Науки о земле

INTERANNUAL VARIABILITY OF ATMOSPHERIC PRESSURE AND VARIATION IN THE TOTAL ANGULAR MOMENTUM IN THE ATMOSPHERE OF THE EARTH [МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВАРИАЦИИ ПОЛНОГО УГЛОВОГО МОМЕНТА ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ]

Kholoptsev A.V., Batrakov G.F.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Kholoptsev Aleksandr Vadimovich – Doctor of geographic Sciences, Professor,

LABORATORY OF HYDROMETEOROLOGY,

SEVASTOPOL BRANCH,

FEDERAL STATE BUDGETARY INSTITUTION STATE OCEANOGRAPHIC INSTITUTE NAMED AFTER N.N. ZUBOV;

Batrakov Gennady Fedorovich – candidate of physico-mathematical Sciences, Senior Researcher,

DEPARTMENT OF BIOGEOCHEMISTRY OF THE SEA,

FEDERAL STATE BUDGETARY INSTITUTION MARINE HYDROPHYSICAL INSTITUTE,

SEVASTOPOL

Abstract: statistical connections of variability of mean monthly atmospheric pressure values at the station level over the Earth's surface and volatility of total angular momentum of the Earth's atmosphere were studied. The regions of the world where these connections are statistically significant were identified. Such regions are the largest in November, December, January, and March. They are located mainly in the intertropical zone of the planet. The trends in the strength of the identified connections, which occurred over the period 1958-2016, were studied. It was found that the reason for their intensification in November, December, and January is the increased influence of the total angular momentum of the Earth's atmosphere and the field of atmospheric pressure of El Niño-South Oscillation process on the interannual variability. In March, intensification of the identified connection is caused by the combined effect of Pacific Decadal Oscillation and Atlantic Multi-decadal Oscillation on the process under consideration. Their influence also intensifies in February and April, which suggests that the size of the regions where the connections of the process under study with interannual variations of monthly mean atmospheric pressure values in these months will be significant, will increase in the coming years.

Keywords: atmospheric pressure, the total angular momentum of the Earth's atmosphere, El Niño-Southern Oscillation, Pacific Decadal Oscillation, Atlantic Multi-Decadal Oscillation.

Холопцев А.В., Батраков Г.Ф.

Холопцев Александр Вадимович - доктор географических наук, профессор, ведущий научный сотрудник,

лаборатория гидрометеорологии морей,

Севастопольское отделение

Федеральное бюджетное учреждение Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова;

Батраков Геннадий Фёдорович - кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник,

отдел биогеохимии моря,

Федеральное государственное бюджетное учреждение Морской гидрофизический институт Российской академии наук,

г. Севастополь

Аннотация: изучены статистические связи изменчивости среднемесячных значений атмосферного давления на поверхности Земли и вариаций полного углового момента земной атмосферы. Выявлены регионы мира, для которых эти связи являются статистически значимыми. Установлено, что наибольшими размерами такие регионы обладают в ноябре, декабре, январе и марте. Расположены они в основном во внутритропической зоне планеты. Изучены тенденции изменения силы выявленных связей, которые произошли за период 1958-2016 гг. Показано, что причиной их усиления в ноябре, декабре и январе является возросшее влияние на межгодовую изменчивость полного углового момента земной атмосферы и поля атмосферного давления процесса Эль-Ниньо - Южное колебание. В марте усиление выявленных связей обусловлено совместным влиянием на рассматриваемый процесс Тихоокеанского декадного колебания и Атлантической мультидекадной осцилляции. Усиление их влияния происходит также в феврале и апреле, что позволяет предположить увеличение в ближайшие годы размеров регионов, где в эти месяцы связи изучаемого процесса с межгодовыми вариациями среднемесячных значений атмосферного давления будут являться значимыми.

Ключевые слова: атмосферное давление, полный угловой момент земной атмосферы, ЭНЮК, ТДК, АМО.

References in English / Список литературы на английском языке

1. Ajvazjan S.A. and Mhitarjan V.S., Prikladnaja statistika i osnovy ekonometriki. Juniti. Moskow. 1022.
2. Voskresenskaja E.N., 1992. Sеvero-Аtlanticheskoe kolebanie i javlenija El-Nino. Моrskoi gidrofizicheski journal. 4. 23-30.
3. Guschina D.J., 2003. Оcenka vosproizvedenija osobennostei globalnoi cirkuljacii atmosfery i vzaimosvjazei mezjdu tropikami i umerennymi shirotami v modeljah IVM RAN i ARPEGE. Меteorologija i gidrologija. 8, 5-26.
4. Guschina D.J., Koncepcija dalnyh svjazei mezjdu tropikami i umerennymi shirotami. Geograficheskie shkoly Moskovskogo universiteta. Izdatelstvo Moskovskogo universiteta. 602-609.
5. Zjeleznova I.V. and Guschina D., 2015. Оtklik globalnoi cirkuljacii atmosfery na dva tipa El-Nino. Меteorologija i gidrologija. 3. 36-50.
6. Zaks S., Teorijа statisticheskih vyvodov. Мir. Moskow. 776.
7. Zar R., Теоrija uglovogo momenta. О prostranstvennyh effektah v fizike i himii. Мir. Moskow. 352.
8. Kononova N.K., Klassifikacija cirkuljacionnyh mehanizmov Severnogo polusharija po B.L. Dzerdzeevskomu. IGRAN. Moskow. 372.
9. Кramer G., Маtematicheskie metody statistiki. Мir, Moskow. 648.
10. Моhоv I.I., Issledovanie vzaimnogo vlijanija processov El-Nino–Juzjnoe kolebaniei Severo-Atlanticheskogo i Аrkticheskogo kolebanii nelineinymi metodami. Izvestja RAN, Fizika atmosfery i okeana. 42. 5. 650 – 667.
11. Моhоv I.I. and Тimazjov А.V., 2013. Кlimaticheskie anomalii v regionah Evrazii: effecty javlenii El-Nino/La- Nino. DAN Rossii. 453. 2. 211-214.
12. Petrocjanc M.А., 1998. Krupnomashtabnoe vzaimodeistvie globalnoi cirkuljacii atmpsfery s temperaturoi poverhnosti ekvatorialnogo Tihogo okeana. Меteorologija i gidrologija. 5-22.
13. Petrocjanc M.А., Semenov Е.К., Gusshina D.J., Sokolihina Е.V. and Sokolihina N.N., Cirkuliacija atmosfery v tropikah: klimat i izmenchivost. Маks Press. Moskow. 670.
14. Pogosjan H.P., Оbshaj zcirkuljacija atmosfery. Gidrometeoizdat, Moskow. 394.
15. Sidorenkov N.S., Аtmosfernye processy i vrashenie Zemli. Gidrometeoizdat, Moskow. 367.
16. Skvorcov A.V., 2002. Trianguljacija Delone i ee primenenie. Izdatelstvo Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Tomsk. 128.
17. Alexander M.A., Bladé I., Newman M., Lanzante J.R., Lau N.C. and Scott J.D., The Atmospheric Bridge: The Influence of ENSO Teleconnections on Air–Sea Interaction over the Global Oceans. Journal of Climate. 15 (16). 2205–2231.
18. Bjerknes J., A possible response of the atmospheric Hadley circulation to equatorial anomalies of Ocean temperature. Tellus. 18. 4. 820-829.
19. Bjerknes J., Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific. Monthly Weather Review, 97. 163-172.
20. Enfield D.B., Mestas-Nunez A.M. and Trimble P.J., The Atlantic multidecadal oscillation and it’s relation to rainfall and river flows in the continental U.S. Journal Geophysical Research Letters. 28. 2077-2080.
21. Held I.M.S., Lyons S.W. and Nigam S., 1989. Transients and the extratropical response to El Nino. Journal of the Atmospheric Sciences. 46. 163-174.
22. Horel J.D. and Wallace J.M., 1981. Planetary-scale atmospheric phenomena associated with the Southern Oscillation. Monthly Weather Review. 109. 813-829.
23. Lau N.-C., Modeling the seasonal dependence of the atmospheric response to observed El Ninos in 1962-76. Monthly Weather Review. 113. 1970-1996.
24. Mantua N.J., Hare S.R., Zhang Y., Wallace J.M. and Francis R.C., 1997. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production. Bulletin of the American Meteorological Society. 78 (6). 1069–79.
25. Trenberth K.E. and Stepaniak D.P., 2001. Indices of El Nino evolution. Journal Climate. 14. 1601-1624.
26. Walker G.T., World weather V. Memoirs of Royal Meteorology Society. 4. 36. 53-84.
27. Weickmann K.M., Roninson W.A. and Penland M.C., Stochasic and oscillatory forcing of global atmospheric angular momentum. Journal Geophysical Research. 105. D12. 15543-15557
28. Baza dannyh. Znachenija globalnih klimaticheskih indeksov. [Electronic resource]. URL:http://www.esrl.noaa.gov/data/climateindices/list/for info/ (date of access: 13.10.2017).
29. Baza dannyh. Rezultaty reanaliza srednesutochnyh znachenii atmosfernogo davleniia. [Electronic resource]. URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalisis.dailyavgs/surface/ (date of access: 13.10.2017).

References / Список литературы

1. Айвазян С.А., Мхитарян В.С. Прикладная статистика и основы эконометрики. М.: Юнити, 1998. 1022 с.
2. Воскресенская Е.Н., Полонский А.Б. Северо-Атлантическое колебание и явления Эль-Ниньо. // Морской гидрофизический журнал, 1992. № 4. С. 23-30.
3. Гущина Д.Ю. Оценка воспроизведения особенностей глобальной циркуляции атмосферы и взаимосвязей между тропиками и умеренными широтами в моделях ИВМ РАН и ARPEGE. // Метеорология и гидрология, 2003. № 8. С. 5-26.
4. Гущина Д.Ю. Концепция дальних связей между тропиками и умеренными широтами. // Географические школы Московского университета, под ред. Касимова Н.С. М.: Городец, 2008. С. 602-609.
5. Железнова И.В., Гущина Д.Ю. Отклик глобальной циркуляции атмосферы на два типа Эль-Ниньо. // Метеорология и гидрология, 2015.№ 3. С. 36-50.
6. Закс Ш. Теория статистических выводов. Пер. с англ. Е.В. Чепурина. Под ред. Ю.К. Беляева. М.: Мир, 1985. 776 с.
7. Зар Р. Теория углового момента. О пространственных эффектах в физике и химии. М.: Мир,1993. 352 с.
8. Кононова Н.К. Классификация циркуляционных механизмов Северного полушария по Б.Л. Дзердзеевскому. М.: ИГ РАН. Воентехиниздат., 2009. 372 с.
9. Крамер Г. Математические методы статистики. М. Мир, 1975. 648 с.
10. Мохов И.И., Смирнов Д.А. Исследование взаимного влияния процессов Эль-Ниньо-Южное колебание и Северо-Атлантического и Арктического колебаний нелинейными методами. // Известия РАН, Физика атмосферы и океана, 2006. Т. 42. № 5. С. 650-667.
11. Мохов И.И., Тимажев А.В. Климатические аномалии в регионах Евразии: эффекты явлений Эль-Ниньо/ Ла-Нинья. // ДАН, 2013. Т. 453. № 2. С. 211-214.
12. Петросянц М.А., Гущина Д.Ю. Крупномасштабное взаимодействие глобальной циркуляции атмосферы с температурой поверхности экваториального Тихого океана. // Метеорология и гидрология, 1998. № 12. С. 5-22.
13. Петросянц М.А., Семенов Е.К., Гущина Д.Ю., Соколихина Е.В., Соколихина Н.Н. Циркуляция атмосферы в тропиках: климат и изменчивость. М.: Макс Пресс, 2005. 670 с.
14. Погосян Х.П. Общая циркуляция атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 394 с.
15. Сидоренков Н.С. Атмосферные процессы и вращение Земли. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 367 с.
16. Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и ее применение. Томск: Изд-во Томского государственного университета, 2002. 128 с.
17. Alexander M.A., Bladé I., Newman M., Lanzante J.R., Lau N.C., Scott J.D. The Atmospheric Bridge: The Influence of ENSO Teleconnections on Air–Sea Interaction over the Global Oceans. // Journal of Climate.-2002. 15 (16). Р. 2205-2231.
18. Bjerknes J. A possible response of the atmospheric Hadley circulation to equatorial anomalies of Ocean temperature. // Tellus, 1966. Vol. 18. № 4. Р. 820-829.
19. Bjerknes J. Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific. // Mon.Wea. Rev., 1969. Vol. 97. Р. 163-172.
20. Enfield D.B., Mestas-Nunez A.M., Trimble P.J. The Atlantic multidecadal oscillation and it~s relation to rainfall and river flows in the continental U.S. //Geophysical Research Letters, 2001. Vol. 28. Р. 2077-2080.
21. Held I.M.S., Lyons S.W. and Nigam S. Transients and the extratropical response to El Nino. // J. Atmos. Sci, 1989. Vol. 4 Р. 163-174.
22. J.D., Wallace J.M. Planetary-scale atmospheric phenomena associated with the Southern Oscillation. // Mon. Wea. Rev., 1981. Vol. 109. P. 813-829.
23. Lau N.-C. Modeling the seasonal dependence of the atmospheric response to observed El Ninos in 1962-76. // Mon.Wea.Rev., 1985. Vol. 113. Р. 1970-1996.
24. Mantua N.J., Hare S.R., Zhang Y., Wallace J.M., Francis R.C. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production. / Bulletin of the American Meteorological Society, 1997. 78 (6). Р. 1069–79.
25. Trenberth K.E. and Stepaniak D.P. Indices of El Nino evolution. // J. Clim., 2001. Vol. 14. Р. 1601-1624.
26. Walker G.T. World weather. // Memoirs of Royal Meteorology Society, 1932. V. № 36. P. 53-84.
27. Weickmann K.M., Roninson W.A., Penland M.C. Stochasic and oscillatory forcing of global atmospheric angular momentum. // J. Geophys. Res., 2000. 105. D P.15543-15557.
28. База данных NOAA. Значениях глобальных климатических индексов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.esrl.noaa.gov/data/climateindices/list/for info/ (дата обращения: 13.10.2017).
29. База данных. Результаты реанализа среднесуточных значений атмосферного давления. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalisis.dailyavgs/surface/ (дата обращения: 13.10.2017).

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Cсылка для цитирования на русском языке. Холопцев А.В., Батраков Г.Ф. МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВАРИАЦИИ ПОЛНОГО УГЛОВОГО МОМЕНТА ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ // European science № 8(30), 2017. C. {см. журнал}

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях