Изменчивость характеристик высотных струйных течений по спутниковым данным. Модели и прогнозы

    Высотные струйные течения (СТ) – неотъемлемый и очень важный элемент общей циркуляции атмосферы. В них сосредоточена основная кинетическая энергия воздушной оболочки Земли. Скорость ветра в них может превышать 100 м/с. С ними связывают проявление некоторых аномальных погодных явлений. 

    В докладе рассматривается пространственно – временная изменчивость характеристики СТ Северного полушария в зоне обзора европейских геостационарных метеорологических спутников второго поколения с подспутниковой точкой 0 град. Определенные по спутниковым данным области струйного течения представляют собой сечения СТ горизонтальной плоскостью на уровне приблизительно 350 гПа.     Вычислялись следующие основные характеристики СТ: максимальная скорость ветра (V_m) на оси, широта (φ) и долгота (λ) центра области СТ, его средняя площадь (S), максимальный градиент (сдвиг) горизонтальной скорости ветра на циклонической (G_c) и антициклонической (G_a) сторонах, а также эффективное время «жизни» СТ (τ).

    С использованием корреляционного и кросс-вейвлетного анализов рассмотрены связи характеристик СТ с  температурой верхней тропосферы (T) на разных уровнях  и площадью арктического морского льда (S_ice). Наибольшая связь с T характерна для S и φ. При этом вариации Т и S происходят в противофазе, а Т и φ – в фазе.

    Знàчимая связь межгодовых вариаций S_ice  наблюдается также с площадью S и широтой φ центра области СТ. Вариации годового колебания S_ice и S происходят преимущественно в фазе, а колебания S_ice и φ близки к противофазе. При этом вариации S опережают вариации S_ice на 1,5-2,5 мес.

    Исследована  связь характеристик СТ с крупномасштабными атмосферными процессами. При общей тенденции к синхронности годовых вариаций S  и Североатлантического  колебания (NAO) наблюдаются два временных промежутка, когда эта тенденция нарушается или ослабевает. Первый период (2009 – начало 2010 гг.) предшествует известным аномальным погодным явлениям 2010 года, охватившим большую часть Евразии, второй период (2013 год) может быть связан с аномалиями погоды в США.  Сопоставление вариации индекса NAO и широты φ центра области СТ демонстрирует их противофазность. При этом особенности 2013 г. сохраняются.

    Сопоставление вариаций характеристик СТ и температурных аномалий в Европе и на европейской территории России (ЕТР) показало, что при смещении центра СТ на север относительно среднего многолетнего положения на значительной территории Европы и в северных районах ЕТР среднемесячная температура с большой степенью вероятности опускается ниже климатической нормы, и наоборот. 

    Построены статистические модели временной изменчивости параметров СТ, в качестве предикторов в которых выступают температурные характеристики тропосферы, площадь арктического морского льда и индексы крупномасштабных процессов. Модели описывают от 50 до 70 % временной изменчивости S, φ и V_m. На основе использования модели авторегрессии и проинтегрированного скользящего среднего выполнено прогнозирование будущих изменений характеристик СТ на сроки до 4 лет.