Сложные системы

Рассмотрены метеорологически обусловленные стихийные бедствия (наводнения, оползни, сели) в разных регионах России (на Северном Кавказе, Алтае, Дальнем Востоке, в Бурятии, Магаданской области), произошедшие в 2013-2014 гг. и показана их связь с современным характером циркуляции атмосферы Северного полушария. Отмечено, что характерный для настоящего времени максимальный за весь период наблюдений межширотный обмен воздушных масс ведёт к максимальной повторяемости и интенсивности метеорологически обусловленных опасных природных процессов, в том числе и одновременно развивающихся в разных регионах. Это требует повышенного внимания к состоянию гидротехнических сооружений и постоянной готовности соответствующих служб к экстремальному развитию событий.

Рассмотрены флуктуации глобальной циркуляции атмосферы в 1899-2014 гг. в классификации Б.Л. Дзердзеевского. Выявлены три циркуляционные эпохи. Проанализирована повторяемость элементарных циркуляционных механизмов (ЭЦМ) в каждой эпохе. Отмечены ЭЦМ, суммарная продолжительность которых в среднем за эпоху превышает полгода.

Установлена свяэь многолетних колебаний среднегодовой температуры воздуха в Северном и Южном полушариях и глобальной, а также годовой амплитуды температуры воздуха с изменением характера циркуляции атмосферы.

Особое внимание уделено современному периоду (1998-2014 гг.). В этот период в нижней тропосфере наблюдается максимальный меридиональный перенос воздушных масс (в среднем 335 дней в году). В 93 днях в среднем за год отмечаются макропроцессы с циклонами на полюсах, без блокирующих процессов, с тремя-четырьмя выходами циклонов из низких широт в высокие в каждом полушарии (тип 13). В остальные дни преобладают макропроцессы с антициклонами на полюсах, выходами циклонов из низких широт в высокие в двух-четырёх секторах каждого полушария и арктическими/антарктическими вторжениями в их тылу, формирующими блокирующие процессы (типы 8- 12). В результате среднегодовая температура воздуха Северного, Южного полушарий и глобальная перестала ежегодно повышаться, как это было в 1981-1997 гг., хотя 2014 г. оказался самым тёплым на Земле с 1850 г.

Из-за роста продолжительности высокого давления над континентами зимой и летом годовая амплитуда глобальной температуры воздуха в настоящее время растёт.
Одновременные выходы циклонов из низких широт в высокие в разных секторах полушарий вызывают одновременное возникновение опасных природных процессов, связанных с обильными осадками, в разных регионах Земли.

Климатическая система рассматривается как колебательная система со
своими собственными частотами. При внешних воздействиях колебательные системы выходят из состояния равновесия и в них возникают колебания на собственных частотах. Частоты этих колебаний обусловлены только свойствами самой системы. Многократные повторяющиеся даже очень слабые, но резонансные воздействия на систему с периодом ее собственных колебаний могут раскачать систему на ее собственных частотах до колебания с заметной амплитудой. Малая величина повторяющихся воздействий
космоса на климатическую систему не является препятствием для модуляции в ней
резонансных колебаний и биений. Предложена гипотеза о резонансной природе воздействий космоса на климатическую систему: повторяющиеся слабые переменные воздействия космических факторов на Землю возбуждают колебания погоды и климата атмосферы и океана на их собственных частотах через механизм резонансов, включая резонансы на соизмеримых частотах. Резонансный механизм усвоения космических воздействий климатической системой согласуется с резонансным механизмом взаимодействий всех космических тел в солнечной системе. В результате слабых внешних циклических воздействий на оболочки Земли (океан и атмосфера) из всех возможных колебаний на собственных частотах дополнительную раскачку получают только те, которые находятся в резонансных соотношениях с циклическими внешними воздействиями. Слабость внешних сил может компенсироваться многократным их
резонансным воздействием. Резонансное внешнее воздействие усиливает колебания каждого компонента климатической системы на избранных его собственных частотах.
По данным о температуре поверхности океана обнаружены календарные особенности
(сезонные интервалы наиболее частых аномалии температуры) которые рассматриваются как результат биений собственных колебаний ТПО и колебаний, вызванных изменениями
склонения Луны.

В статье рассмотрены экстремальные осадки, зафиксированные на 14 метеостанциях западного берега Чёрного моря по данным реанализа и на двух метеостанциях по данным наблюдений. Проведено сравнение данных наблюдений с данными реанализа.

Проанализирована связь экстремальных осадков на каждой станции с элементарными
циркуляционными механизмами (ЭЦМ) по типизации Б.Л. Дзердзеевского, В.М. Курганской и З.М. Витвицкой. Выявлены ЭЦМ, при которых экстремумы осадков отмечались одновременно на нескольких станциях. Установлено, при каких ЭЦМ на западном побережье Чёрного моря чаще всего выпадают экстремальные осадки и проанализированы многолетние изменения продолжительности этих ЭЦМ.

В статье рассмотрены экстремальные осадки, зафиксированные на 12 метеостанциях восточного берега Чёрного моря по данным реанализа и на трёх станциях по данным наблюдений. Проведено сравнение данных наблюдений с данными реанализа.

Проанализирована связь экстремальных осадков на каждой станции с элементарными
циркуляционными механизмами (ЭЦМ) по типизации Б.Л. Дзердзеевского, В.М. Курганской и З.М. Витвицкой. Выявлены ЭЦМ, при которых экстремумы осадков отмечались одновременно на нескольких станциях. Установлено, при каких ЭЦМ на восточном побережье Чёрного моря чаще всего выпадают экстремальные осадки и проанализированы многолетние изменения продолжительности этих ЭЦМ.

В статье рассмотрены экстремальные осадки, зафиксированные на 23 метеостанциях Крыма. Использованы данные реанализа. Проанализирована связь осадков на каждой станции с элементарными циркуляционными механизмами (ЭЦМ) по типизации Б.Л. Дзердзеевского, В.М. Курганской и З.М. Витвицкой. Выявлены ЭЦМ, при которых экстремумы осадков отмечались одновременно на нескольких станциях Крыма. Установлено, при каких ЭЦМ в Крыму чаще всего выпадают экстремальные осадки и проанализированы многолетние изменения продолжительности этих ЭЦМ.

В работе рассмотрены особенности взаимного влияния ледяного покрова акваторий Арктики и меридиональных составляющих атмосферной циркуляции в Северном полушарии Земли, проявляющиеся в современном периоде. Выявление таких особенностей является актуальной проблемой климатологии, метеорологии, океанографии, а также морской транспортной отрасли.
Предметом исследования являются статистические связи межгодовых изменений ряда характеристик арктического ледового покрова и компонентов атмосферной циркуляции. Исследуются также особенности воздействия на них внешних факторов.
В работе выполняется проверка адекватности выдвинутой гипотезы о том, что к числу значимых факторов межгодовой изменчивости характеристик вторжений арктического воздуха, возникающих в летний сезон в ряде регионов Арктики, относятся вариации состояния их ледяного покрова, вызванные совместным влиянием глобального потепления климата и происходящего в современном периоде снижения среднего уровня солнечной активности.
Для достижения указанной цели рассмотрены результаты ретроспективного анализа изменений в 1993–2019 гг. среднесуточных значений средней толщины ледяного покрова, его сплоченности, средней температуры и солености поверхностного слоя арктических акваторий, а также температур воздуха и меридиональных составляющих скорости ветра в различных слоях тропосферы. Указанная информация получена из электронных баз данных GLORYS. V12, NCEP/NCAR и ERA-Interim. Для оценки адекватности рассматриваемой гипотезы применен метод корреляционного анализа и статистические критерии согласия.