Продолжительные ветры над Черным морем и события атмосферного блокирования

Д. В. Башарин✉, И. Г. Шокурова

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: dbasharin@rambler.ru

Аннотация

Цель. Целью работы является выделение и изучение случаев с продолжительными ветрами одного направления над акваторией Черного моря и анализ сопутствующих им условий в приземном слое атмосферы и средней тропосфере зимой (с декабря по март).

Методы и результаты. Рассматривались ситуации с экстремально продолжительными ветрами одного направления, когда преобладающий над морем ветер не менял направление в течение 5 сут и более. Анализ основывался на 6-часовых данных о скорости ветра на высоте 10 м, геопотенциальной высоте изобарической поверхности 500 гПа и приземном давлении из реанализа ERA5 Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды за 1979–2021 гг. За анализируемый период были выделены 10 случаев с продолжительными ветрами. Большинство случаев составили ситуации с северо-восточными ветрами. Также обнаружены по одному случаю с восточным, северным и юго-западным ветром. Разложение по эмпирическим ортогональным функциям для совокупности ситуаций с этими ветрами показало, что распределение первых мод полей геопотенциальной высоты и приземного давления имеет пространственную структуру с устойчивой областью высокого давления над европейской территорией. Вклад этих мод в общую изменчивость составил 65 и 47% соответственно. Анализ обнаруженных ситуаций с устойчивыми ветрами показал, что во всех случаях с северо-восточными ветрами в средней атмосфере наблюдался процесс блокирования в виде квазистационарного антициклона, который располагался над Северной Европой/Скандинавским п-овом. В случае с северным ветром обширный высотный антициклон находился на севере европейской части России. Расчеты индекса блокирования Тибальди и Молтени подтвердили, что рассмотренные случаи продолжительных северо-восточных ветров и северного ветра соответствуют условиям блокирования. Устойчивый восточный ветер наблюдался, когда обширный антициклон в средней тропосфере активно смещался с севера Скандинавского п-ова в юго-восточном направлении. В случае с продолжительным юго-западным ветром в средней тропосфере присутствовал квазистационарный субтропический гребень высокого давления наряду с интенсивным западным переносом в регионе Европы, что создавало над акваторией Черного моря устойчивый ветер.

Выводы. Результаты проведенного анализа свидетельствуют, что рассмотренные случаи с устойчивыми северо-восточными и северными ветрами над акваторией Черного моря связаны с блокирующими процессами в атмосфере Европейского региона.

Ключевые слова

Черное море, Европейский регион, устойчивые ветры, высота изобарической поверхности 500 гПа, атмосферное блокирование

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан-атмосфера, формирующих изменчивость физического состояния морской среды на различных пространственно-временных масштабах».

Для цитирования

Башарин Д. В., Шокурова И. Г. Продолжительные ветры над Черным морем и события атмосферного блокирования // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 5. С. 635–650. EDN DUPHMR.

Basharin, D.V. and Shokurova, I.G., 2024. Steady Winds over the Black Sea and Atmospheric Blocking Events. Physical Oceanography, 31(5), pp. 593-608.

Список литературы

  1. Мохов И. И., Семенов В. А. Погодно-климатические аномалии в российских регионах и их связь с глобальными изменениями климата // Метеорология и гидрология. 2016. № 2. С. 16–28. EDN VKQPRF.
  2. Atmospheric blocking and weather extremes over the Euro-Atlantic sector – a review / L. A. Kautz [et al.] // Weather and Climate Dynamics. 2022. Vol. 3, iss. 1. P. 305–336. https://doi.org/10.5194/wcd-3-305-2022
  3. Euro-Atlantic blocking events and their impact on surface air temperature and precipitation over the European region in the 20th century / G. Stankūnavičius [et al.] // Climate Research. 2017. Vol. 71, iss. 3. P. 203–218. https://doi.org/10.3354/cr01438
  4. Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. Seasonal and interannual variability of the Black Sea surface temperature as revealed from satellite data (1982–2000) // Journal of Marine Systems. 2004. Vol. 52, iss. 1–4. P. 33–50. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2004.05.002
  5. The relationship between atmospheric blocking and temperature anomalies in Turkey between 1977 and 2016 / B. Efe [et al.] // International Journal of Climatology. 2020. Vol. 40, iss. 2. P. 1022–1037. https://doi.org/10.1002/joc.6253
  6. Barriopedro D., García-Herrera R., Trigo R. M. Application of blocking diagnosis methods to general circulation models. Part I: A novel detection scheme // Climate dynamics. 2010. Vol. 35. P. 1373–1391. https://doi.org/10.1007/s00382-010-0767-5
  7. Luo D., Yao Y., Feldstein S. B. Regime transition of the North Atlantic Oscillation and the extreme cold event over Europe in January–February 2012 // Monthly Weather Review. 2014. Vol. 142, iss. 12. P. 4735–4757. https://doi.org/10.1175/MWR-D-13-00234.1
  8. Large-scale flow and the long-lasting blocking high over Russia: Summer 2010 / A. Schneidereit [et al.] // Monthly Weather Review. 2012. Vol. 140, iss. 9. P. 2967–2981. https://doi.org/10.1175/MWR-D-11-00249.1
  9. Мохов И. И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на европейской территории России в контексте общих изменений климата и его аномалий // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47, № 6. С. 709–709. EDN ONFSBX.
  10. The impact of synoptic weather on UK surface ozone and implications for premature mortality / R. Pope [et al.] // Environmental Research Letters. 2016. Vol. 11, iss. 12. 124004. https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/12/124004
  11. Wilby R. L. A review of climate change impacts on the built environment // Built environment. 2007. Vol. 33, iss. 1. P. 31–45. https://doi.org/10.2148/benv.33.1.31
  12. The jet stream and climate change / M. Stendel [et al.] // Climate Change. Elsevier, 2021. P. 327–357. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821575-3.00015-3
  13. Хохлов В. Н., Романова А. В. Повторяемость блокирующих ситуаций над Европой в начале 21-го века // Метеорология, климатология и гидрология. 2005. Т. 49. С. 82–88.
  14. Interannual variations of the blocking high over the Ural Mountains and its association with the AO/NAO in boreal winter / C. Li [et al.] // Acta Meteorologica Sinica. 2012. Vol. 26, no. 2. P. 163–175. https://doi.org/10.1007/s13351-012-0203-3
  15. A climatology of Northern Hemisphere blocking / D. Barriopedro [et al.] // Journal of Climate. 2006. Vol. 19, iss. 6. P. 1042−1063. https://doi.org/10.1175/JCLI3678.1
  16. European temperature responses to blocking and ridge regional patterns / P. M. Sousa [et al.] // Climate Dynamics. 2018. Vol. 50. P. 457–477. https://doi.org/10.1007/s00382-017-3620-2
  17. Rex D. F. Blocking action in the middle troposphere and its effect upon regional climate: part I // Tellus. 1950. Vol. 2, iss. 4. P. 275–301. https://doi.org/10.3402/tellusa.v2i4.8603
  18. The climatology of blocking anticyclones for the Northern and Southern Hemispheres: Block intensity as a diagnostic / J. M. Wiedenmann [et al.] // Journal of Climate. 2002. Vol. 15, iss. 23. P. 3459–3473. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2002)0153459:TCOBAF2.0.CO;2
  19. Pelly J. L., Hoskins B. J. A new perspective on blocking // Journal of the Atmospheric Sciences. 2003. Vol. 60, iss. 5. P. 743−755. https://doi.org/10.1175/1520-0469(2003)060%3C0743:ANPOB%3E2.0.CO;2
  20. Tibaldi S., Molteni F. On the operational predictability of blocking // Tellus A. 1990. Vol. 42, iss. 3. P. 343–365. https://doi.org/10.1034/j.1600-0870.1990.t01-2-00003.x
  21. Impact of climate change on wintertime European atmospheric blocking / S. Bacer [et al.] // Weather and Climate Dynamics. 2022. Vol. 3, iss. 1. P. 377–389. https://doi.org/10.5194/wcd-3-377-2022
  22. Блокинги в Северном полушарии и Евро-Атлантическом регионе: оценки изменений по данным реанализа и модельным расчетам / И. И. Мохов [и др.] // Доклады Академии наук. 2013. Т. 449, № 5. С. 582–586. EDN PYHRSD. https://doi.org/10.7868/s0869565213110224
  23. Кибальчич И. А., Полонский А. Б. Циркуляционные индексы и температурный режим Восточной Европы в зимний период // Метеорология и гидрология. 2015. № 1. С. 5–17. EDN TCUSEV.
  24. Оценка состояния морской среды при экстремальных штормовых условиях в некоторых районах нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений у черноморского побережья Крыма / С. В. Довгая [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2014. Вып. 28. С. 276–286. EDN VBFSZJ.
  25. Quality of the wind wave forecast in the Black Sea including storm wave analysis / S. Myslenkov [et al.] // Sustainability. 2021. Vol. 13, iss. 23. 13099. https://doi.org/10.3390/su132313099
  26. Харитонова Л. В., Иванча Е. В., Алексеев Д. В. Влияние штормовых нагонов и ветровых волн на морфодинамические процессы в районе Бакальской косы // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 1. С. 79–90. EDN VBUSQN. https://doi.org/10.22449/02337584-2015-1-79-90
  27. Суркова Г. В., Колтерманн К. П., Кислов А. В. О методе прогноза штормовых условий при изменениях климата // Вестник Московского университета. Серия 5 : География. 2012. № 6. С. 25–31. EDN PUZPIL.
  28. Surkova G., Arkhipkin V., Kislov A. Atmospheric circulation and storm events in the Black Sea and Caspian Sea // Open Geosciences. 2013. Vol. 5, iss. 4. P. 548–559. https://doi.org/10.2478/s13533-012-0150-7
  29. Stanev E. V. Understanding Black Sea Dynamics: Overview of Recent Numerical Modeling // Oceanography. 2005. Vol. 18, no. 2. P. 56–75. https://doi.org/10.5670/oceanog.2005.42
  30. Изменчивость толщины перемешанного слоя в Черном море и ее связь с динамикой вод и атмосферным воздействием / А. А. Кубряков [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 449–468. EDN AIEJPU. https://doi.org/10.22449/0233-75842019-5-449-468
  31. Анализ метеорологического режима в северо-западной части Черного моря по данным наблюдений на морской стационарной платформе / И. Г. Шокурова [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2016. Вып. 2. С. 41–51. EDN WKTQON.
  32. The ERA5 global reanalysis / H. Hersbach [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146, iss. 730. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  33. Багров Н. А. Аналитическое представление последовательности метеорологических полей посредством естественных ортогональных составляющих // Труды Центрального института прогнозов. 1959. № 74. С. 3–24.
  34. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : Морской гидрофизический институт РАН, 2011. 212 с. EDN XPERZR.
  35. Шокуров М. В., Шокурова И. Г. Завихренность напряжения трения ветра на поверхности Черного моря при различных ветровых режимах // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 13–26. EDN YLLPWM. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-6-13-26
  36. Воскресенская Е. Н., Коваленко О. Ю. Блокирующие антициклоны в Европейском регионе и их изменчивость в связи с событиями Эль-Ниньо // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2016. № 1. С. 49–57. https://doi.org/10.15356/03732444-2016-1-49-57
  37. Шокурова И. Г., Кубряков А. А., Шокуров М. В. Влияние долговременных изменений крупномасштабного поля приземного давления на ветровой режим и завихренность напряжения трения ветра в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 179–194. EDN MQENUU. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-2-179-194
  38. Demirtaş M. The large‐scale environment of the European 2012 high‐impact cold wave: prolonged upstream and downstream atmospheric blocking // Weather. 2017. Vol. 72, iss. 10. P. 297–301. https://doi.org/10.1002/wea.3020
  39. Блокирование западного переноса над Евразией зимой 2012 года и связанные с ним погодные аномалии / А. Д. Голубев [и др.] // Труды Гидрометеорологического научноисследовательского центра Российской Федерации. 2013. № 349. С. 188–213. EDN RDJAMD.
  40. Синоптические механизмы зимнего потепления в Арктике / Е. К. Семенов [и др.] // Метеорология и гидрология. 2015. № 9. С. 20–30. EDN UHOCSN.
  41. Wu B., Yang K., Francis J. A. A cold event in Asia during January–February 2012 and its possible association with Arctic sea ice loss // Journal of Climate. 2017. Vol. 30, iss. 19. P. 7971–7990. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0115.1

Скачать статью в PDF-формате