Симметричные относительно экватора корреляционные структуры в поле зонального ветра в стратосфере

Выполнено исследование межширотных взаимосвязей спектров Хаяши зонального ветра распространяющихся на восток (E) и на запад (W) волновых возмущений с периодами от 8 часов до 150 суток. Для этого использовались ежечасные данные реанализа ERA5 для двух пятимесячных периодов: ноябрь-март и май-сентябрь за 1979-2023. В результате были получены значимые положительные корреляционные связи расположенные симметрично относительно экватора в области проявления квазидвухлетней цикличности (КДЦ) для широт 20 с.ш.-20 ю.ш. и особенно для 15 с.ш.-15 ю.ш. и 10 с.ш.-10 ю.ш.

Теснота связей по-разному проявляется для разных периодичностей рассматриваемого спектра и для волн E и W. Анализ из-за большого объема информации был проведен для волнового числа 1, хотя сами спектры были рассчитаны в диапазоне волновых чисел 1-10. Следует отметить, что спектральный состав для двух пятимесячных периодов в целом отличается, но в общих чертах имеет много сходства.

Так, для волн E распространяющихся на восток наибольшая симметричная корреляция наблюдается для поверхностей 20 и 30 гПа для сезона с ноября по март. При этом для широт 15 с.ш.-15 ю.ш. выделяются периодичности 1,1-2,7 суток, 4-7 суток и 10-16 суток. Выше и ниже слоя 20-30 гПа симметричная корреляция менее выражена, а на 100 гПа она фактически отсутствует на всех широтах.

Для волн W распространяющихся на запад на уровне 10 гПа и выше четко выделяется повышенная корреляция (более 0,8) для суточного прилива на всех тропических широтах. Для области 15 с.ш.-15 ю.ш. помимо суточного прилива значения выше 0,8 наблюдаются для корреляций с периодичностями 1,2-1,4 суток, 2-3 суток и 4-6 суток для обоих пятимесячных периодов. Для периода с ноября по март дополнительно проявляется высокая (более 0,8) корреляция для периодов 8-10 суток.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что спектральный состав корреляций отличается для волн E и W.

Следует отметить, что для периодичностей 0,3-1 сутки существуют значимые связи для отдельных частот как для волн, распространяющихся на восток, так и для вон распространяющихся на запад. Однако они имеют фрагментарный характер и их вклад в общую изменчивость, скорее всего, лучше оценивать для диапазона частот.

Как для волн E, так и для волн W также имеют место высокие корреляции для периодов, превышающих 20 суток.

Таким образом, выполненное исследование показывает существование значимых корреляционных связей, симметричных относительно экватора, в поле волновых возмущений зонального ветра (E и W) в области квазидвухлетних колебаний. Установленная симметрия может быть обусловлена доминированием экваториально-симметричных волн (Кельвина и смешанных Россби-гравитационных волн) в формировании КДЦ.