ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2014, № 1, с. 36-46
природные процессы и динамика геосистем ==
УДК 551.46 (268.4+262.54)
о природе крупных гидрометеорологических аномалий в арктических и южных морях России
© 2014 г. г. г. Матишов, с. Л. Дженюк, Д. В. Моисеев, А. п. Жичкин
Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН Поступила в редакцию 21.01.2013 г.
Приведены результаты анализа аномальной гидрометеорологической ситуации, сложившейся в начале 2012 г. в морях Западной Арктики и Центральной Европе. Показано, что в результате блокирования западного переноса в умеренной зоне отрогом Сибирского антициклона сформировалась ярко выраженная положительная аномалия температуры воздуха и ледяного покрова в Баренцевом и Карском морях. Одновременно в Центральной и Южной Европе наблюдалась продолжительная отрицательная аномалия температуры воздуха. Зимняя гидрологическая ситуация в Печорском и Карском морях проиллюстрирована уникальной серией наблюдений, выполненных с использованием отрывных батитермосалинографов.
Введение. В современной литературе длительное время обсуждаются проблемы изменений термического режима и ледяного покрова морей в глобальном и региональном масштабах [14, 23, 27]. Предметом анализа являются смещения климатических норм и многолетние тренды гидрометеорологических характеристик, в некоторых случаях не выходящие за пределы статистической погрешности. Между тем ведение хозяйственной деятельности в морях и прибрежных зонах, устойчивость наземных и морских экосистем зависят прежде всего от крупных и продолжительных океанологических аномалий, не всегда совпадающих по знаку с многолетними трендами [12].
С начала XXI в. в Северном Ледовитом океане и его шельфовых морях отмечено сильное потепление [1, 10, 26]. В Баренцевом море уже не менее десяти лет сохраняется положительная аномалия температуры воды в атлантической водной массе [26, 27]. Значительно сократилась площадь арктических льдов в летние и осенние месяцы, что впервые позволило организовать транспортные перевозки по Северному морскому пути без ледокольной проводки. В Печорском и Карском морях отсутствие льда отмечалось зимой 2011/12 гг., когда по многолетним данным вероятность такого состояния была близка к нулю. При этом в начале 2012 г. температура воздуха на Земле Франца-Иосифа несколько раз достигала значений, близких к абсолютным максимумам января-февраля
(+1-2°С). На Баренцевом море положение кромки льда было близко к ее климатическому минимуму, с вероятностью порядка 1%. В Карском море в феврале сохранялись значительные пространства, свободные ото льда, что по прежним климатическим данным не отмечалось [2].
Некоторые исследователи полагают, что летнее и осеннее уменьшение площади ледяного покрова в Арктическом бассейне вызвано изменением крупномасштабной атмосферной циркуляции [29], которое приводит к увеличению блокирующих ситуаций и осадков в Европе зимой [24].
В то же время на территории Центральной и Южной Европы и акваториях прилегающих морей (Азовского, северо-востока Черного, Северного Каспия) с начала XXI в. характерным явлением стала аномально холодная погода, которая устанавливается во второй половине зимы [13, 28, 30]. Особенно ярко выраженными были аномалии в январе-феврале 2006 и 2012 гг. В январе 2006 г. температура воздуха на юге европейской части России понижалась до -32-33 °С, ее среднемесячные значения были около -15 °С, что на 12-15 °С ниже климатической нормы. Аналогичные условия отмечались в январе-феврале 2012 г. В этот период влияние Сибирского антициклона распространилось вплоть до Ла-Манша и Португалии. Впервые за 30 лет замерзла северная часть Черного моря, за 80 лет - каналы Венеции, покрылись льдом пирсы Женевского озера.
На Азовском и Каспийском морях лед стал фактором, серьезно осложняющим навигацию, которая в нормальных условиях не встречает препятствий в течение всего года. Продолжительность ледового периода на Каспии и Азове достигала 50-80 дней. В феврале-марте 2012 г. на акватории и в портах Азовского моря и Керченского пролива застряло во льдах около 100 судов [13]. На Каспийском море дрейфующие льды распространились вдоль западного побережья до Апшеронско-го полуострова.
В конце XIX в. климатолог А.И. Воейков, анализируя связь ветра с давлением, пришел к базовым выводам о развитии "большой оси Евро-пейско-Азиатского материка" [4]. Сибирский антициклон с отрогом, вытянутым на Европу, стали называть осью Воейкова. Эта климатическая ось возникает как "ветрораздел", отделяющий ветры с южной составляющей (к северу от оси) от ветров с северной составляющей (к югу от оси). В результате зимой происходит аномальная адвек-
ция холода Сибирского антициклона к Пиренеям и тепла Гольфстрима в Арктику в направлении Земли Франца-Иосифа (рис. 1).
В дальнейшем условия атмосферной циркуляции над Северным полушарием были детально изучены Дзердзеевским [7, 11], Вангенгеймом [3], Гирсом [6]. Разработаны несколько типиза-ций макросиноптических процессов на сходной методической основе (зональные и меридиональные переносы с набором подтипов). Стациони-рование блокирующего антициклона приводит к выхолаживанию приземного слоя атмосферы над материком, а восточный перенос препятствует отепляющему воздействию южных морей.
По нашему мнению, именно усиление таких процессов в атмосфере способствует развитию аномалий погоды, гидрологических и ледовых условий, имеющих разные знаки в зависимости от сезона и географической локализации атмосферных переносов. Для оценок таких аномалий мы располагаем базой данных по климату и био-
40°:).]и 20°з.п. 0" 20°вл. 40"в.][.60:'|в.д. 80°в.д. КХГв.д.
Рис. 1. Аномальное распространение отрога сибирского антициклона: 1 - затоки холода в атмосфере; 2 - затоки тепла в атмосфере и гидросфере. Изолинии построены по средним значениям приземной температуры воздуха за самый холодный период 1-4 февраля 2012 г Цифрами показаны минимальные значения температуры в пунктах наблюдений за тот же период.
логии арктических и южных морей, созданной в результате многолетнего сотрудничества с НОАА и Центром океанологических данных США. Далее будет рассмотрена ярко выраженная аномальная ситуация января-марта 2012 г., по которой нами получен репрезентативный набор метеорологических, ледовых и уникальных океанологических данных.
Материалы и методы. Для создания карты-схемы поля средней приземной температуры воздуха были использованы метеоданные с интернет-ресурса "Погода Росии" (http://meteo.infospace.ru). Итоговая карта-схема сделана в ГИС-программе ArcGIS по данным более чем 130 метеостанций (рис. 1).
Информация о температуре и солености воды получена в ходе попутных наблюдений Мурманского морского биологического института (ММБИ) по трассе Севморпути с борта д/э "Тал-нах" в марте 2012 г. Выполнены два разреза в Баренцевом (ст. 1-10) и Карском (ст. 11-16) морях (рис. 2). Для проведения гидрологических зондирований использовались отрывные бати-термосалинографы XCTD-3 производства фирмы Tsurumi ЗвгЫ (Япония). Этот метод был впервые апробирован в ходе попутных наблюдений на трассе Севморпути в ледовый период. Результаты измерения отрывными батитермосалинографами проинтерполированы через 1 м и нанесены на профили дна, построенные по батиметрическим данным.
Данные о состоянии ледяного покрова взяты с сайта НИИ Арктики и Антарктики (www.aari.ru). Для расчетов аномалий ледовитости использована информационная база ММБИ. Аномальность
ледовых условий Азовского моря оценивалась с использованием базы данных Южного научного центра (ЮНЦ) РАН, полученных в зимних экспедициях 2005-2012 гг. на НИС "Профессор Панов" и "Денеб", на ледоколе "Капитан Демидов" и других попутных судах.
Результаты и обсуждение. Метеорологическая ситуация. Аномальная ситуация января-февраля 2012 г. была обусловлена распространением отрога сибирского антициклона на Центральную и Южную Европу (вплоть до Ла-Манша и Португалии) и аномальной адвекцией атлантических вод на шельф Баренцева моря (рис. 1). Траектории атлантических циклонов смещались к северу, формируя теплую аномалию в Западной Арктике. Усиление западного атмосферного переноса в высокие широты обусловило рост температуры воздуха и поверхностного слоя моря, замедление процессов ледообразования и смещение кромки дрейфующих льдов к северо-востоку. К югу от оси Воейкова в антициклоническом барическом поле происходил вынос холодных воздушных масс из Сибири и Центральной Азии на южную Европу и Средиземноморье.
Ситуация блокирования начала складываться в середине января 2012 г. Антициклон с центром над Северным Уралом в конце второй декады января стал распространяться на север европейской части России, а в третьей декаде - на Карелию и Финляндию. Одновременно росло приземное давление в центре антициклонической области, приближаясь к его климатическим рекордам: до 1055 мб 27 января и до 1060 мб - с 31 января по 4 февраля. К этому времени малоградиентная область высокого давления распространилась на
Рис. 2. Расположение гидрологических станций 11-13 марта 2012 г., а также распространение ледяного покрова (по данным ледового анализа ААНИИ на 11-13 марта)
всю европейскую территорию России. Стабилизировалось положение антициклонического гребня над Южной и Центральной Европой, траектории циклонов сместились далеко к северу и югу от обычного положения (рис. 3).
Начиная с 5 февраля, однородность области высокого давления нарушена барической ложбиной, распространившейся из Центральной Европы к Белому морю. При этом над Скандинавией и Британскими островами до 12 февраля сохранялся гребень высокого давления. 13-14 февраля он сместился в Центральную Европу, а с 15 февраля вторжение глубокого циклона с севера полностью разрушило ситуацию блокирования. Таким образом, продолжительность этой ситуации составила около 30 сут.
На юге Европы в первые дни гребень высокого давления от стационарного антициклона распространялся вдоль Средиземного моря. Над Центральной Европой сохранялся западный перенос. После прохождения неглубокого циклона от Исландии на юг Балтийского моря и его
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.