Индекс арктического колебания
Введен для исследования глобальных процессов аномалий циркуляции в стратосфере Северного полушария [ Thompson and Wallace , 1998], где также как и в нижней тропосфере имеет место постоянное перекачивание массы атмосферы между полюсом и средними широтами (в ту и другую стороны).
Когда высоты над полярным районом выше нормы, высоты над средними широтами – ниже нормы. В этой фазе стратосферный западный перенос значительно интенсивнее нормы, полярный вихрь более интенсивен и значительно холоднее по сравнению с нормой.
Колебание носит название Арктического (АК). Среднемесячные значения индекса вычисляются как по данным давления на уровне моря в регионе Северного полушария с координатами (20° с.ш -90° с.ш.), так и по среднемесячным аномалиям высоты геопотенциальной поверхности 1000 (или 700) гПа в узлах регулярной сетки, которые нормализуются относительно базового периода.
Индекс Северо-Тихоокеанского колебания
Определяется по сеточным данным как стандартизированное отклонение средне-взвешенного значения давления на уровне моря (1000 мбар) для района с координатами 30-65 с.ш., 160 в.д.-140 з.д. [ Trenberth and Hurrell , 1994]. Среднемесячные значения индекса и средние значения индекса за зимний сезон (с ноября по март, включительно) публикуются на сайте Национального центра атмосферных исследований США ( http:// www. cgd. ucar. edu/ cas/ jhurrell/ indices. data. html# npanom) .
Специализированные океанографические индексы Индекс ледовых условий
Представляет оценку ледовых условий в арктическом и антарктическом регионах за последний месяц: среднемесячные аномалии концентрации и распространения льда, вычисленные относительно базового периода 1979-2000 гг. на основе спутниковых данных микроволнового зондирования.
Анализ состояния ледового покрытия в полярных районах в настоящее время проводится на основе спутниковых данных микроволнового зондирования, которые показывают, что в последние годы наблюдается уменьшение величины ледовых полей.
3. Эль-Ниньо – Южное колебание
Явление Эль-Ниньо – Южное колебание (ЭНЮК) представляет самый большой и наиболее важный сигнал в межгодовой климатической изменчивости в системе океан-атмосфера, наблюдается регулярно, каждые 2 – 7 лет, последствия ЭНЮК проявляются в виде значимых климатических аномалий в различных районах земного шара. Идентификация явления ЭНЮК осуществляется, в основном, по среднемесячным данным приземного давления (индекс SOI ) или среднемесячных аномалий температуры поверхности в экваториальном районе Тихого океана (индексы Эль Ниньо и Ла Нинья).
Механизм атмосферной циркуляции: Эль-Ниньо - южная осцилляция
Южная осцилляция (ЮО) - колебания атмосферного давления в Тихом океане.
Событие Эль-Ниньо начинает с увеличения поверхностного давления на западе Тихого океана и его уменьшения в восточной части. Это давление ликвидирует экваториальную депрессию и может даже изменить пассаты, в результате чего образуется движение теплых вод восточного направления, которые были накоплены в западной части Тихого океана.
ENSO - связь между колебаниями индекса ЮО и наступлением Эль-Ниньо
История
Термин Эль-Ниньо ("младенец мальчик”) был распространен у перуанских рыбаков еще в конце 19 в., т.к. рост температуры поверхности океана и завершения рыболовного сезона приходился на Рождество.
В1924 г. английский метеоролог Гилберт Уокер разработал и успешно применил на практике "метод мировой погоды".Оказалось, что над Австралийско-Индонезийским районом Индийского океана и над акваторией южной части Тихого океана (район острова Таити) атмосферное давление, не без помощи индийского муссона, изменяется в противофазе. Центры действия этих гигантских "качелей" давления располагаются, таким образом, в Южном полушарии - поэтому и появилось название "Южное колебание".
В1966-1969 гг, норвежский метеоролог Якоб Бьеркнес связал Южное колебание с Эль-Ниньо: когда "качели" наклонены в сторону Австралии, Перуанский апвеллинг работает нормально, устойчивые пассаты гонят холодную воду мимо Галапагосских островов на запад (в сторону низкого давления) вдоль экватора. Наблюдается "холодная" фаза Южного колебания - Ла-Нинья, Уровень Тихого океана в западной части на 0.5 м выше, чем в восточной: пассаты нагоняют на запад теплую воду.
Berlage, 1957
Корреляции аномалий годового давления в Джакарте с другими станциями (пунктирные линии – отрицательная корреляция)
ΔН=0.5м
ΔТ=80С
Индекс Южного колебания (SOI) рассчитывается по среднемесячным аномалиям давления на уровне моря в Таити (Т) и Дарвине (D). Разность (T-D) является оптимальным индексом, который комбинирует Южное колебание в виде одного ряда.
Pgm |
|
|
|
Pgm |
|
|
|
|
gm |
||
Pm |
Pm |
SOI |
|||||||||
gm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
S |
|||||||
|
|
|
Ta |
|
|
|
Da |
|
|||
1951-1980 гг. для вычисления ср. многолетнего и стандарта
1). Эль-Ниньо и Ла-Нинья - длительные морские поверхностные температурные аномалии величиной большей, чем 0,5 °C, пересекающие Тихий океан в его центральной тропической части (до 5-70 юш, иногда до 150 юш Перу).
2). Когда наблюдается условие +0.5 °C (-0.5 °C) в периоде до пяти месяцев, то это классифицируется как условие Эль-Ниньо (Ла-Нинья).
3) Если аномалия сохраняется на протяжении не менее пяти месяцев, то она классифицируется как эпизод (событие) Эль-Ниньо (Ла-Нинья).
4). Эпизод происходит с нерегулярными промежутками в 2-7 лет и, обычно, продолжается один или два года.
В настоящее время имеется непрерывный ряд среднемесячных индексов SOI , начиная с 1866 года. Наиболее употребительны значения индекса SOI , используемые в практике Центра климатических прогнозов США и публикуемые в Бюллетене по диагнозу климата [ Bell et al ., 1999].
Т=2-7 лет; 18.6 лет
Значения индекса SOI , вычисляемые в CPC NOAA , за период с 1986 по 2005 гг.
Для определения фазы ЭНЮК по индексу SOI наиболее часто применяется критерий, предложенный Ропелевски и Халпертом [ Ropelewski and Halpert , 1996]. Согласно этому критерию, в течение пяти и более месяцев 5-месячные скользящие средние значения индекса SOI по модулю должны превышать 0.5 (sigma) (отрицательные значения индекса SOI соответствуют теплому эпизоду ЭНЮК, положительные – холодному).
Многолетние наблюдения показывают, что аномалии температуры поверхности Тихого океана у побережья Латинской Америки в периоды развития Эль-Ниньо и Ла-Нинья (вверху) находятся в противофазе с изменениями индекса Южного колебания (внизу).
Индекс Эль Ниньо- Ла Нинья (ЭНЮК = ENSO)
Если название «Южное колебание» собственно относится к колебанию приземного давления в тропиках Тихого океана, то явление Эль Ниньо– это аномальное повышение температуры поверхности океана (или понижение в случае развития Ла Нинья) в экваториальной центральной и восточной части Тихого океана. Индексы Эль Ниньо и Ла Нинья определяются по аномалиям температуры поверхности океана.
До последнего времени наиболее распространенным являлся расчет индексов ТПО для трех экваториальных районов Тихого океана [ Bell G . D . et al .,1999 ]:
Nino1+2 (90° з.д.- 80° з.д., 10° ю.ш.- 0° ) , Nino 3 (90° з.д.-150° з.д., 5° ю.ш.- 5° с.ш.) , Nino 4 (160° в.д.-150° з.д., 5° ю.ш.- 5° с.ш.) .
В апреле 1996 к существующим районам был добавлен новый район Nino 3-4 (50deg; с.ш.-5° ю.ш.; 120° – 170° з.д.).
Хотя по происхождению, термины Эль Ниньо и Ла Нинья относятся к аномалиям ТПО, в настоящее время в исследованиях ЭНЮК под названием Эль Ниньо и Ла Нинья понимают не просто аномалии температуры поверхности в экваториальном районе Тихого океана, но и соответствующие аномалии циркуляции атмосферы и осадков в данном регионе, то есть климатические аномалии в системе океан-атмосфера.
Начиная с 2005 г., для идентификации явления ЭНЮК в качестве основного индикатора был принят Океанический индекс, который рассчитывается по данным ТПО в экваториальном районе Nino 3- 4 .
Положительные значения индекса означают развитие Эль Ниньо или теплой фазы ЭНЮК, отрицательные значения индекса соответствуют развитию холодной фазы ЭНЮК или Ла Нинья.
Данные океанического индекса ЭНЮК (Эль Ниньо и Ла Нинья) доступны на сайте Климатического центра США для всего периода наблюдений с 1950 г.
Т= от 2 до 7 лет, плохо прогнозируются