Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 5(25). C. 24-33. ISSN 2079-6641

Содержание

DOI: 10.18454/2079-6641-2018-25-5-24-33

УДК 551.524.7

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА СТРАТОСФЕРЫ НАД ТОМСКОМ ЗА ПЕРИОД 2012-2015 ГГ ПО ДАННЫМ ЛИДАРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ 

В. Н. Маричев, Д. А. Бочковский

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

E-mail: marichev@iao.ru, moto@iao.ru

В настоящей статье представлены исследования вертикального распределения температуры над Томском, выполненные в возмущенный и спокойный периоды года за 2012-2015 гг. На основании накопленного экспериментального материала установлен ряд особенностей внутригодовой динамики термического режима стратосферы. Так, зимнее стратосферное потепление происходит ежегодно. За указанный период было зарегистрировано два сильных (мажорных) потеплений зим 2009/10 и 2012/13 гг., при которых в верхней атмосфере сменился перенос воздушных масс с западного на восточный, и четыре слабых (минорных) — это зимы 2011/10, 2012/11, 2014/13 и 2015/14 гг. На протяжении многолетних наблюдений показано, что для региона Западной Сибири для длительного периода года апрель — ноябрь в подавляющем большинстве случаев вертикальное распределение температуры хорошо согласуется с модельным распределением CIRA-86.

Ключевые слова: Лидар, температура, стратосферное потепление

Работа выполнена при финансовой поддержки гранта РФФИ № 16-05-00901 и гранта президента РФ МК-4592.2018.8

 

MSC 78A10

RESEARCHES OF THE THERMAL REGIME OF STRATOSPHERE OVER TOMSK FOR THE PERIOD 2012-2015. ACCORDING TO LIDAR OBSERVATIONS

V. N. Marichev, D. A. Bochkovsky

V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS (IAO SB RAS), 634055, Tomsk, 1, Academician Zuev square, Russia

E-mail: marichev@iao.ru, moto@iao.ru

This article presents a study of the vertical temperature distribution over Tomsk, carried out in disturbed and calm periods of the year for 2012-2015. Based on the accumulated experimental material, a number of features of the intra-annual dynamics of the stratospheric thermal regime were established. So, winter stratospheric warming occurs annually. During this period, two strong (major) warmings of the winters of 2009/10 and 2012/13 were recorded, during which the transfer of air masses from the western to the eastern in the upper atmosphere, and four weak (minor) airflows, were winters 2011/10, 2012 /11, 2014/13 and 2015/14 Over many years of observations, it has been shown that for the region of Western Siberia for a long period of the year April-November, in the overwhelming majority of cases, the vertical temperature distribution is in good agreement with the model CIRA-86 distribution.

Key words: lidar, vertical temperature distribution, stratospheric warming.

 

The work was done with the financial support of the RFBR grant No. 16-05-00901 and the grant of the President of the Russian Federation, MK-4592.2018.8.

Список литературы/References

  1. Barnett J. J., Labitzke K., “Planatary waves”, Handbook for MAP, 16, 1985, 138-143.
  2. Хромов С. П., Мамонтова Л. И., Метеорологический словарь, Гидрометеоиздат. [Hromov S. P., Mamontova L. I., Meteorologicheskij slovar’, Gidrometeoizdat].
  3. Атмосфера. Справочник, Гидрометеоиздат. [ Atmosfera. Spravochnik, Gidrometeoizdat].
  4. Matsuno T., “A dynamical model of stratospheric sudden warming”, J. Atmos. Sci., 28 (1971), 1479–1494.
  5. Pal S. R., Carswell A. I., Bird J., Donovan D. P., Duck T. J., Whiteway J. A., “Lidar
    measurements of the stratosphere at the Eureka and Toronto NDSC stations”, Proceedings of SPIE, 2833, 28-39.
  6. Whiteway J. A., Duck T. J., Carswell A. I., “Measurements of gravity wave activity within and around the Arctic stratospheric vortex.”, Geophys. Res. Lett., 24 (1997), 1387-1390.
  7. Кокина Г. А., Гайгеров С. С., Метеорология верхней атмосферы земли,
    Гидрометеоиздат, 1981. [Kokina G. A., Gajgerov S. S., Meteorologiya verhnej atmosfery zemli, Gidrometeoizdat, 1981].
  8. Холтон Дж. Р., Динамическая метеорология стратосферы и мезосферы,
    Гидрометеоиздат, 1979. [Holton Dzh. R., Dinamicheskaya meteorologiya stratosfery i mezosfery, Gidrometeoizdat, 1979].
  9. Гайгеров С. С., Жорова Э. Д., “Термический режим и циркуляция в средней
    атмосфере.”, Метеорология и гидрология., 7 (1986), 5-10. [Gajgerov S. S., Zhorova EH. D., “Termicheskij rezhim i cirkulyaciya v srednej atmosfere.”, Meteorologiya i gidrologiya., 7 (1986), 5-10].
  10. Маричев В. Н., “Лидарные наблюдения зимних стратосферных потеплений над Томском в 1996-2000 гг”, Метеорология и гидрология, 8 (2001), 41-48. [Marichev V. N., “Lidarnye nablyudeniya zimnih stratosfernyh poteplenij nad Tomskom v 1996-2000 gg”, Meteorologiya i gidrologiya, 8 (2001), 41-48].
  11. Куркин В. И., Черниговская М. А., Маричев В. Н., Николашкин С. В., Бычков В. В., “Особенности проявления зимних внезапных стратосферных потеплений в период 2008-2010 гг. над регионами Сибири и Дальнего Востока России по данным лидарных и спутниковым измерений температуры.”, Солнечно-земная физика, 17 (2011), 166-173. [Kurkin V. I., CHernigovskaya M. A., Marichev V. N., Nikolashkin S. V., Bychkov V. V., “Osobennosti proyavleniya zimnih vnezapnyh stratosfernyh poteplenij v period 2008-2010 gg. nad regionami Sibiri i Dal’nego Vostoka Rossii po dannym lidarnyh i sputnikovym izmerenij temperatury.”, Solnechno-zemnaya fizika, 17 (2011), 166-173].
  12. Маричев В. Н., “Лидарные исследования проявления стратосферных потеплений над Томском в 2008-2010 гг.”, Оптика атмосферы и океана, 24:5 (2011), 386-391. [Marichev V. N., “Lidarnye issledovaniya proyavleniya stratosfernyh poteplenij nad Tomskom v 2008-2010 gg.”, Optika atmosfery i okeana, 24:5 (2011), 386-391].
  13. Маричев В. Н., “Исследование особенностей проявления зимних стратосферных потеплений над Томском по данным лидарных измерений температуры в 2010-2011 гг.”, Оптика атмосферы и океана, 24:12 (2011), 1041-1046. [Marichev V. N., “Issledovanie osobennostej proyavleniya zimnih stratosfernyh poteplenij nad Tomskom po dannym lidarnyh izmerenij temperatury v 2010-2011 gg.”, Optika atmosfery i okeana, 24:12 (2011),1041-1046].
  14. Николашкин С. В., Титов С. В., Маричев В. Н., Бычков В. В., Куркин В. И., Черниговская М. А., Непомнящий Ю. А., “Лидарные исследования поведения внезапных зимних стратосферных потеплений на территории Сибири и Дальнего Востока.”, Наука и образование, 69:01 (2013), 10-17. [Nikolashkin S. V., Titov S. V., Marichev V. N., Bychkov V. V., Kurkin V. I., Chernigovskaya M. A., Nepomnyashchij YU. A., “Lidarnye issledovaniya povedeniya vnezapnyh zimnih stratosfernyh poteplenij na territorii Sibiri i Dal’nego Vostoka.”, Nauka i obrazovanie, 69:01 (2013), 10-17].
  15. Маричев В. Н., Бочковский Д. А., “Лидарные исследования термического режима стратосферы над Томском за 2012–2015 гг.”, Оптика атмосферы и океана, 31:01 (2018), 28–37. [Marichev V. N., Bochkovskij D. A., “Lidarnye issledovaniya termicheskogo rezhima stratosfery nad Tomskom za 2012–2015 gg.”, Optika atmosfery i okeana, 31:01 (2018), 28–37].
  16. URL:http://sky.iao.ru/?content=msvza (last access:9.03.2017)
  17. Rees D., Barnett J. J., Labitske K., “COSPAR International Reference Atmosphere: 1986. Part II, Middle Atmosphere Models”, 10:12 (1990), 525.
  18. http://mirador.gsfc.nasa.gov
  19. http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
  20. http://users.met.fu-berlin.de

Список литературы (ГОСТ)

  1. Barnett J. J., Labitzke K. Planatary waves. Handbook for MAP. 1985. vol. 16. pp. 138-143.
  2. Хромов С. П., Мамонтова Л. И. Метеорологический словарь: Гидрометеоиздат. 568 c.
  3. Атмосфера. Справочник: Гидрометеоиздат. 510 c.
  4. Matsuno T. A dynamical model of stratospheric sudden warming // J. Atmos. Sci. 1971. vol. 28. pp. 1479–1494.
  5. Pal S. R., Carswell A. I., Bird J., Donovan D. P., Duck T. J., Whiteway J. A. Lidar
    measurements of the stratosphere at the Eureka and Toronto NDSC stations // Proceedings of SPIE. vol. 2833. pp. 28-39.
  6. Whiteway J. A., Duck T. J., Carswell A. I. Measurements of gravity wave activity within and around the Arctic stratospheric vortex // Geophys. Res. Lett. 1997. vol. 24. pp. 1387-1390.
  7. Кокина Г. А., Гайгеров С. С. Метеорология верхней атмосферы земли: Гидрометеоиздат, 1981. 270 c.
  8. Холтон Дж. Р. Динамическая метеорология стратосферы и мезосферы:
    Гидрометеоиздат, 1979. 224 c.
  9. Гайгеров С. С., Жорова Э. Д. Термический режим и циркуляция в средней атмосфере // Метеорология и гидрология. 1986. №. 7. C. 5-10.
  10. Маричев В. Н. Лидарные наблюдения зимних стратосферных потеплений над Томском в 1996-2000 гг // Метеорология и гидрология. 2001. № 8. С. 41-48.
  11. Куркин В. И., Черниговская М. А., Маричев В. Н., Николашкин С. В., Бычков В. В. Особенности проявления зимних внезапных стратосферных потеплений в период 2008-2010 гг. над регионами Сибири и Дальнего Востока России по данным лидарных и спутниковым измерений температуры // Солнечно-земная физика. 2011. Т. 17. С. 166-173.
  12.  Маричев В. Н. Лидарные исследования проявления стратосферных потеплений над Томском в 2008-2010 гг. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. №5. С. 386-391.
  13. Маричев В. Н. Исследование особенностей проявления зимних стратосферных потеплений над Томском по данным лидарных измерений температуры в 2010-2011 гг. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. №12. С. 1041-1046.
  14. Николашкин С. В., Титов С. В., Маричев В. Н., Бычков В. В., Куркин В. И., Черниговская М. А., Непомнящий Ю. А. Лидарные исследования поведения внезапных зимних стратосферных потеплений на территории Сибири и Дальнего Востока // Наука и образование. 2013. Т. 69. №1. С. 10-17.
  15. Маричев В. Н., Бочковский Д. А. Лидарные исследования термического режима стратосферы над Томском за 2012–2015 гг // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 1. С. 28–37.
  16. URL: http://sky.iao.ru/?content=msvza (last access: 9.03.2017)
  17. Rees D., Barnett J. J., Labitske K. COSPAR International Reference Atmosphere: 1986. Part II, Middle Atmosphere Models // Adv. Space Res. 1990. vol. 10. no. 12
  18. URL: http://mirador.gsfc.nasa.gov
  19. URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
  20. URL: http://users.met.fu-berlin.de

Для цитирования: Маричев В. Н., Бочковский Д. А. Исследования термического режима стратосферы над Томском за период 2012-2015 гг. По данным лидарных наблюдений // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 5(25). C. 24-33. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-25-5-24-33
For citation: Marichev V. N., Bochkovsky D. A. Researches of the thermal regime of stratosphere over Tomsk for the period 2012-2015. According to lidar observations, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2018, 25: 5, 24-33. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-25-5-24-33

Поступила в редакцию / Original article submitted: 12.12.2018

Mar   Маричев Валерий Николаевич – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН), г. Томск, Россия.
   Marichev Valeriy Nikolaevich – Dr. Sci. (Phys & Math), professor, main staff scientist, V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Tomsk, Russia.

1

1

boch   Бочковский Дмитрий Андреевич – кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Томск, Россия.
    Bochkovskiy Dmitriy Andreevich – Ph.D. (Tech), junior staff scientist, V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Tomsk, Russia.

1

1

1

Скачать статью Маричев В.Н., Бочковский Д.А.