Особенности климата на территории Российской Федерации за 2014 год

Оценки увлажненности рассматриваемой территории в 2014 г. показывают, что для озимых культур урожая 2015 года недостаточная влагообеспеченность в предпосевной и осенний периоды могла быть сдерживающим их развитие фактором на начальной стадии вегетации.

8. ОПАСНЫЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

По данным Росгидромета в 2014 году в целом на территории РФ отмечалось 898 опасных гидрометеорологических явлений (ОЯ), (включая агрометеорологические и гидрологические). Это немного меньше, чем в 2013 году, когда их было 963. Напомним, что мониторинг общего числа ОЯ ведется с 2008 г. Динамика общего числа ОЯ за семь лет такова:

Из всех 898 ОЯ в 2014 г. 368 явлений нанесли значительный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения.

На рис. 8.1 приведены данные Росгидромета о динамике количества гидрометеорологических ОЯ за 1996 - 2014 гг., относящиеся лишь к опасным явлениям и комплексам гидрометеорологических явлений (включая гидрологические и агрометеорологические явления), которые нанесли значительный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения (общее число и количество непредусмотренных ОЯ). Прошедший год стал седьмым по количеству ОЯ, нанесших ущерб. Число непредусмотренных ОЯ в 2014 г. составило 22.

Рисунок 8.1 - Распределение гидрометеорологических ОЯ по годам: общее количество (синий) и количество непредусмотренных ОЯ (красный).

Одним 1из самых опасных явлений в 2014 г. был сильнейший паводок в Алтайском крае, где пострадали 17 районов на территории 16,5 тыс. га. По-прежнему наиболее сложным в части отмечавшихся ОЯ был весенне-летний период с мая по август, что объясняется большим числом гидрологических ОЯ, связанных с паводками. В мае-июне 30% ОЯ, нанесших ущерб, приходилось на гидрологические явления.

Из метеорологических ОЯ значительный ущерб был нанесен сильными ливнями, градом и шквалами. Ущерб от таких явлений в ряде случаев был многомиллионный (в мае в Республике Алтай - 850 млн. рублей). Большой ущерб нанесен агропромышленному сектору (в июле в Северной Осетии были повреждены и частично погибли посевы сельхозкультур, зерновых, овощных культур и плодовые на площади около 2000 га). 4 июля в Ульяновской области градом были повреждены посевы сельхозкультур на площади более 3600 га).

На рис. 8.2 информация о гидрометеорологических ОЯ в 2014 году детализирована по месяцам. Наибольшая активность возникновения опасных явлений на территории РФ, по-прежнему, наблюдалась в период с мая по август, причем количество гидрометеорологических ОЯ на 8% (21 случай) уменьшилось по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

Рисунок 8.2 - Распределение гидрометеорологических ОЯ, нанесших ущерб, по месяцам в 2014 году

В Гидрометцентре России ведется статистика отдельно только опасных метеорологических явлений ОЯ. В 2014 году на территории РФ было зарегистрировано

569 случаев возникновения метеорологических (ОЯ) и комплексов метеорологических явлений (КМЯ). В таблицах 8.1 и 8.2 показано распределение метеорологических ОЯ и КМЯ по месяцам и федеральным округам. Учитывались все опасные явления погоды, имевшие место на территории РФ, о которых были получены донесения, независимо от наличия информации об ущербе. Следует отметить, что суммарное количество метеорологических ОЯ в табл. 8.1 и 8.2 может не совпадать, т.к. ОЯ часто охватывают большие территории и одновременно наблюдаются в 2-х и более округах.

По сравнению с 2013 годом количество зарегистрированных метеорологических ОЯ в 2014 г. увеличилось на 24 случая. Высокой была повторяемость КМЯ, сильного ветра и сильных осадков (131, 110 и 105 случаев соответственно). Это составляет 61% от всех опасных метеорологических явлений. КМЯ по своим параметрам не достигали критериев ОЯ, но в значительной степени затрудняли хозяйственную деятельность регионов. Все эти явления, как правило, наносили наиболее значительный ущерб секторам экономики и частному сектору.

Наибольшую повторяемость метеорологические ОЯ и КМЯ имели в теплый период года (с мая по август) - 278 случаев (49%). Это связано с тем, что в этот период возрастает число ОЯ, обусловленных активной конвекцией, которая наблюдается на всей территории России.

Периоды сильных морозов и аномально холодной погоды в 2014 г. отмечались в 61 случае, то есть на 65% больше, чем в 2013 году, когда их было 37 случаев. Наиболее холодным выдался январь и февраль 2014 г., когда было зарегистрировано 21 случай с аномально холодной погодой и 23 случая сильных морозов.

Таблица 8.2 - Распределение метеорологических ОЯ за 2014 г. по территории федеральных округов РФ

Периодов с сильной жарой и аномально жаркой погодой в 2014 г. было 39, что на 95 % больше, чем в 2013 году, когда их было 20 случаев. Жаркие периоды отмечались в основном (72 %) в июле и августе. В вегетационный период в 2014 году, также как и в 2013 г., наблюдалось 46 заморозков.

Из таблицы 8.2 следует, что на территории Сибирского и Дальневосточного федеральных округов зарегистрировано 218 случаев (38%) всех ОЯ и КМЯ. Это связано с тем, что территория этих округов обладает наибольшими размерами и характеризуется очень активными атмосферными процессами. По сравнению с 2013 г. в 2014 г. количество ОЯ и КМЯ в Северо-Западном, Южном, Северо-Кавказском и Уральском федеральных округах увеличилось на 18-40%, а в Центральном, Сибирском и Дальневосточном ФО уменьшилось на 9-16 %.

Динамика количества всех зарегистрированных метеорологических ОЯ за период с 1998 по 2014 год приведена с годовой дискретностью на рисунке 8.3 и с месячной в таблице 8.3. Видно, что в 2014 году отмечалось 569 метеорологических ОЯ. Это наибольшее количество ОЯ за все 16 лет наблюдений.

Таблица 8.3. Динамика количества всех метеорологических ОЯ за период с 1998 по 2014 годы

Рисунок 8.3 - Распределение метеорологических ОЯ по годам.

9. РАДИАЦИОННЫЙ РЕЖИМ

Солнечная радиация является главным энергетическим источником для глобальной экосистемы и одним из важнейших показателей состояния атмосферы. Для анализа изменений климата имеет значение не только слежение за радиационными потоками на верхней границе атмосферы, которые меняются сравнительно слабо, но и - в большей степени - мониторинг различных составляющих радиационного баланса земной поверхности. Нисходящая коротковолновая радиация относится к основным составляющим радиационного баланса и является важным параметром климата Земли.

На настоящем этапе в системе регулярного мониторинга анализируются коротковолновая суммарная и прямая солнечная радиация, месячные и годовые суммы которых рассчитываются по результатам измерения радиационных потоков в фиксированные сроки (так называемых «срочных» наблюдений), поступающих с актинометрической сети станций. Из двух видов актинометрических наблюдений, выполняемых по полной программе, и дающих информацию не только о суммарной радиации, но и об отдельных составляющих радиационного баланса, предпочтение отдано именно срочным наблюдениям в силу большей плотности подсети этих станций - как в начале 21 в, так и в 60-х годах 20-го столетия. Для большинства действующих станций со срочными наблюдениями (в отличие от станций, ведущих наблюдения с помощью регистраторов) могут быть рассчитаны нормы за базовый период 1961-1990 гг.

Аномалии сумм радиации рассчитаны как отклонения от норм базового периода 1961-1990 гг. и выражены в процентах от этих норм. Для оценки условий 2014 г. использовались данные 81 (из 89) российских станций со срочными наблюдениями, для которых своевременно поступила оперативная информация.

Основной особенностью глобальных многолетних изменений приходящей радиации, обнаруживаемых на территории России, является пониженное поступление радиации (возможно, обусловленное воздействием крупных вулканических извержений) в конце 80-х - начале 90-х гг. ХХ века и связанный с этим отрицательный тренд прямой и суммарной радиации, диагностируемый на интервале 1961-90гг.

Анализ региональных особенностей многолетних колебаний по данным о пространственно-осредненных аномалиях годовых сумм прямой радиации на интервале 1961-2013 гг. (рис. 9.1) показывает, что во всех рассмотренных крупных регионах России в последнее десятилетие 20-го столетия произошел возврат к значениям приходящей радиации, близким к норме. Изменения, происходящие в начале ХХ1в., характеризуются меньшей пространственной однородностью. На территории ЕЧР наблюдается сохранение положительной тенденции, наиболее выраженное в южных районах. В Западной Сибири, Прибайкалье и Забайкалье значения прямой радиации стабилизировались на уровнях, близких к норме; на Северо-востоке в последние годы регистрируются небольшие отрицательные аномалии. В районе Приамурья и Приморья в последнее десятилетие наблюдались крупные положительные и отрицательные аномалии, и говорить об определенной направленности изменений, возможно, преждевременно. Для территории Средней Сибири, по-видимому, можно говорить о возобновлении тенденции к снижению радиации

В зимний сезон 2013/2014гг. (рис. 9.2) в большинстве районов России приход прямой солнечной радиации был близким к норме: аномалии обоих знаков (южнее полярного круга) не превышали 20%. Область отрицательных аномалий занимала обширную территорию, включающую почти всю Европейскую часть России, Западную и Среднюю Сибирь.

Наиболее интенсивный очаг, величина аномалий в котором достигала -60…-80%, располагался на северо-западе ЕЧР и был связан с чрезвычайно глубокой Исландской депрессией. Причина отрицательной аномалии - низкие плотные облака и осадки,

Рисунок 9.1 - Регионально-осредненные аномалии (в процентах от среднего за 1961-1990 гг.) годовых сумм прямой солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность.

Красная кривая показывает сглаженный ход (11-летние скользящие средние)

Отрицательная аномалия прослеживается на картах всех зимних месяцев, но в январе и феврале ее центр был несколько смещен к востоку. Положительная сезонная аномалия соответствует положению Сибирского антициклона. Основной вклад в ее формирование внесли циркуляционные условия декабря и января, когда в центрах очагов приход прямой радиации был на 40…60% выше нормы. В феврале положительная аномалия уменьшилась по площади и ослабела по интенсивности. Тихоокеанские циклоны стали причиной появления на побережье восточных морей и в Чукотском крае слабой отрицательной аномалии, которая частично отмечается и в поле сезонных аномалий.

В зимний период в приходе суммарной солнечной радиации (рис. 9.2) на территории России отмечаются особенности, характерные для распределения прямой радиации. Расположение и интенсивность основных очагов положительных и отрицательных аномалий изменились мало, особенно на азиатской территории. Однако в крайних северо-западных районах ЕЧР и в Южном федеральном округе отрицательные аномалии суммарной радиации превысили по интенсивности аномалии прямой радиации на 10-20 %. Резкое уменьшение прихода суммарной радиации здесь было обусловлено

повышенной повторяемостью плотной дождевой облачности, которая приводит к уменьшению поступления не только прямой, но и рассеянной радиации.

Весной распределение основных областей положительных и отрицательных аномалий прямой солнечной радиации (рис. 9.3) обусловлено циркуляционными условиями сезона. Наиболее мощная отрицательная аномалия охватывала северо- восточные районы ЕЧР, Урал, Западную Сибирь, восточные районы Средней Сибири. Эта аномалия прослеживается не только в поле сезонных аномалий, но и на месячных картах. В центре очага, расположение которого соответствует положению необычно активного восточного центра Исландского минимума, величина аномалий прямой солнечной радиации достигала -50…-60%. Дефицит прихода прямой радиации в этих районах обусловлен преобладанием пасмурной погоды с большим количеством осадков, которые приносили как атлантические, так и южные циклоны.

Две большие области положительных аномалий прямой солнечной радиации связаны с антициклональными центрами действия атмосферы. Формирование европейской аномалии, занимающей большую часть ЕЧР и юг Урала, было обусловлено влиянием Азорского и Скандинавского антициклонов. Максимальные значения аномалий в юго-западных районах ЕЧР достигли рекордных значений в 50…60%.

Азиатская положительная аномалия была выражена слабее, чем европейская, в связи с ослаблением Сибирского антициклона частым воздействием атлантических циклонов. Эта аномалия занимала часть Средней Сибири и почти всю Восточную Сибирь, Чукотку, Приморье, Забайкалье и Прибайкалье, но максимальные значения аномалий здесь не превышали 20…30%.

Весной область отрицательных аномалий суммарной радиации (рис. 9.4) превысила по площади соответствующую область для прямой радиации, но расположение ее основного очага не изменилось.

Сезонные суммы суммарной радиации в наиболее интенсивных очагах обоих знаков отличаются от нормы на 10-30%, в то время как максимальная величина аномалий прямой радиации достигала ±40-60%. О том, как соотносятся наблюдаемые относительные аномалии с вероятностью их превышения (или непревышения), можно судить по рис. 9.5, где приведены соответствующие оценки, рассчитанные по интегральному распределению аномалий для периода 1961-90 гг.

Летом на территории России поле прямой радиации было крайне неоднородным. Сформировались два очага положительных аномалий. Один очаг занимал практически всю европейскую территорию, за исключением юго-восточных районов; второй - Алтайский край и всю Иркутскую область. Небольшой по площади очаг положительной аномалии располагался также в центре Западно-Сибирской низменности. Положительная аномалия на Европейской территории была более интенсивной. В отдельных районах превышение нормы достигало 30-40%. На большей части Азиатской территории России сформировалась обширная отрицательная аномалия прямой радиации, связанная с

активной циклонической деятельностью. Наибольшее снижение прямой радиации отмечалось на севере Красноярского края и прибрежных районах Охотского моря, где преобладала облачная погода с количеством осадков, значительно превышающим климатическую норму.

На формирование летнего сезонного поля прямой радиации наибольшее влияние оказал июль. Сформировавшийся в июле скандинавский блокирующий антициклон препятствовал смещению атлантических циклонов на восток, что стало причиной преобладания малооблачной сухой и жаркой погоды в ЕЧР. В западных областях интенсивность положительной аномалии была более 50%. Влияние этого антициклона в несколько ослабленном виде сохранилось и в августе, что и привело к образованию обширной положительной аномалии летнего сезона.

Атмосферные процессы, происходившие в июле на Азиатской территории России, также оказали преимущественное влияние на формирование сезонного поля прямой радиации в этом регионе, отличительной особенностью которого была обширная отрицательная аномалия. Циклоны, непрерывно шедшие с севера и юга, обусловили преобладание облачной дождливой погоды на севере Урала, западной Сибири и Красноярского края. Резкая активизация восточной части азиатского сезонного минимума привела к установлению облачной погоды с большим количеством осадков в прибрежных районах Хабаровского края и Магаданской области, что проявилось в снижении месячного прихода прямой радиации. На побережье Охотского моря в районе метеостанции Охотск месячный приход прямой радиации был ниже нормы более чем на 60%.

Наиболее глубокие ее очаги (на севере Красноярского края и побережье Охотского моря) не превысили 30%.

Анализ сезонных аномалий прямой радиации (рис. 9.8), осредненных по территории России, показывает, что в 2014г. во все рассмотренные сезоны значения были очень близки к норме за 1961-90гг., незначительно отклоняясь от нее в сторону отрицательных значений. Наибольшее отклонение (около 5%) было зарегистрировано в летний сезон.

В целом радиационный режим 2014г. характеризуется значительными региональными различиями с небольшим преобладанием пониженных значений радиации. Зимой отрицательные аномалии приходящей радиации отмечались на территории ЕЧР, Западной и Средней Сибири. В среднем, аналогично предыдущему зимнему сезону, приход радиации был незначительно ниже нормы 1961-90гг., но существенно ниже среднего за последнее десятилетие.

Наибольшие пространственные контрасты в изменении радиационных характеристик наблюдались в весенний сезон. Глубокая и очень устойчивая отрицательная аномалия в поле прямой радиации, которая сохранялась на протяжении трех месяцев, охватывала обширную территорию - северо-восточные районы ЕЧР, Урал, Западную Сибирь, восточные районы Средней Сибири. Одновременно на европейской и азиатской территории сформировались области положительных аномалий прямой солнечной радиации, связанные с антициклональными центрами действия атмосферы. Весной были зафиксированы как рекордно низкие значения прямой радиации (в Средней Сибири - до 50% от нормы), так и рекордно высокие положительные аномалии в южных районах Центральной России.

Летом также были зарегистрированы радиации (минимумов - на севере Средней Сибири, максимумов - в южных районах ЕЧР), хотя ареалы экстремальных значений были меньше, чем весной. На азиатской территории в связи с активной циклонической деятельностью, особенно в июле, пониженные значения сезонного прихода радиации наблюдались на большей части АЧР (за исключением Прибайкалья и Забайкалья), что привело к отрицательной аномалии в среднем для территории России.

Рисунок 9.8 - Аномалии (в процентах от среднего за 1961-1990 гг.) сезонных сумм прямой радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, осредненные по территории РФ. 1961- 2014гг.

В многолетнем режиме на территории ЕЧР наблюдается сохранение положительной тенденции, наиболее выраженное в южных районах. На территории Средней Сибири, а также в прибрежных районах дальневосточных морей и в Приамурье, в последнее десятилетие наметилась тенденция к снижению радиации. В 2014г. отрицательные аномалии, близкие к рекордным значениям, наблюдались преимущественно в Средней Сибири, а положительные аномалии - в Европейской части России.

10. ТЕМПЕРАТУРА В СВОБОДНОЙ АТМОСФЕРЕ

Температура воздуха в слое атмосферы высотой до 30 километров, наряду с приземной температурой и температурой поверхности океана, является важнейшей характеристикой состояния климатической системы и происходящих в ней изменений. Основной особенностью полей температуры в свободной атмосфере является их зональный характер, т.е. в значительной мере выраженная гладкость полей в направлениях вдоль кругов широты. Поэтому для оценки текущих изменений климата свободной атмосферы применяют зонально обобщенные вдоль широтных кругов характеристики, для которых важнейшими пространственными координатами остаются географическая широта и высота по вертикали (или давление, убывающее с высотой). В этом состоит существенное отличие результатов данного раздела от результатов других разделов, где географическая долгота при расчетах и обобщении оценок играет существенную роль.

Приводимые оценки получены по срочным данным радиозондовых наблюдений, собираемым с каналов связи в ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» с глобальной сети аэрологических станций. Общее число станций, по которым ведется сбор аэрологических данных, превышает 900 и варьирует от месяца к месяцу. В их число входят более ста функционировавших в 2014 г российских станций, включая антарктические и СП. Около 700 станций глобальной сети расположены в Северном полушарии. На основе собранных месячных порций радиозондовых данных срочных наблюдений рассчитывается массив статистических характеристик различных метеовеличин в свободной атмосфере, включая статистические характеристики температуры, на стандартных изобарических поверхностях для каждой из станций. На основе взвешенного вертикального обобщения рассчитываются также значения температуры в основных слоях атмосферы: 850-300 гПа (тропосфера), 100-50 гПа (нижняя стратосфера), 300-100 гПа (переходный слой, характеризующийся значительной нестабильностью). Следующим этапом расчетов является расчет месячных аномалий температуры. Аномалии температуры на основных изобарических поверхностях и в каждом из указанных слоев атмосферы для каждого месяца вычислялись для каждой станции. В качестве норм использовались соответствующие характеристики температуры для этой станции, осредненные за период 1981-2010 гг. Такой выбор периода вычисления норм объясняется, во-первых, целесообразностью проводить в дальнейшем сопоставления с рядами аномалий температуры в свободной атмосфере, полученными на основе спутниковых наблюдений, начало которым положено с 1979 года. Во-вторых, оценки норм за такой период вычисления наименее, по сравнению с другими вариантами выбора тридцатилетнего периода, подвержены влиянию возможных неоднородностей в рядах, возникающих из-за особенностей функционирования глобальной сети радиозондирования.

При осреднениях, как в пределах месяца, так и при дальнейших обобщениях, использовались веса, равные числу признанных при контроле корректными соответствующих срочных значений температуры.

Путем пространственного осреднения постанционных месячных аномалий рассчитывались аномалии по пятиградусным широтным поясам Северного полушария. Результаты этого осреднения использованы для расчетов и для графического отображения широтно-вертикальных сечений аномалий. Кроме этого, постанционные месячные аномалии взвешенно осреднялись по тридцатиградусным широтным поясам 0-30 с.ш., 30- 60 с.ш. и 60-90 с.ш., а также по всему Северному полушарию. В таких осреднениях в качестве веса для учета месячной аномалии каждой станции был использован косинус географической широты этой станции.

Наконец, наряду с пространственным осреднением постанционных месячных аномалий по пятиградусным и тридцатиградусным широтным поясам Северного полушария и по Северному полушарию в целом, проводилось дополнительно осреднение постанционных месячных аномалий по сезонам для каждого сезона 2014 года (зимний сезон включал декабрь 2013 г и январь-февраль 2014 г), а также для 2014 года в целом.

Особенности температурного режима в свободной атмосфере в 2014 г. 2014 год характеризуется существенными различиями значений и даже знаков аномалий температуры свободной атмосферы как от месяца к месяцу, так и по вертикали. В таблице 10.1 приведены значения аномалий температуры за 2014 год для каждого из 12 месяцев, для двух широтных зон Северного полушария (30-60о с.ш. и 60-90о с.ш.) для отдельных изобарических поверхностей: 850 гПа, 500 гПа, 300 гПа и 100 гПа. Перечисленные изобарические поверхности в среднем для года отвечают примерно высотам 1.23 км. 4.95 км. 8.52 км и 16.21 км над уровнем моря соответственно.

Следует обратить внимание на очень большую отрицательную аномалию в нижней стратосфере высоких широт Северного полушария (100 гПа) в январе-марте 2014 г. Такая же большая отрицательная аномалия наблюдалась и в декабре 2013 г. (-2,15оС). Март 2014 г. в целом характеризуется значительным различием с изменением знака аномалий с ростом высот рассматриваемых поверхностей: 2.10оС в умеренных широтах и 4.93оС в высоких широтах. Анализируемый 2014 год характеризуется значительными отрицательными аномалиями в нижней стратосфере и в верхней тропосфере (300 гПа) высоких широт за исключением отдельных месяцев: апрель-июнь в нижней стратосфере и май, июль, ноябрь в верхней тропосфере. В январе-феврале 2014 г. в умеренных широтах

Северного полушария отмечалась положительная аномалия температуры в нижней стратосфере, а с марта по декабрь - отрицательная аномалия, так же как и в мае-августе в верхней тропосфере (300 гПа). Причем весной и осенью в нижней стратосфере умеренных широт наблюдались существенные отрицательные аномалии. На высоте 850 гПа в весенние месяцы преобладают положительные аномалии как в умеренных широтах, так и в высоких широтах.

Таблица 10.1 - Аномалии температуры за 2014 год для двух широтных зон Северного полушария (30-60 с.ш. и 60-90 с.ш.) на отдельных изобарических поверхностях. Цветной заливкой показаны отрицательные (голубой) и положительные (желтый) аномалии

Столь существенные различия в величинах аномалий температуры от месяца к месяцу и по вертикали на отдельно рассматриваемых изобарических поверхностях сказываются как на результатах временного обобщения по отдельным сезонам, так и на результатах пространственного вертикального обобщения по наиболее часто рассматриваемым слоям свободной атмосферы.

В Таблице 10.2 приведены аномалии температуры, обобщенные для каждого из четырех сезонов 2014 года (зимний сезон включает период декабрь 2013-февраль 2014 г) и для года в целом, осредненные по вертикали внутри слоя 850-300 гПа (тропосфера) для трех тридцатиградусных широтных зон Северного полушария и полушария в целом. Здесь

?Т2014 обозначает величину аномалии в градусах Цельсия, -R обозначает обратный ранг в рядах упорядоченных по возрастанию значений соответствующих аномалий за период 1958-2014 гг. (т.е. наибольшим положительным значениям аномалий соответствуют наименьшие значения -R).

?Т2014 - величина аномалии в градусах Цельсия, -R - обратный ранг в рядах упорядоченных по возрастанию значений соответствующих аномалий за период 1958-2014 гг.

Таблица 10.2 - Аномалии температуры в тропосфере (850-300 гПа) от норм 1981-2010 гг. Выделены отрицательные аномалии.

Аналогично, Таблица 10.3 содержит обобщенные аномалии для слоя 100-50 гПа (нижняя стратосфера), но здесь R обозначает ранг в рядах упорядоченных по возрастанию значений соответствующих аномалий (т.е. наибольшим положительным значениям аномалий соответствуют наибольшие значения R, а малые значения рангов позволяют отметить самые значительные отрицательные аномалии в нижней стратосфере).

?Т2014 - величина аномалии в градусах Цельсия, R - ранг в рядах упорядоченных по возрастанию значений соответствующих аномалий за период 1958-2014 гг.

Таблица 10.3 - Аномалии температуры в нижней стратосфере (100-50 гПа) от норм 1981- 2010 гг. Выделены положительные аномалии.

В зимний, весенний и осенний сезон 2014 г. имели место положительные аномалии температуры тропосферы для всех рассматриваемых широтных зон, причем зимой для зоны высоких широт аномалия оказалась пятой в ряду соответствующих аномалий. Весна 2014 г оказалась одной из самых теплых в умеренных широтах (аномалия составила

+0.61оС, вторая в соответствующем ряду) и в северном полушарии в целом (аномалия составила +0.42оС, третья в ряду). Из-за отрицательной аномалии в верхней тропосфере и незначительной положительной аномалии в нижней тропосфере лето 2014 г в умеренных широтах охарактеризовалось небольшой отрицательной аномалией в тропосфере (-0.08оС). Осенние аномалии 2014 г оказались шестыми в зоне низких широт, восьмыми в зоне умеренных широт и седьмыми в Северном полушарии в целом в рядах соответствующих аномалий в тропосфере.

В нижней стратосфере наблюдалась положительная аномалия зимой в умеренных широтах. В зоне высоких широт, напротив, наблюдалась большая отрицательная аномалия (-2.55оС). При этом она заняла только шестое место в соответствующем ряду. Весна, лето, осень 2014 г. и год в целом оказались одними из самых холодных: вторые, третье и четвертое места в рядах отрицательных аномалий соответственно. При этом осень 2014 г была одной из самых холодных во всех широтных зонах и Северном полушарии в целом (второе место в соответствующем ряду).

Более детально вертикально-широтная структура для годовых аномалий температуры в 2014 г. показана на рис. 10.1, а для аномалий температуры отдельных сезонов 2014 г - на рис. 10.2. Как следует из рисунков, в анализируемом 2014 году характер вертикально-широтной структуры годовых аномалий в значительной мере определяется вертикально-широтной структурой зимних аномалий

Рисунок 10.1 - Вертикально-широтная структура годовых аномалий температуры свободной атмосферы в 2014 году. Горизонтальная ось - широты, левая вертикальная ось - давление на стандартных изобарических поверхностях, правая вертикальная ось - высоты над уровнем моря в км.

На рис. 10.3 представлены посезонно 10 самых теплых в тропосфере и 10 самых холодных в нижней стратосфере лет, а так же положение по отношению к ним 2014 г. Как видно, за исключением лета в тропосфере и зимы в нижней стратосфере, все сезоны 2014 г. входят в число 10 самых теплых и самых холодных соответственно. Причем весна в тропосфере и осень в нижней стратосфере входят в первую тройку (3 и 2 места в рядах соответственно).

Тенденции современных изменений температуры воздуха в свободной атмосфере

Современные тенденции изменения температуры в свободной атмосфере, суть которых сводится к потеплению в тропосфере и похолоданию в нижней стратосфере, проиллюстрированы для сезонов Северного полушария на рис. 10.4, где, наряду с рядами сезонных аномалий, представлены линии трендов.

Рисунок 10.3 - Ряды самых значительных сезонных аномалий температуры в свободной атмосфере Северного полушария за период 1958-2014 г. Левая панель - положительные аномалии, тропосфера (850-300 гПа), правая панель - отрицательные аномалии, нижняя стратосфера (100-50 гПа). Обозначения сезонов по аналогии с рис. 10.2.

Рисунок 10.4 - Ряды сезонных аномалий температуры в свободной атмосфере Северного полушария за период 1981-2014 г. Левая панель - тропосфера (850-300 гПа), правая панель

- нижняя стратосфера (100-50 гПа). Линии трендов построены методом наименьших квадратов для тропосферы (красный цвет) и нижней стратосферы (синий цвет). Обозначения сезонов по аналогии с рис. 10.2.

Таблицы 10.4 и 10.5 содержат значения линейных трендов, вычисленных за период 1981-2014 на основе рядов сезонных и годовых аномалий отдельных широтных зон и Северного полушария в целом для тропосферы и нижней стратосферы соответственно.

Как следует из Таблицы 10.4, для тропосферы статистически значимая тенденция потепления не наблюдается для зимнего сезона в зоне умеренных широт и в Северном полушарии в целом. В определенной степени это объясняется недавними аномально холодными зимами сезонов 2010-2011 и 2011-2012 годов. Но, по сравнению с 2013 г, положительный тренд зимнего сезона в высоких широтах стал статистически значимым.

Также не наблюдается статистически значимая тенденция потепления в диапазоне широт от 0 до 30ос.ш. для остальных трех сезонов года и для года в целом. Положительный тренд для весеннего сезона в высоких широтах стал статистически значимым. В остальных широтных зонах и в Северном полушарии в целом, в весенний, летний и осенний периоды сохраняются статистически значимые положительные тренды, которые и предопределяют для этих трех сезонов значимый положительный тренд для Северного полушария в целом (от 0.12 для весны до 0.16 для осени, оС/10 лет). По сравнению с 2013 г. В 2014 г статистически значимыми стали положительные тренды в зимний и весенний сезоны в высоких широтах.

Для нижней стратосферы очевидное статистически значимое похолодание имеет место для всех осуществленных вариантов оценки тренда, за исключением зимнего сезона в высоких широтах. Объясняется это внезапным стратосферным потеплением высоких широт, имевшем место в 2013 г, которое не только повлияло на знак зимнего тренда, но и привело к тому, что отрицательный тренд для высоких широт для аномалий года в целом перестал быть значимым в 2014 г. Отрицательные аномалии в январе-феврале 2014 г. привели к уменьшению положительного тренда в зимний период и возвращению статистической значимости для года в целом в зоне высоких широт. В Северном полушарии скорость стратосферного похолодания составляла от -0.42оС/10 лет для весны до -0.37оС/10 лет для осени, а для рядов по году в целом составила -0.39оС/10 лет.

b - значения сезонного или годового тренда, (оС/10 лет)

D - объясненная линейным трендом доля общей дисперсии ряда, в %.

Жирным курсивом выделены значения трендов, статистически значимо отличные от нуля с вероятностью не менее 0.95

Таблица 10.4 - Оценки линейного тренда температуры в тропосфере (1981-2014 гг.)

b - значения сезонного или годового тренда, (С/10 лет)

D - объясненная линейным трендом доля общей дисперсии ряда, в %.

Жирным курсивом выделены значения трендов, статистически значимо отличные от нуля с вероятностью не менее 0,95

Таблица 10.5 - Оценки линейного тренда температуры в нижней стратосфере (1981-2014 гг.)

Выводы. В зоне умеренных широт (30-60 с.ш.) и в Северном полушарии в целом весна 2014 г. в тропосфере оказалась одной из самых теплых за все весенние сезоны. В нижней стратосфере 2014 г. стал одним из самых холодных во всех сезонах в зоне низких широт (0-30 с.ш.), кроме зимнего. Кроме того, осень 2014 г. стала одной из самых холодных в зоне умеренных широт и в Северном полушарии в целом (второе место в соответствующих рядах аномалий).

Тенденция похолодания в нижней стратосфере очевидно продолжилась в 2014 году. Это имело место для подавляющего большинства рассмотренных широтных зон и сезонов.

Структура климатических трендов температуры, исследованных за период с 1981 г по 2014 г, подтверждает тенденции потепления в тропосфере и тенденции значительного похолодания в нижней стратосфере. Добавление оценок аномалий за 2014 г к соответствующим рядам привело к тому, что положительные тренды в тропосфере в зоне высоких широт в зимний и весенний периоды стали значимыми статистически, так же, как и годовой отрицательный тренд в нижней стратосфере в зоне высоких широт.

11. ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ

Существенную роль в процессах глобального потепления климата играет наблюдаемое в глобальном и региональном масштабах увеличение уровня содержания в атмосфере парниковых газов (ПГ). Задачей системы мониторинга содержания парниковых газов в атмосфере является получение и анализ экспериментальных данных о современном содержании, тенденциях многолетних изменений и изменчивости ПГ. Указанная информация необходима для оценки эффективности мероприятий по снижению выбросов ПГ и уточнения оценок возможных изменений климата, связанных с изменением содержания ПГ в атмосфере, с использованием климатических моделей.

В настоящее время наблюдательная сеть мониторинга парниковых газов Росгидромета состоит из 5 станций, 4 из которых выполняют функции пунктов отбора проб воздуха в приземном слое атмосферы (измерения содержания ПГ в пробах воздуха приземного слоя атмосферы выполняется в лабораториях ФГБУ «ГГО» и ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН»). Две станции, расположенные на Кольском полуострове -

«Териберка» (69o12'с.ш., 35o06'в.д.) и в республике САХА - «Тикси» (71o35'с.ш., 128o55'в.д.), обеспечив...