научная статья по теме ФЕНОМЕН ПРОНИКНОВЕНИЯ АЗИАТСКОГО МУССОНА НА СЕВЕР АЗИИ Космические исследования

Текст научной статьи на тему «ФЕНОМЕН ПРОНИКНОВЕНИЯ АЗИАТСКОГО МУССОНА НА СЕВЕР АЗИИ»

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА

ФЕНОМЕН ПРОНИКНОВЕНИЯ АЗИАТСКОГО МУССОНА НА СЕВЕР АЗИИ © 2014 г. О. М. Покровский

Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург

E-mail: pokrov_06@mail.ru Поступила в редакцию 09.01.2014 г.

Показано, что аномальные осадки на водосборе р. Амур в 2013 г. имели муссонную природу. Проведен анализ возникновения и эволюции азиатского муссона (АМ), начиная от области его зарождения в западной части Индийского океана и до проникновения на север Азии. Показано, что индексы диполя Индийского океана, Эль-Ниньо и северо-тихоокеанские индексы находились в фазах, способствующих не только максимизации его интенсивности, но и наискорейшему перемещению АМ от области зарождения через территорию п-ова Индостан, юго-восточной Азии и Китая на Дальний Восток России. Благодаря сложившейся композиции климатических индексов в Индийском и Тихом океанах, переувлажненные массы муссонного воздуха принесли минимально возможные потери осадков на своем пути до достижения конечной области. Усилению выпадения муссон-ных осадков на обширном водосборе р. Амур способствовало и то обстоятельство, что арктическое колебание находилось в отрицательной фазе, что приводило к забросам холодного арктического воздуха в этот регион. Последнее обстоятельство влияло на усиление осадков через механизм ускорения конденсации во влажном воздухе. Отрицательные значения северо-тихоокеанских индексов способствовали развитию блокирующих ситуаций в зональном токе умеренных широт, что локализовало зону выпадения осадков.

Ключевые слова: азиатский муссон, температура поверхности океана, климатические индексы, арктическое колебание, МСЕР/ЫСАЯ, Дальний Восток России, Азия

БО1: 10.7868/80205961414050054

ВВЕДЕНИЕ

Наводнение на Дальнем Востоке в 2013 г. явилось необычным явлением природы, поскольку предыдущее подобное явление произошло около 120 лет назад, в конце 19 в. В то же время в последние годы многие связывают любые аномальные погодные явления с изменениями климата. Возникает вопрос, какой из этих ответов более обоснован с научной точки зрения. Вероятно, одно исключает другое. Действительно, в 19 в. речь еще не могла идти об антропогенных изменениях климата, а аналогичное наводнение тем не менее произошло. Следовательно, необходимо искать иные причины, объясняющие данный феномен.

Длительность и устойчивая локализация осадков в бассейне р. Амур указывает на то, что это были преимущественно нециклонические осадки. Они имели природу, более сходную с муссон-ными, т.е. сезонными и локализованными, дождями. Чрезвычайная интенсивность дождей указывает на то, в этом регионе действовали дополнительные факторы усиления образования осадков. Все это вызывает необходимость более внимательного и обстоятельного исследования

указанного феномена. Тем более что нельзя быть застрахованными от того, что аналогичное событие не повторится в ближайшие годы. Выявление механизмов формирования данного феномена позволит разработать методы его прогнозирования, которые чрезвычайно востребованы со стороны правительства РФ.

Цель данной работы — исследовать причины зарождения и развития указанного феномена на основе строго научных данных, которыми являются результаты гидрометеорологических и океанографических наблюдений. При этом доминирующим вкладом являются данные спутниковых наблюдений. Нами использовались данные ре-анализа основных полей и соответствующие временные ряды данных NCEP/NCAR (Kalnay et al., 1996). Это среднемесячные поля основных физических параметров атмосферы и океана, представленные на регулярной широтно-долготной сетке с шагом 2.5°. С учетом того, что в основном рассматриваются поля над акваторией океанов, данные ре-анализа преимущественно основаны на данных спутниковых наблюдений, прежде всего, температуры поверхности океана (см. http:// www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/; http://www.

°C 1.6

J_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_ULI_I t I_I_L_

XI I III V VII IX XI I III V VII IX XI XII II IV VI VIII X XII II IV VI VIII X

Мес., 2012 и 2013 гг.

Рис. 1. Внутригодовой ход в 2012—2013 гг. индекса ДИО в Индийском океане (http://www.esrl.noaa.gov/ psd/data/).

esrl.noaa.gov/psd/data/climateindices/). Показано, что рассматриваемое явление определяется не локальными, а глобальными факторами. В последующих разделах будут представлены основные этапы развития муссона, начиная с его зарождения в западной части Индийского океана и заканчивая конечной точкой его траектории на территории северной Азии.

Диполь Индиийского океана

Азиатский муссон (АМ) берет свое начало в северо-западной части Индийского океана. Его физической основой является бризовая циркуляция атмосферы, когда в летний период вследствие разности температур в системе океан—суша возникает разность атмосферных давлений, приводящая к возникновению воздушного потока в направлении с океана на сушу. Различаются две ветви АМ, возникающие в Арабском море и Бенгальском заливе. Время развития АМ — с июля по сентябрь, направление переувлажненных воздушных масс — с юго-запада на северо-восток. АМ имеет годовую цикличность. Зимой поверхность океана становится теплее суши. В октябре температурный градиент в системе океан—суша меняется на противоположный, что приводит к изменению направления ветров также на противоположное.

В тропической зоне Индийского океана формируются воздушные массы, движущиеся в различных направлениях. Перенос воздушных масс в этой зоне зависит от распределения аномалий температуры поверхности океана (ТПО) и определяется индексом диполя Индийского океана (ДИО),

который связан с разностью средних значении ТПО в двух регионах акватории океана на западе у берегов Африки и на востоке в районе о-вов Индонезии (Yang et al., 2007). При положительных значениях ДИО доминируют ветра, направленные с востока на запад, при отрицательной фазе ДИО преобладают ветра противоположных направлений (Chang et al., 2000). В первом случае воздух в районе восточного берега Африки становится суше и прохладнее, во втором — погода теплеет уже в районе Индонезии.

Весной и летом 2013 г. индекс ДИО имел отрицательные значения (рис. 1), а в предшествующем году — противоположный знак. Отрицательное значение индекса ДИО связано с тем, что на западе акватории Индийского океана сформировалась обширная зона малых значений аномалии ТПО (рис. 2), контрастирующих с большими значениями на востоке. Теперь рассмотрим поле средних разностей между полем ТПО за 2013 г. и за три предшествующих года (рис. 3). Здесь можно увидеть, что зона отрицательных значений для аномалий ТПО простиралась с запада акватории Индийского океана до п-ова Индостан и о-ва Суматра на востоке. Это обстоятельство способствовало не только ускорению (по сравнению с предшествующими годами) западно-восточного переноса воздушных масс, но и усилению бризовой циркуляции у берегов Индии и южной Азии. Наряду с этим индексом обычно рассматривается и другой, региональный, юго-западный индекс Индийского океана (ЮЗИО), характеризующий отклонение среднемесячной ТПО от климатических значений в квадрате океана у восточных берегов тропической Африки. В 2013 г. индекс ЮЗИО имел экстремальные отрицательные значения. Соответствующий индекс в восточной части Индийского океана, называемый ЮВИО, принимал положительные значения. Последнее связано с тем, что в регионе индонезийских островов ТПО имело положительную аномалию. На западе Индийского океана возникла область повышенного давления, а на востоке — пониженного, что способствовало увеличению скорости ветра в западно-восточном потоке воздуха. Подобная комбинация аномалий ТПО способствовала ускорению западно-восточного переноса, скорость которого была заметно выше, чем в предшествующем 2012 г. (рис. 4). При таких обстоятельствах основной влагозапас облаков муссона сохранялся на протяжении более длительного пути, и поэтому меньшее, чем обычно, количество осадков выпадало по пути его движения через территорию Индии и стран юго-восточной Азии (Ashok et al., 2001).

Данные рис. 4 показывают, что на окраине юго-восточной Азии воздушная масса муссона поворачивает на север в сторону Китая. Более того, отсюда видно, что навстречу воздушному по-

40° N 35° N 30° N 25° N 20° N 15° N 10° N 5° N EQ 5°S 10°S 15°S 20°8

30°Е 40°Е 50°Е 60°Е 70°Е 80°Е 90°Е 100° Е110° Е 120° Е 130° Е 140° Е 150° Е 160° Е Рис. 2. Поле аномалий ТПО в Индийском океане для марта—мая 2013 г. (ре-анализ МСЕР/МСАК).

току муссона на границе Индийского и Тихого океанов движется мощная воздушная масса противоположного направления со стороны Тихого океана, с востока на запад. Последняя воздушная масса определяется влиянием феномена Эль-Ни-ньо. Следует полагать, что именно наличие этого природного феномена определяет направление и скорость дальнейшего пути АМ (Huang, Wu, 1989).

Роль Эль-Ниньо

Индекс ДИО тесно связан с развитие феномена Эль-Ниньо в тропической зоне Тихого океана. Более точно — это явление называется Эль-Ни-ньо Южное Колебание (ЭНЮК). С одной стороны, ЭНЮК определяется влиянием океанического течения переменной температуры, которое

распространяется в тропической зоне Тихого океана с востока на запад от берегов Южной Америки в районе Перу. С другой стороны, ЭНЮК зависит от температуры поднимающихся глубинных океанических вод (при апвеллинге) для восходящей ветви глобального океанического конвейера у берегов Перу, с третьей — на ЭНЮК влияют воды холодного перуанского течения (Гумбольдта), приходящего со стороны Антарктиды. Указанные обстоятельства объясняют сложность физического механизма формирования ЭНЮК, которое интересует метеорологов прежде всего с позиции разности атмосферных давлений на западе и востоке тропической зоны Тихого океана. Эта величина называется южным колебанием (ЮК). В свою очередь ЮК зависит от разности значений ТПО по обе стороны Тихого

30° E 40° E 50° E 60° E 70°E 80°E 90° E 100° E110° E120° E130° E

Рис. 3. Поле средних разностей аномалий ТПО в Индийском океане для марта—мая 2013 г. и соответствующих аномалий за 2010—2012 гг. (ре-анализ МСЕР^САК).

30° E 40° E 50° E 6

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком