«

»

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА В ЗИМНИЙ ПЕРИОД. ПОВЕРХНОСТЬ 700 гПа

Серга Э.Н., к.геогр.н., доцент, Серга И.Н., к.ф.-м.н.

Одеський державний екологічний університет


Зоны, характеризующиеся наиболее интенсивными потоками тепла и влаги, относятся к энергоактивным и для уровня подстилающей поверхности достаточно хорошо описаны. Для поверхностей свободной атмосферы такие данные имеют только общий характер, связанный с энергетикой атмосферных процессов на климатических масштабах. Поверхность 700 гПа относится к нижней тропосфере. Формирование гидрометеорологических характеристик на этом уровне обусловлено процессами взаимодействия подстилающей поверхности с приземным слоем воздуха и, в тоже время, процессами в средней тропосфере. Подобные процессы предполагают наличие неоднородностей в полях различных гидрометеорологических характеристик над акваторией Тихого океана и прилегающей территории суши. Одним из методов их исследования является кластерный анализ. Анализ изменчивости границ полученных районов, а также соответствующих статистических показателей (средних значений, дисперсий, среднеквадратических отклонений) на протяжении последующих временных интервалов, позволяет судить об особенностях проявления изменчивости климата и её интенсивности в полях рассматриваемых гидрометеорологических характеристик. Кроме того, существенно упрощается задача построения выборки влияющих факторов, в качестве которых могут использоваться значения репрезентативных векторов, снижаются требуемые вычислительные мощности при исследовании взаимосвязи между различными параметрами, характеризующими взаимодействия в деятельном слое системы океан-атмосфера.

В качестве объекта для исследования методом кластеризации были взяты поля среднемесячных температур воздуха и массовой доли водяного пара (данные ре-анализа ERA-40 [Служба данных ЕСMWF ERA-40]), заданные в узлах регулярной сетки точек 2,5º х 2,5º в секторе, ограниченном по широте от 20º до 70º северной широты и по меридиану от 160º восточной долготы до 120º западной долготы, для осенне-зимних месяцев (ноябрь, декабрь, январь, февраль)  периода с 1957 по 2003 гг.

Анализ кластеризации полей влажности на уровне 700 гПа показал, что зимой в северной части рассматриваемой территории образование однородных зон связано с усиливающимся влиянием арктического поля высокого давления. Распространению его на юг способствует существенное ослабление потоков явного и скрытого тепла с покрытой снегом материковой части и покрытой льдом водной поверхности Берингова моря. Результатом этих физических процессов является перестройка в распределении полей влажности на уровне 700 гПа от осенних месяцев к зимним. На карте-схеме выделяется кластер, который занимает пространство над территорией Чукотки, Алеутскими островами, Беринговым морем и большей частью Аляски. Средние значения репрезентативных векторов и их дисперсии соответствуют значениям 0,7 кг/кг и 0,9 (кг/кг)2. Значения статистических характеристик в следующей однородной зоне, находящейся южнее, несколько выше и составляют 1,3 кг/кг и 1,0 (кг/кг)2. Ей также соответствуют пути перемещения барических систем (штор-треки), среднемесячный минимум в поле приповерхностного давления и положительные значения относительного вихря скорости на уровне 700 гПа. Последний факт указывает на сохранение влагообмена с выше- и нижележащими слоями атмосферы. Подобные процессы характеризуют часть этого кластера, располагающуюся на юго-востоке над холодным Калифорнийским течением. В этом районе наблюдаются пониженные значения турбулентного теплообмена между поверхностью океана и атмосферой.

Далее располагаются две однородные зоны, находящиеся в поле действия высотного антициклонального вихря (максимум абсолютных отрицательных значений относительного вихря в юго-западной части рассматриваемой территории). Северная граница наибольшего из этих кластеров соответствует нулевой изотерме на поверхности 700 гПа и располагается над линией раздела между зонами действия глубокого Алеутского минимума и ослабленного Гонолульского максимума.

Средние значения и межгодовая изменчивость репрезентативных векторов кластеров массовой доли водяного пара с максимумами в южной части рассматриваемой территории Тихого океана имеют меридионально направленный градиент – с севера на юг.


Список використаної літератури:

 

  1. Атлас океанов. Тихий океан /Под ред. С.Г. Горшкова. – Л.: Изд. ГУНИО, ГУНИО, 1974.
  2. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. М.: ИНФРА-М, 2006. 276 с.
  3. Лаппо С.С. С.К. Гулев, А.Е. Рождественский. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан-атмосфера и энергоактивные области Мирового океана / Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 335 с.
  4. Мандель И.Д. Кластерный анализ /И.Д. Мандель. — М.: Финансы и Статистика, 1988. 339 с.
  5. Серга Э.Н., Сущенко А.И. Климатическое районирование полей среднемесячной температуры воздуха в северной части Тихого океана в зимний период// Український гідрометеорологічний журнал. №14. С. 53-67.
  6. Служба данных ЕСMWF ERA-40 [Електронний ресурс].- Режим доступа к журналу.: http://www.ecmwf.int/products/data.