Иркутск, Россия
Институт солнечно земной физики СО РАН
Томск, Россия
Сибирский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт
Томск, Россия
Иркутск, Россия
В работе рассмотрены вариация площади стратосферного полярного вихря (СПВ) и температура высокоширотной стратосферы в периоды с ноября по март 2022–2023 и 2023–2024 гг. на фоне средних многолетних значений данных параметров с 1979 по 2024 г. В 2022–2023 гг. площадь СПВ существенно превысила климатические значения в январе и декабре, а уменьшение площади СПВ произошло на месяц позже климатической нормы. Это сопровождалось экстремально низкими температурами полярной стратосферы в первую половину зимы и рекордно «жарким» внезапным стратосферным потеплением (ВСП) во вторую половину зимы. В зимний период 2023–2024 гг. не отмечалось экстремальных значений СПВ и температуры, однако наблюдалось четыре ВСП, три из которых были главными (major). В работе рассматриваются площади СПВ, температуры стратосферы, активность планетарных волн, а также обсуждаются причины различий двух зимних сезонов в контексте волновой активности.
площадь стратосферного полярного вихря, внезапные стратосферные потепления, планетарные волны, поток волновой активности
1. Антохина О.Ю., Гочаков А.В., Зоркальцева О.С. и др. Опрокидывание волн Россби в стратосфере. Часть I: Климатология и долговременная изменчивость. Оптика атмосферы и океана. 2024, т. 37, № 5. DOI: 10.15372/ AOO20240509.
2. Вяткин А.Н., Зоркальцева О.С., Мордвинов В.И. Влияние Эль-Ниньо на параметры средней и верхней атмосферы над Восточной Сибирью по данным реанализа и моделирования в зимний период. Солнечно-земная физика. 2024, т. 10, № 1, с. 44–52. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-101202406 / Vyatkin A.N., Zorkaltseva O.S., Mordvinov V.I. Influence of El Niño on parameters of the middle and upper atmosphere over Eastern Siberia according to reanalysis and model data in winter. Solar-Terrestrial Physics. 2024, vol. 10, iss. 1, pp. 40–48. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-101202406.
3. Диденко К.А., Ермакова Т.С., Коваль А.В., Погорельцев А.И. Диагностика нелинейных взаимодействий стационарных планетарных волн. Ученые записки РГГМУ. 2019, № 56. DOI:https://doi.org/10.33933/2074-2762-2019-56-19-29.
4. Зоркальцева О.С., Антохина О.Ю., Антохин П.Н. Долговременная изменчивость параметров внезапных стратосферных потеплений по данным реанализа ERA5. Оптика атмосферы и океана. 2023, т. 36, № 03, с. 200–208. DOI:https://doi.org/10.15372/AOO20230306.
5. Кандиева К.К., Анискина О.Г., Погорельцев А.И. и др. Влияние осцилляции Маддена—Джулиана и квазидвухлетнего колебания на динамику внетропической стратосферы. Геомагнетизм и аэрономия. 2019, т. 59, №. 1, c. 1–11. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016794018060068.
6. Andrews D., Taylor F., McIntyre M. The influence of atmospheric waves on the general circulation of the middle atmosphere. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1987, vol. 323, iss. 1575, pp. 693–705. DOI:https://doi.org/10.1098/rsta.1987.0115.
7. Baldwin M.P., Dunkerton T.J. Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes. Science. 2001, vol. 294, pp. 581–584.
8. Baldwin M., Ayarzaguena B., Birner T., et al. Sudden stratospheric warmings. Rev. Geophys. 2021, vol. 59. DOI:https://doi.org/10.1029/2020RG000708.
9. Bushra N., Rohli R.V. An objective procedure for delineating the circumpolar vortex. Earth and Space Science. 2019, vol. 6, no. 5, pp. 774–783. DOI:https://doi.org/10.1029/2019EA000590.
10. Cámara A., Albers J., Birner T., et al. Sensitivity of sudden stratospheric warmings to previous stratospheric conditions. J. Atmos. Sci. 2017, vol. 74, no. 9, pp. 2857–2877. DOI:https://doi.org/10.1175/JAS-D-17-0136.1.
11. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., et al. The ERA5 Global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020, vol. 146, pp. 1999–2049. DOI:https://doi.org/10.1002/qj.3803.
12. Hitchcock P., Simpson I.R. The downward influence of stratospheric sudden warmings. J. Atmos. Sci. 2014, vol. 71, pp. 3856–3876. DOI:https://doi.org/10.1175/JAS-D-14-0012.1.
13. Holton J.R., Tan H.-C. The influence of the equatorial quasi-biennial oscillation on the global circulation at 50 mb. J. Atmos. Sci. 1980, no. 37, pp. 2200–2208. DOI:https://doi.org/10.1175/1520-0469(1980)037<2200:TIOTEQ>2.0.CO;2.
14. Hoskins B.J., McIntyre M.E., Robertson A.W. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1985, vol. 111, no. 470, pp. 877–946. DOI:https://doi.org/10.1002/qj.49711147002.
15. Jadin E.A., Zyulyaeva Yu.A. Interannual variations in the total ozone, stratospheric dynamics, extratropical SST anomalies and predictions of abnormal winters in Eurasia. International Journal of Remote Sensing. 2010, vol. 31, pp. 851–866. DOI:https://doi.org/10.1080/01431160902897874.
16. Kidston J., Scaife A., Hardiman S., et al. Stratospheric influence on tropospheric jet streams, storm tracks and surface weather. Nature Geosci. 2015, vol. 8, pp. 433–440. DOI:https://doi.org/10.1038/ngeo2424.
17. Kuchar A., Öhlert M., Eichinger R., Jacobi C. Large-ensemble assessment of the Arctic stratospheric polar vortex morphology and disruptions. Weather and Climate Dynamics. 2024, vol. 5, no. 3, pp. 895–912. DOI:https://doi.org/10.5194/wcd-5-895-2024.
18. Lawrence Z., Manney G. Characterizing stratospheric polar vortex variability with computer vision techniques. J. Geo-phys. Res.: Atmos. 2018, vol. 123, no. 3, pp. 1510–1535. DOI:https://doi.org/10.1002/2017JD027556.
19. Lawrence Z., Perlwitz J., Butler A., et al. The remarkably strong Arctic stratospheric polar vortex of winter 2020: Links to record-breaking Arctic oscillation and ozone loss. JGR Atmosphere. 2020, vol. 125, no. 22. DOI:https://doi.org/10.1029/2020JD033271.
20. Limpasuvan V., Hartmann D. L., Thompson D. W., et al. Stratosphere-troposphere evolution during polar vortex intensification. Geophys. Res. 2005, vol. 110. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JD006302.
21. Lu Q., Rao J., Shi C.,et al. Stratosphere-troposphere coupling during stratospheric extremes in the 2022/23 winter. Weather Climat. Extrem. 2023, vol. 42. DOI:https://doi.org/10.1016/j.wace.2023.100627.
22. McIntyre M.E., Palmer T.N. Breaking planetary waves in the stratosphere. Nature. 1983, vol. 305, no. 5935, pp. 593–600.
23. Nash E., Newman P., Rosenfield J., Schoeberl M. An objective determination of the polar vortex using Ertel’s potential vorticity. J. Geophys. Res. 1996, vol. 101, pp. 9471–9478. DOI:https://doi.org/10.1029/96JD00066.
24. Plumb R.A. On the three-dimensional propagation of stationary waves. J. Atmos. Sci. 1985, vol. 42, no. 3, pp. 217–229. DOI:https://doi.org/10.1175/1520-0469(1985)042<0217:OTTDPO>2.0.CO;2.
25. Qian L. Rao J., Shi C., Liu S. Enhanced stratosphere-troposphere and tropics-Arctic couplings in the 2023/24 winter. Nature. Communications Earth & Environment. 2024, vol. 5. DOI:https://doi.org/10.1038/s43247-024-01812-x.
26. Schoeberl M.R., Hartmann D.L. The dynamics of the stratospheric polar vortex and its relation to springtime ozone depletions. Science. 1991, vol. 251, no. 4989, pp. 46–52. DOI:https://doi.org/10.1126/science.251.4989.46.
27. Smith K., Polvani L., Tremblay L. The impact of stratospheric circulation extremes on minimum Arctic Sea ice extent. J. Climate. 2018, vol. 31, no. 18, pp. 7169–7183. DOI:https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0495.1.
28. Vargin P.N., Koval А.V., Guryanov V.V., Kirushov B.М. Large-scale dynamic processes during the minor and major sudden stratospheric warming events in January–February 2023. Atmos. Res. 2024, vol. 308. DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024. 107545.
29. Zhang P., Wu Y., Simpson I.,et al. A stratospheric pathway linking a colder Siberia to Barents-Kara Sea sea ice loss. Sci. Adv. 2018, vol. 4, no. 7. DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aat6025.
30. Zou C., Zhang R. Arctic Sea ice loss modulates the surface impact of Autumn stratospheric polar vortex stretching events. Geophys. Res. Lett. 2024, vol. 51, no. 3. DOI:https://doi.org/10.1029/2023GL107221.
31. Zyulyaeva Yu.A., Zhadin E.A. Analysis of three-dimensional Eliassen-Palm fluxes in the lower stratosphere. Russ. Meteorol. Hydrol. 2009, vol. 34, no. 8, pp. 483–490.
32. URL: https://disk.yandex.ru/d/IkG02E1Qb-Uq1g (дата обращения 10 марта 2025 г.).
33. URL: https://bit.ly/4fYrC3u (дата обращения 10 марта 2025 г.).
