vestvfuВестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. АммосоваVestnik of North-Eastern Federal University2222-54042587-5620Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова10.25587/SVFU.2019.69.25524vestvfu-239Research ArticleФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИPHYSICAL SCIENCESСвязь интегрального влагосодержания атмосферы с элементами общей циркуляции атмосферы над евразийским материком за период 1979-2015 гг.Relation of Integral Moisture Content of the Atmosphere with Elements of General Atmosphere Circulation Over the Eurasian Continent Data over the period of 1979-2015ВасильевМ. С.VasilievM. S.

ВАСИЛЬЕВ Михаил Семенович – м. н. с. лаборатории оптики атмосферы; ст. преп. эколого-географического отделения ИЕН

Якутск

VASILIEV Mikhail Semenovich – Junior Researcher Associate of Atmospheric Optics Laboratory; senior lecturer at the Ecological and Geographical Division of the Institute of Natural Sciences

Yakutsk

m.s.vasiliev@ikfia.ysn.ruНиколашкинС. В.NikolashkinS. V.

НИКОЛАШКИН Семен Викторович – к. ф-м. н., и. о. зав. лабораторией оптики атмосферы

Якутск

NIKOLASHKIN Semen Viktorovich – Head of the Laboratory of Atmospheric Optics

Yakutsk

nikolashkin@ikfia.ysn.ruБороевР. Н.BoroyevR. N.

БОРОЕВ Роман Николаевич – к. ф-м. н., с. н. с. лаборатории магнитосферно-ионосферных исследований; доцент ИМИ

Якутск

BOROYEV Roman Nickolaevich – senior research of the Laboratory of Magnetospheric-ionospheric investigation; Associate Professor, Institute of Mathematics and Information Science

Yakutsk

boroyev@ikfia.ysn.ruФГБУН Институт космофизических исследований и аэрономии Ю.Г. Шафера СО РАН; СВФУ им. М.К. АммосоваРоссияFSBSI Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; M.K. Ammosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationФГБУН Институт космофизических исследований и аэрономии Ю.Г. Шафера СО РАНРоссияFSBSI Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation201920042022014249Copyright © Васильев М.С., Николашкин С.В., Бороев Р.Н., 20222022Васильев М.С., Николашкин С.В., Бороев Р.Н.Vasiliev M.S., Nikolashkin S.V., Boroyev R.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestvfu.elpub.ru/jour/article/view/239

В работе приводится сравнительный анализ интегрального влагосодержания атмосферы (W) между данными реанализа ERA-Interim и спектральной солнечной фотометрии международной глобальной сети AERONET над Евразийским материком. За период 1979-2015 гг. проведен корреляционный анализ между W и элементами общей циркуляции атмосферы (ОЦА), а также квазидвухлетними колебаниями (КДК) зонального ветра в экваториальной стратосфере. Были отобраны «ячейки» реанализа ERA-Interim, содержащие среднемесячные значения с широтно-долготным разрешением 0,125o × 0,125o вокруг локальных станций наблюдения солнечных фотометров сети АЭРОНЕТ и привлечены многолетние ряды климатических индексов ОЦА: североатлантическое колебание (САК/NAO), арктическое колебание (АК/AO), северо-тихоокеанское колебание (СТК/PNA) и Эль-Ниньо – южное колебание (ЭНЮК/ENSO - Nino 3.4). Информация о средних значениях (зап. фаза – отрицательные значения, вост. фаза – положительные) индекса КДК (QBO – quasi-biennial oscillation) на уровне 30 Мбар получена по данным NOAA/ESRL PSD. Сравнительный анализ среднегодовых и среднемесячных значений W между данными сети AERONET и ERA-Interim над Евразийским материком показал, что наблюдается разница средних значений, но в то же время есть высокая корреляционная связь (свыше 0,8), указывающая на временную согласованность. Данные реанализа ERA-Interim пригодны для рассмотрения пространственно-временных изменений W. Анализ связи W с ОЦА и КДК зонального ветра в экваториальной стратосфере за рассматриваемый период (1979-2015 гг.) указывает на преобладание меридиональной циркуляции атмосферы над Евразийским материком в конце XX – начале XI века.

The paper presents a comparative analysis of the integral atmospheric moisture content (W) between the ERA-Interim reanalysis data and spectral sun-sky photometry of the international global network AERONET over the Eurasian continent. For the period 1979-2015 (end of XX - beginning of XI century) a correlation analysis was performed between W and the elements of the general circulation of the atmosphere (GCA), as well as the quasi-biennial oscillations (QBO) of the zonal wind in the equatorial stratosphere. The ERA-Interim reanalysis cells containing monthly average values with a latitude-longitudinal resolution of 0,125o × 0 ,125o around local stations of observation of sun-sky photometers of the AERONET network were selected and long-term climate indexes of the GCA were attracted: North Atlantic Oscillation (NAO), Arctic Oscillation (AO), North Pacific Oscillation (PNA) and El Niño - Southern Oscillation (ENSO - Nino 3.4). Information on average values (west Phase - negative values, east. Phase - positive) of the QBO index at the level of 30 Mbar was obtained according to NOAA/ESRL PSD. A comparative analysis of the average annual and average monthly W values between the AERONET and ERA-Interim network data over the Eurasian continent showed that there is a difference in average values, but at the same time there is a high correlation (over 0.8) indicating temporal consistency. The ERA-Interim reanalysis data are suitable for considering spatial and temporal changes of W. An analysis of the relationship of W with the GCA and the QBO of the zonal wind in the equatorial stratosphere over the period under consideration (1979-2015) indicates the predominance of the meridional atmospheric circulation over the Eurasian continent at the end of the XX - beginning XI century.

циркуляция атмосферытропосферастратосфераинтегральное влагосодержание атмосферыреанализсолнечный фотометрклиматкорреляционный анализЕвразияatmosphere’s circulationthe tropospherethe stratosphereintegral atmosphere moisture contentreanalysisSun-Sky photometerclimatecorrelation analysisEurasiaРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации бюджетной темы II.16.1.7 0375-2018-0004 (номер государственной регистрации № АААА-А17-117021450054-8).The work was carried out with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation of budgetary subject II.16.1.7 0375-2018-0004 (number of state registration No. АААА-А17-117021450054-8).ReferencesМатвеев Л. Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы: Учебник // Л.: Гидрометеоиздат. – 1984. – 752 с.Matveev L. T. Kurs obshchej meteorologii. Fizika atmosfery: Uchebnik // L.: Gidrometeoizdat. – 1984. – 752 s.Заболотских Е. В., Тимофеев Ю. М., Успенский А. Б., Митник Л. М., Бобылев Л. П., Йоханнессен О. М., Черный И. В. О точности микроволновых спутниковых измерений скорости приводного ветра, влагосодержание атмосферы и водозапаса облаков // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2002. – Т. 38. – № 5. – С. 670-675.Zabolotskih E. V., Timofeev YU. M., Uspenskij A. B., Mitnik L. M., Bobylev L. P., Johannessen O. M., CHernyj I. V. O tochnosti mikrovolnovyh sputnikovyh izmerenij skorosti privodnogo vetra, vlagosoderzhanie atmosfery i vodozapasa oblakov // Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana. – 2002. – T. 38. – № 5. – S. 670-675.Наумов А. П., Китай Ш. Д., Ошарина Н. Н. К определению интегрального влагосодержания атмосферы радиометрическим методом при различных геофизических условиях // Успехи современной радиоэлектроники. – 2003. – № 1. – С. 61-64.Naumov A. P., Kitaj SH. D., Osharina N. N. K opredeleniyu integral'nogo vlagosoderzhaniya atmosfery radiometricheskim metodom pri razlichnyh geofizicheskih usloviyah // Uspekhi sovremennoj radioehlektroniki. – 2003. – № 1. – S. 61-64.Иванов В. Э., Фридзон М. Б., Ессяк С. П. Радиозондирование атмосферы. Технические и метрологические аспекты разработки и использования радиозондовых измерительных средств // Екатеринбург: Изд-во УрО РАН. – 2004. – 596 с.Ivanov V. EH., Fridzon M. B., Essyak S. P. Radiozondirovanie atmosfery. Tekhnicheskie i metrologicheskie aspekty razrabotki i ispol'zovaniya radiozondovyh izmeritel'nyh sredstv // Ekaterinburg: Izd-vo UrO RAN. – 2004. – 596 s.Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I., Tanre D., Buis J. P., Setzer A., Vermote E., Reagan J. A., Kaufman Y.J., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – a federation instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. – 1998. – V. 66. – N 1. – P. 1-16.Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I., Tanre D., Buis J. P., Setzer A., Vermote E., Reagan J. A., Kaufman Y.J., Nakajima T., Lavenu F., Jankowiak I., Smirnov A. AERONET – a federation instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sens. Environ. – 1998. – V. 66. – N 1. – P. 1-16.Dubovik O., Smirnov A., Holben B. N., King M. D., Kaufman Y. J., Eck T. F., Slutsker I. Accuracy assessments of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robotic Network (AERONET) Sun and sky-radiance measurements // J. Geophys. Res. – 2000. – V. 105. – Iss. 8. – P. 9791-9806.Dubovik O., Smirnov A., Holben B. N., King M. D., Kaufman Y. J., Eck T. F., Slutsker I. Accuracy assessments of aerosol optical properties retrieved from Aerosol Robotic Network (AERONET) Sun and sky-radiance measurements // J. Geophys. Res. – 2000. – V. 105. – Iss. 8. – P. 9791-9806.Amenu G. G., Kumar P. NVAP and Reanalysis-2 global precipitable water product: Intercomparison and variability studies // Bull. Amer. Meteorol. Soc. – 2005. – V. 86. – P. 245-256.Amenu G. G., Kumar P. NVAP and Reanalysis-2 global precipitable water product: Intercomparison and variability studies // Bull. Amer. Meteorol. Soc. – 2005. – V. 86. – P. 245-256.Марченко О. Ю., Мордвинов В. И., Антохин П. Н. Исследование долговременной изменчивости и условий формирования атмосферных осадков в бассейне реки Селенги // Оптика атмосферы и океана. – 2012. – № 12. – С. 1084-1090.Marchenko O. YU., Mordvinov V. I., Antohin P. N. Issledovanie dolgovremennoj izmenchivosti i uslovij formirovaniya atmosfernyh osadkov v bassejne reki Selengi // Optika atmosfery i okeana. – 2012. – № 12. – S. 1084-1090.Kalinin N. A., Lukin I. L. Generation of available potential energy due to the long-wave radiation influx in the atmosphere // Russian Meteorology and Hydrology. – 2014. – V. 39. – N 3. – P. 168-177.Kalinin N. A., Lukin I. L. Generation of available potential energy due to the long-wave radiation influx in the atmosphere // Russian Meteorology and Hydrology. – 2014. – V. 39. – N 3. – P. 168-177.Cullather R. I., Bromwich D. H., Serreze M. C. The atmospheric hydrologic cycle over the Arctic Basin from reanalyses. Part I: Comparison with observations and previous studies // Journal of Climate. – 2000. – V. 13. – Iss. 5. – P. 923-937.Cullather R. I., Bromwich D. H., Serreze M. C. The atmospheric hydrologic cycle over the Arctic Basin from reanalyses. Part I: Comparison with observations and previous studies // Journal of Climate. – 2000. – V. 13. – Iss. 5. – P. 923-937.Васильев М. С., Николашкин С. В. Связь широтной динамики влагосодержания атмосферы с квазидвухлетними колебаниями зонального ветра в экваториальной стратосфере и солнечной активностью над северо-востоком Евразии за период 1979-2015 гг. // Оптика атмосферы и океана. – 2017. – Т. 30. – № 5. – С. 409-413.Vasil'ev M. S., Nikolashkin S. V. Svyaz' shirotnoj dinamiki vlagosoderzhaniya atmosfery s kvazidvuhletnimi kolebaniyami zonal'nogo vetra v ehkvatorial'noj stratosfere i solnechnoj aktivnost'yu nad severo-vostokom Evrazii za period 1979-2015 gg. // Optika atmosfery i okeana. – 2017. – T. 30. – № 5. – S. 409-413.ECMWF Newsletter N 110 – Winter 2006/07 / Ed. by B. Riddaway. European Center for Medium Range Weather Forecast. – 2007. – P. 53.ECMWF Newsletter N 110 – Winter 2006/07 / Ed. by B. Riddaway. European Center for Medium Range Weather Forecast. – 2007. – P. 53.Латышева И. В., Лощенко К. А., Шахаева Е. В. Исследование динамики Азиатского антициклона и холодных циркуляционных периодов на территории Иркутской области // Изв. ИГУ. – Серия «Науки о Земле». 2011. – Т. 4. – № 2. – С. 161-171.Latysheva I. V., Loshchenko K. A., SHahaeva E. V. Issledovanie dinamiki Aziatskogo anticiklona i holodnyh cirkulyacionnyh periodov na territorii Irkutskoj oblasti // Izv. IGU. – Seriya «Nauki o Zemle». 2011. – T. 4. – № 2. – S. 161-171.Кононова Н. К. Классификация циркуляционных механизмов Северного полушария по Б. Л. Дзердзеевскому // М.: Российская академия наук. – Институт географии РАН. – 2009. – 371 с.Kononova N. K. Klassifikaciya cirkulyacionnyh mekhanizmov Severnogo polushariya po B. L. Dzerdzeevskomu // M.: Rossijskaya akademiya nauk. – Institut geografii RAN. – 2009. – 371 s.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.