Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
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. 2023. Т. 20. № 4. С. 281-296

О взаимосвязи межгодовой изменчивости параметров тепло- и влагообмена системы «океан – атмосфера» во внутритропической зоне конвергенции

В.Н. Малинин 1 , П.А. Вайновский 2 , С.М. Гордеева 1, 3 
1 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
2 ООО «Прогноз», Санкт-Петербург, Россия
3 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 12.07.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-281-296
Обсуждаются результаты расчётов радиационных индексов Ga и Gs, характеризующих парниковый эффект, а также параметров тепло- и влагообмена между океаном и атмосферой за 40-летний период (1979–2018) для отдельных океанов и океанической области внутритропической зоны конвергенции (ВЗК) в целом (10° с. ш. – 10° ю. ш.) по данным архива реанализа NCEP/DOE AMIP-II. Принципиальное различие индексов Ga и Gs состоит в том, что если Ga характеризует парниковый эффект толщи атмосферы и влияет в основном на изменчивость атмосферной конвекции и осадков, то Gs через парниковый эффект формирует положительные тренды в характеристиках тепло- и влагообмена между океаном и атмосферой и одновременно влияет на их межгодовую изменчивость. Составлена концептуальная схема взаимосвязи межгодовой изменчивости гидрометеорологических параметров в ВЗК. Показано доминирующее влияние влагосодержания атмосферы (ВА) одновременно на формирование межгодовой изменчивости Ga и на тренд и изменчивость Gs. При этом температура воздуха в приводном слое океана и разность осадков и испарения примерно одинаково влияют на изменчивость ВА. Однако тренд в ВА формируется исключительно за счёт процессов влагообмена, так как тренды в осадках и испарении в разы превышают тренд в изменчивости температуры воздуха. Показано, что осадки определяют интенсивность восходящей ветви ячейки Хэдли, т. е. служат «мотором» меридиональной циркуляции атмосферы. При этом доминирующее влияние на осадки оказывают всего два параметра: парниковый эффект в тропосфере, определяемый по индексу Ga, и испарение в зоне 0–10 ю. ш., которые описывают 87 % дисперсии межгодовой изменчивости осадков в главной зоне ВЗК — севернее экватора.
Ключевые слова: парниковый эффект, внутритропическая зона конвергенции, меридиональная ячейка Хэдли, радиационные индексы, характеристики тепло- и влагообмена, тренды
Полный текст

Список литературы:

  1. Малинин В. Н. Влагообмен в системе океан – атмосфера. СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. 197 с.
  2. Малинин В. Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: РГГМУ, 2008. 408 с.
  3. Малинин В. Н., Вайновский П. А. (2021а) Влагообмен между океаном и атмосферой во внутритропической зоне конвергенции // Гидрометеорология и экология. 2021. № 63. С. 255–278. DOI: 10.33933/2713-3001-2021-63-255-278.
  4. Малинин В. Н., Вайновский П. А. (2021б) Тренды компонент влагообмена в системе «океан – атмосфера» в условиях глобального потепления по данным архива Reanalysis-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 9–25. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-9-25.
  5. Малинин В. Н., Гордеева С. М. Изменчивость испарения и осадков над океаном по спутниковым данным // Исслед. Земли из космоса. 2016. № 4. С. 23–34. DOI: 10.7868/S0205961416040047.
  6. Малинин В. Н., Гордеева С. М., Наумов Л. М. Влагосодержание атмосферы как климатообразующий фактор // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 3. С. 243–251. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-243-251.
  7. Смирнов Б. М. Физика глобальной атмосферы. Парниковый эффект, атмосферное электричество, эволюция климата: учеб. пособие. Долгопрудный: Изд. дом «Интеллект», 2017. 256 с.
  8. Basconcillo J., Moon I.-J., Wang B., Mistry M. Possible influence of the warm pool ITCZ on compound climate extremes during the boreal summer // Environmental Research Letters. 2021. V. 16. No. 11. Article 114039. DOI: 10.1088/1748-9326/ac30f8.
  9. Bellomo K., Clement A. C. Evidence for weakening of the Walker circulation from cloud observations // Geophysical Research Letters. 2015. V. 42. No. 18. P. 7758–7766. DOI: 10.1002/2015GL065463.
  10. Berry G., Reeder M. J. Objective identification of the intertropical convergence zone: climatology and trends from the ERA-Interim // J. Climate. 2014. V. 27. No. 5. P. 1894–1909. DOI: 10.1175/JCLI-D-13-00339.1.
  11. Bischoff T., Schneider T. Energetic constraints on the position of the intertropical convergence zone // J. Climate. 2014. V. 27. No. 13. P. 4937–4951. DOI: 10.1175/JCLI-D-13-00650.1.
  12. Boer G. J. Climate change and the regulation of the surface moisture and energy budgets // Climate Dynamics. 1993. V. 8. No. 5. P. 225–239. DOI: 10.1007/BF00198617.
  13. Bony S., Stevens B., Coppin D. et al. Thermodynamic control of anvil cloud amount // Proc. National Academy of Sciences. 2016. V. 113. No. 32. P. 8927–8932. DOI: 10.1073/pnas.1601472113.
  14. Byrne M. P., Schneider T. Narrowing of the ITCZ in a warming climate: Physical mechanisms // Geophysical Research Letters. 2016. V. 43. No. 21. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL070396
  15. Byrne M. P., Pendergrass A. G., Rapp A. D., Wodzicki K. R. Response of the intertropical convergence zone to climate change: location, width, and strength // Current Climate Change Reports. 2018. V. 4. No. 4. P. 355–370. DOI: 10.1007/s40641-018-0110-5.
  16. Chung E.-S., Soden B. J. An assessment of direct radiative forcing, radiative adjustments, and radiative feedbacks in coupled ocean–atmosphere models // J. Climate. 2015. V. 28. No. 10. P. 4152–4170. DOI: 10.1175/JCLI-D-14-00436.1.
  17. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: IPCC Report / eds. T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P. M. Midgley. Cambridge, N. Y.: Cambridge Univ. Press, 2013. 1535 p.
  18. Donohoe A., Marshall J., Ferreira D. et al. The interannual variability of tropical precipitation and interhemispheric energy transport // J. Climate. 2014. V. 27. No. 9. P. 3377–3392. DOI: 10.1175/JCLI-D-13-00499.1.
  19. Fasullo J., Trenberth K. The annual cycle of the energy budget. Part II: Meridional structures and poleward transports // J. Climate. 2008. V. 21. P. 2313–2325. DOI: 10.1175/2007JCLI1936.1.
  20. Flerchinger G. N., Xaio W., Marks D. et al. Comparison of algorithms for incoming atmospheric long-wave radiation // Water Resources Research. 2009. V. 45. Article W03423. DOI: 10.1029/2008WR007394.
  21. Guo Y., Cheng J., Liang S. Comprehensive assessment of parameterization methods for estimating clear-sky surface downward longwave radiation // Theoretical and Applied Climatology. 2019. No. 135. P. 1045–1058. DOI: 10.1007/s00704-018-2423-7.
  22. Hansen J., Sato M., Ruedy R. et al. Efficacy of climate forcings // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2005. V. 110. Article D18. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2005JD005776.
  23. Kanamitsu M. Description of the NMC Global Data Assimilation and Forecast System // Weather and Forecasting. 1989. V. 4. No. 3. P. 335–342. DOI: 10.1175/1520-0434(1989)004<0335:DOTNGD>2.0.CO;2.
  24. Kanamitsu M., Ebisuzaki W., Woollen J. et al. NCEP – DOE AMIP-II Reanalysis (R-2) // Bull. American Meteorological Society. 2002. V. 83. No. 11. P. 1631–1644. DOI: 10.1175/BAMS-83-11-1631.
  25. Kang S. M., Shin Y., Xie S.-P. Extratropical forcing and tropical rainfall distribution: energetics framework and ocean Ekman advection // J. Climate and Atmospheric Science. 2018. V. 1. No. 1. Article 20172. DOI: 10.1038/s41612-017-0004-6.
  26. Liu C., Liao X., Qiu J. et al. Observed variability of intertropical convergence zone over 1998–2018 // Environmental Research Letters. 2020. V. 15. No. 10. Article 104011. DOI: 10.1088/1748-9326/aba033.
  27. Maycock A. C., Randel W. J., SteinerA. K. et al. Revisiting the mystery of recent stratospheric temperature trends // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. No. 18. P. 9919–9933. DOI: 10.1029/2018GL078035.
  28. Philander S. G. H., Gu D., Lambert G. et al. Why the ITCZ is mostly north of the equator // J. Climate. 1996. V. 9. No. 12. P. 2958–2972. DOI: 10.1175/1520-0442(1996)009<2958:WTIIMN>2.0.CO;2.
  29. Randel W. J., Smith A. K., Wu F., Zou C.-Z., Qian H. Stratospheric temperature trends over 1979–2015 derived from combined SSU, MLS, and SABER satellite observations // J. Climate. 2016. V. 29. No. 13. P. 4843–4859. DOI: 10.1175/JCLI-D-15-0629.1.
  30. Raval A., Ramanathan V. Observational determination of the greenhouse effect // Nature. 1989. V. 342. No. 6251. P. 758–761. DOI: 10.1038/342758a0.
  31. Schmidt G. A., Ruedy R. A., Miller R. L., Lacis A. A. Attribution of the present-day total greenhouse effect // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2010. V. 115. Article D20. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2010JD014287.
  32. Song J., Wang Y., Tang J. A Hiatus of the Greenhouse Effect // Scientific Reports. 2016. V. 6. No. 1. Article 33315. DOI: 10.1038/srep33315.
  33. Webb M. J., Slingol A., Stephens G. L. Seasonal variations of the clear-sky greenhouse effect: the role of changes in atmospheric temperatures and humidities // Climate Dynamics. 1993. V. 9. No. 3. P. 117–129. DOI: 10.1007/BF00209749.
  34. Wodzicki K. R., Rapp A. D. Long-term characterization of the Pacific ITCZ using TRMM, GPCP, and ERA-Interim // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2016. V. 121. No. 7. P. 3153–3170. DOI: 10.1002/2015JD024458.