скрытого тепла в северо-западной части Японского моря в холодный период года // Вестн. ДВО РАН. 2013. № 6. C. 22–29.
  3. Похил А.Э. Об идентификации зон штормового волнения и штиля в Тихом океане по спутниковым снимкам облачности // Метеорология и гидрология. 1985. № 12. С. 68–76.
  4. Радиолокация поверхности Земли из космоса / Ред. Л.М. Митник, С.В. Викторова. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 200 с.
  5. Chechin D.G., Pichugin M.K. Cold-air outbreaks over the ocean at high latitudes and associated mesoscale atmospheric circulations: Problems of numerical modelling // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2015. Vol. 51. No. 9. P. 1034–1050.
  6. Compo G., Kiladis G.N., Webster P.J. The horizontal and vertical structure of east Asian winter monsoon pressure surges // Q. J. R. Meteorol. Soc. 1999. Vol. 125. No. 553. P. 29–54.
  7. Cui Y., Senjyu T. Interdecadal oscillations in the Japan Sea proper water related to the arctic oscillation // Journal of Oceanography. 2010. Vol. 66. No. 3. 337 p.
  8. Dorman C.E., Beardsley R.C., Dashko N.A., Friehe C.A., Kheilf D., Cho K., Limeburner R., Varlamov S.M. Winter marine atmospheric conditions over the Japan Sea // J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. No. C12. C12011 p.
  9. IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M. (eds.). Cambridge University Press, 2013. 1552 p.
  10. Isobe A., Beardsley R.C. Atmosphere and Marginal-Sea Interaction Leading to an Interannual Variation in Cold-Air Outbreak Activity over the Japan Sea // Journal of Climate. 2007. Vol. 20. № 23. P. 5707.
  11. Gong D.-Y., Wang S.-W., Zhu J.-H. East Asian winter monsoon and Arctic Oscillation // Geophys. Res. Lett. 2001. Vol. 28. No. 10. P. 2073–2076.
  12. Jensen T.G., Campbell T.J., Allard R.A., Small R.J., Smith T.A. Turbulent heat fluxes during an intense cold-air outbreak over the Kuroshio Extension Region: Results from a high-resolution coupled atmosphere-ocean model // Ocean Dynamics. 2011. Vol. 61. P. 657–674.
  13. Jhun J.-G., Lee E.-J. A new east Asian Winter Monsoon Index and associated characteristics of the winter monsoon // J. Clim. 2004. Vol. 17. No. 4. P. 711–726.
  14. Kawamura H., Wu P. Formation mechanism of Japan Sea Proper Water in the flux center off Vladivostok // J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. No. C10. P. 21611–21622.
  15. Kolstad E.W., Bracegirdle T.J. Marine cold-air outbreaks in the future: an assessment of IPCC AR4 model results for the Northern Hemisphere // Climate Dynamics. 2008. Vol. 30. No. 7. P. 871–885.
  16. Mitnik L.M., Mitnik M.L. Microwave characteristics of organized mesoscale convection over the ocean // Proc. 10th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment. Microrad08. Florence, Italy, 11–14 March 2008. IEEE Catalog Number CFP0892D (softbound) CFP0892D-CDR (CD ROM).
  17. Mitnik L.M., Gurvich I.A., Pichugin M.K. Satellite sensing of intense winter mesocyclones over the Japan Sea // Proc. IGARSS 2011, Vancouver, 25–29 July 2011. P. 2345–2348.
  18. Mourad P.D., Walter B.A. Viewing a cold air outbreak using satellite-based synthetic aperture radar and advanced very high resolution radiometer imagery // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 16391–16400.
  19. Nagata M., Ikawa M., Yoshizumi S., Yoshida T. On the formation of a convergent cloud band over the Japan Sea in winter: Numerical experiments // J. Meteor. Soc. Jpn. 1986. Vol. 64. P. 841–855.
  20. Onitsuka G., Yanagi T., Yoon J.-H. A numerical study on nutrient sources in the surface layer of the Japan Sea using a coupled physical-ecosystem model // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. No. C05. P. C05042.
  21. Park K.-A., Ullman D.S., Kim K., Chung J.-Y., Kim K.-R. Spatial and temporal variability of satellite-observed Subpolar Front in the East/Japan Sea // Deep-sea Research Part I. 2007. Vol. 54. P. 453–470.
  22. Park T.-W., Ho C.-H., Yang S. Relationship between the Arctic oscillation and the cold surges over East Asia // J. Clim. 2011. Vol. 24. No. 1. P. 68–83.
  23. Saha S., Moorthi S., Pan H.L., Wu X., Wang J., Nadiga S., Tripp P., Kistler R., Woollen J., Behringer D., Liu H., Stokes D., Grumbine R., Gayno G., Wang J., Hou Y.T., Chuang H.Y., Juang H.-M.H., Sela J., Iredell M., Treadon R., Kleist D., Delst P.V., Keyser D., Derber J., Ek M., Meng J., Wei H., Yang R., Lord S., Dool H.V.D., Kumar A., Wang W., Long C., Chelliah M., Xue Y., Huang B., Schemm J.K., Ebisuzaki W., Lin R., Xie P., Chen M., Zhou S., Higgins W., Zou C.Z., Liu Q., Chen Y., Han Y., Cucurull L., Reynolds R.W., Rutledge G., Goldberg M. The NCEP Climate Forecast System Reanalysis, Bull // Am. Meteorol. Soc. 2010. Vol. 91. No. 8. P. 1015–1057.
  24. Seung Y.H., Yoon J.H. Some features of winter convection in the Japan Sea // J. Oceanogr. 1995. Vol. 5. No. 1. P. 61–73.
  25. Talley L.D., Lobanov V.B., Ponomarev V.I., Salyuk A., Tishchenko P., Zhabin I., Riser S. Deep convection and brine rejection in the Japan Sea // Geophys. Res. Lett. 2003. Vol. 30. P. 8.1–8.4.
  26. Thompson D.W.J., Wallace J.M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophys. Res. Lett. 1998. Vol. 25. No. 9. P. 1297–1300.
  27. Woo S.-H., Kim B.-M., Jeong J.-H., Kim S.-J., Lim G.-H. Decadal changes in surface air temperature variability and cold surge characteristics over northeast Asia and their relation with the Arctic Oscillation for the past three decades (1979–2011) // J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. No. D18. P. D18117.
  28. Wu B., Wang J. Winter Arctic Oscillation, Siberian High and East Asian winter monsoon // Geophys. Res. Lett. 2002 Vol. 29. No. 19. P. 1897.
  29. Yamada K., Ishizaka J., Yoo S., Kim H., Chiba S. Seasonal and interannual variability of sea surface chlorophyll a concentration in the Japan/East Sea (JES) // Prog. Oceanogr. 2004. Vol. 61. No. 2–4. P. 193–211.
  30. Yanase W., Niino H., Watanabe S.I., Hodges K., Zahn M., Spengler T., Gurvich I.A. Climatology of Polar Lows over the Sea of Japan Using the JRA-55 Reanalysis // Journal of Climate. 2016. Vol. 29. No. 2. P. 00419–00437.