Диагноз и прогноз блокирующих атмосферных образований тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат наук Тудрий Кирилл Олегович

• Тудрий Кирилл Олегович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Тудрий Кирилл Олегович

Введение

Глава 1. Блокирующие антициклоны: общие понятия, теории и современные исследования

1.1. Определения и характеристики блокирующих процессов

1.2. Теории образования, существования и разрушения блокирующих антициклонов

1.3. Объективные критерии идентификации и оценки блокирующих образований

1.4. Климатология блокирующих образований

1.5. Воспроизведение блокингов в гидродинамических моделях общей циркуляции атмосферы

1.6. Выводы по главе

Глава 2. Материалы и методика исследования

2.1. Метод разложения случайных полей по естественным ортогональным функциям (ЕОФ)

2.2. Методика анализа блокирующего антициклона как целостного атмосферного объекта

2.3. Индекс оперативного прогнозирования блокирующих образований (ТМ, зональный индекс)

2.4. Индекс интенсивности блокирования ^^

2.5. Метод расчета функции тока

2.6. Индекс неустойчивости квазистационарных атмосферных циркуляционных режимов (13)

2.7. Метод получения корреляционных связей

2.8. Циркуляционные индексы: Арктическая осцилляция и СевероАтлантическое колебание

2.10. Выводы по главе

Глава 3. Оценка условий атмосферной циркуляции и синоптических процессов аномально жаркого лета 2010 года над центральными регионами России

3.1. Общая характеристика погоды при блокирующей ситуации летом 2010 года

3.2. Синоптические механизмы длительной стабилизации летнего субтропического антициклона и причины его многократной регенерации

3.3. Выводы по главе

Глава 4. Особенности зимних термобарических полей макромасштабной перестройки атмосферной циркуляции над Европой, приведших к формированию теплого блокирующего антициклона в западном секторе Арктики

4.1. Режим циркуляции и погоды при блокирующей ситуации зимой 2012 года

4.2. Блокирующий потенциал зимнего высокоширотного антициклона над Баренцевым морем

4.3. Выводы по главе

Глава 5. Количественные оценки блокирующих образований

5.1 Исследование изменчивости блокирующих образований над территорией ЕТР и её связь с режимами Северо-Атлантического колебания (САК) и Арктического колебания (АО) на примете лета 2010 года и зимы 2012 года120

5.2. Анализ вихря как целостного образования применительно к исследованию блокирующих антициклонов 2010 и 2012 годов

5.3. Оценка блокирующих ситуаций при помощи индекса оперативного прогнозирования (индекс TM) на примере лета 2010 года и зимы 2012 года

5.4. Оценка блокирующих ситуаций при помощи индекса интенсивности (В1)

на примере лета 2010 года и зимы 2012 года

5.5. Использование индекса неустойчивости В.П. Дымникова (I3) для оценки времени существования блокирующих антициклонов

5.6. Автоматизированный алгоритм расчета области и интенсивности блокирующих образований

5.7. Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность исследования

Блокирующие антициклоны оказывают существенное влияние на жизнедеятельность людей, работоспособность отраслей экономики, что связано с погодными условиями при их продолжительном стационировании (формируются значительные аномалии температуры воздуха (положительные в летнее время и отрицательные в зимнее), аномалии осадков, метеорологические условия, способствующие накоплению вредных примесей и ухудшению качества воздуха, повышенная ультрафиолетовая облученность в летнее время года). Согласно Атласу смертности и экономических потерь от погодных, климатических явлений и явлений, связанных с водой аномально жаркая погода лета 2010 года, связанная с длительным стационированием блокирующего антициклона, унесла почти 56000 человеческих жизней и нанесла экономический ущерб на сумму более 12 млрд. долларов США.

Изучение механизмов данного процесса может быть ключом к прогнозированию погодных явлений. Задача прогнозирования блокингов связана с трудностями ввиду нерегулярности их формирования и неоднородности их характеристик.

При многообразии работ, посвященных блокированию, наиболее важные вопросы так и остаются неразрешенными, среди которых: отсутствие единой теории образования, длительного существования и разрушения блокирующих антициклонов; прогнозирование их реалистичного времени стационирования; факторы, влияющие на их формирование, стабилизацию и разрушение. В частности, малоизучены физические процессы, влияющие на длительность «жизненного цикла» антициклонов.

Большинство исследований блокирующих ситуаций основано на использовании обобщенной информации (средних декадных, средних месячных значениях геопотенциала, компонент скорости ветра и других), что

затрудняет понимание механизмов формирования как циркуляционных, так и погодных аномалий.

В этой связи в данной диссертационной работе использован анализ формирования синоптических процессов и выделения физических механизмов поддержания блокирующих антициклонов, что особенно актуально для последующего их учета в задачах численного моделирования.

Для этого в данной диссертационной работе детально рассмотрены две экстремальные ситуации:

а) Аномально жаркое и сухое лето 2010 года, повлекшее значительный экономический ущерб и тяжело отразившееся на здоровье людей и продемонстрировавшее весь набор неблагоприятных и опасных явлений погоды, обусловленных наличием в летнее время блокирующего антициклона экстремальной продолжительности и интенсивности.

б) Зима 2012 года, когда формирование высокоширотного блокирующего антициклона привело, с одной стороны, к формированию восточного переноса холодного сибирского воздуха на юг европейской территории России и страны Средиземноморья и, с другой стороны, к формированию на севере России и в российском секторе Арктики самых крупных зимних положительных аномалий температуры воздуха.

Объектом исследования являются блокирующие антициклоны.

Предметом исследования являются синоптические условия формирования и количественные характеристики блокирующих антициклонов.

Целью работы является комплексный анализ условий атмосферной циркуляции, приведших к необычайно жаркой погоде летом 2010 года и аномальным холодам зимой 2012 года над Европой, и выяснение причин формирования исключительно устойчивых антициклонов, вызвавших на длительное время макромасштабное нарушение (блокирование) западного переноса воздушных масс.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Оценка условий атмосферной циркуляции и синоптических процессов аномально жарким летом 2010 года над центральными районами европейской территории России.

2. Детальное исследование длительной стабилизации субтропического антициклона лета 2010 года в несвойственном для него районе умеренной зоны и выявление причин его многократной регенерации.

3. Анализ синоптических механизмов зимнего потепления в Арктике, приведших к выносу холодного воздуха из Сибири в средние и южные широты Европы.

4. Исследование блокирующего потенциала зимнего высокоширотного антициклона над Баренцевым морем.

5. Анализ блокирующего антициклонического вихря (циркуляционной системы), как единого целого, и выявление факторов, влияющих на его генерацию, развитие и разрушение.

6. Оценка диагностических и прогностических возможностей количественных критериев (индексов) блокирующих образований.

7. Разработка автоматизированного алгоритма, позволяющего диагностировать блокирующие антициклоны, выполнять расчёт их интенсивности и прогнозировать время их существования.

Научная новизна работы

Впервые показано, что процесс многократной регенерации является определяющим фактором продолжительного существования летнего блокирующего антициклона.

Предложены синоптические механизмы формирования аномально теплой погоды и высоких блокирующих антициклонов зимой в российской Арктике с одновременным образованием серии холодных циклонов над югом Европы, приведших к кардинальной перестройке макромасштабной циркуляции.

Использован новый подход к анализу антициклона как целостного образования впервые применительно к задачам блокирования западного переноса.

Разработан новый автоматизированный алгоритм, позволяющий выявить блокирующий антициклон, оценить степень его развития и спрогнозировать время его существования.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты позволили открыть целый ряд новых факторов, влияющих на поддержание и разрушение блокирующих антициклонов, разработать новый автоматизированный алгоритм их диагностирования, оценки и прогнозирования, а также подготовить синоптические схемы атмосферной циркуляции, связанные с блокирующими ситуациями для прогнозирования экстремальных условий погоды над Европой.

Полученные результаты и выводы диссертации по блокирующим процессам могут быть востребованы в организациях Росгидромета и Российской Академии наук, занимающихся исследованиями погоды и климата в Арктике и в Европе.

Личный вклад автора

Все анализируемые результаты работы получены автором лично или в соавторстве с кандидатом географических наук Натальей Николаевной Соколихиной, доктором географических наук Семеновым Евгением Константиновичем и доктором географических наук Кисловым Александром Викторовичем. Личный вклад автора состоит в самостоятельном проведении всех необходимых расчетов, анализе использованных данных, а также в интерпретации полученных результатов. Необходимые расчетные программы, используемые на всех этапах исследования, созданы автором. Кроме того, автором был разработан алгоритм, позволяющий диагностировать и оценивать интенсивность блокирующих антициклонов, а также производить расчет времени существования блокинга. Автор принимал непосредственное участие в написании научных статей по теме диссертации и в представлении научных докладов, в том числе в качестве докладчика на международных конференциях.

Положения, выносимые на защиту

Синоптические механизмы длительной стабилизации летнего субтропического антициклона в центре европейской территории России и причины его многократной регенерации, связанные с вхождением в его циркуляцию подвижных антициклонов арктического и полярного фронтов.

Типовые схемы зимних термобарических полей макромасштабной перестройки атмосферной циркуляции и установления восточного переноса воздуха из Сибири на юг европейской территории России и в страны Средиземноморья.

Роль адвекции тепла в зимнюю Арктику привела к формированию высокого и теплого антициклона над Баренцевым морем, что, в конечном счёте, усилило блокирующий потенциал барико-циркуляционного образования.

Вклады факторов, влияющих на генерацию, развитие и разрушение блокирующих антициклонов в летний и зимний периоды, полученных из уравнения завихренности при анализе вихря как целостного образования.

Алгоритм, позволяющий выявить блокирующий антициклон, оценить степень его развития и спрогнозировать время существования этого образования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагноз и прогноз блокирующих атмосферных образований»

Апробация работы

Соискатель имеет 14 опубликованных работ, в том числе 6 статей в журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертации, 8 тезисов докладов конференций, в том числе 3 тезиса в рецензируемых трудах международных конференций.

Основные результаты исследования опубликованы в журнале Метеорология и гидрология (2012, 2013, 2015, 2017). Результаты исследования также нашли отражение в Трудах Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации (2017). Результаты работы были представлены на отечественных и зарубежных конференциях: на Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ^!!», «ЛОМОГОСОВ-2012», «ЛОМОНОСОВ-2013», г. Москва; 2nd International

Ocean Research Conference' International Scientific Committee, UNESCO's Intergovernmental Oceanographic Commission and The Oceanography Society, в 2014 г., Барселона; «IGU Regional Conference», в 2015 г., Москва (2 устных доклада).

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы - 178 страниц, включая 59 рисунков и 4 таблицы. Список литературы содержит 156 наименований, в том числе 90 на английском языке.

Глава 1. Блокирующие антициклоны: общие понятия, теории и

современные исследования

1.1. Определения и характеристики блокирующих процессов

Термин «блокирование» впервые был введен в американской литературе в 1950-е годы и определялся как форма атмосферной циркуляции в тропосфере умеренных широт, при которой возникает малоподвижный высотный антициклон, препятствующий зональному переносу. Вместе с тем, впервые к данному вопросу обратился Е. Гэрриотт ещё в 1904 г., а в нашей стране - Б.П. Мультановский в 1915 г. [Мультановский, 1915], выделив группу антициклонов ультраполярных траекторий, которые препятствовали западно-восточному переносу.

Блокирующий антициклон представляет собой крупномасштабную систему высокого давления с высоким давлением в центре и антициклональной циркуляцией в той области, где обычно наблюдается западно-восточный перенос.

Существует большое разнообразие определений термина «блокирующий антициклон». Так, в [Elliott, 1949] приводится следующее определение: «...развитие постоянной области высокого давления в высоких широтах, в результате чего гребень мешает нормальному, западно-восточному перемещению циклонов и антициклонов, с продолжительностью существования антициклона 3 дня и более».

В 1950 г. Рекс [Rex, 1950 а, б] предложил подход, согласно которому необходимо выделять особенности режима общей циркуляции атмосферы при блокировании зонального потока. Следуя идеям Россби, он предложил следующие критерии для выделения блокирующих образований, которые стали первыми широко принятыми: а) основной зональный поток расщепляется на две примерно одинаковые по интенсивности ветви; б) данная система с двумя струйными течениями должна занимать минимум 45° по долготе; в) в области

расщепления потока должен наблюдаться резкий переход от зонального к меридиональному типу течения; г) такая конфигурация должна существовать минимум 10 дней. В 1959 г. данное определение было дополнено Рилом [Рил, 1959].

Согласно определению, предложенному С.П. Хромовым [Хромов, 1974], блокирующими называются высокие стабилизировавшиеся антициклоны, нарушающие западный перенос в средних широтах. Традиционно такие антициклоны определяются как области больших высот изобарической поверхности 500 гПа.

В [Austin, 1980] условием блокирования считается наличие теплого гребня между 50° и 70° с.ш. с продолжительностью существования от 6 дней и более.

Трейдл [Treidl, 1981] считал необходимым одновременное формирование замкнутых изолиний на высотных и приземных картах к северу от 30° с.ш., которые наблюдаются продолжительностью 5 дней и более.

Колуччи [Colluccci, 1981] дает описание уже трех типов блокирования (рис. 1.1.1): помимо описанного Рексом расщепляющегося типа блокирования, приведены меридиональный тип и тип омега-блокирования. Блокирование меридионального типа практически всегда существует в районе Скалистых гор. Омега-блокирование чаще всего наблюдается над океанами.

При расщепляющемся типе блокирующих ситуаций преобладает развитие восточных процессов. Омега-блокирование является одним из самых распространенных типов блокирования и встречается во все времена года. При этом необходимо отметить, что процесс блокирования может начинаться по типу омега-блокирования, а завершаться по типу расщепляющегося и наоборот. Меридиональный тип блокирования встречается существенно реже упомянутых выше.

Рис. 1.1.1. Типы блокирующих образований в поле геопотенциала 500 гПа: а) расщепляющийся тип блокирования; б) омега-блокирование; в) меридиональный тип блокирования (Со11иссс1, 1981)

В зимнее время года в Восточной Сибири наблюдается обширный сибирский антициклон, который является приземным барическим образованием. При этом на высотных картах ему соответствует область пониженного давления. Замечено, что при возникновении к западу от Уральских гор блокирующей ситуации (расщепляющегося типа или омега-блокирование) происходит распространение процесса блокирования, начавшегося на высоте, на приземные слои тропосферы и его объединение с отрогом сибирского антициклона. При этом формируется восточный перенос по южной периферии антициклона, что способствует затоку холодного сибирского воздуха в южные районы европейской части России, Восточной и Южной Европы.

В зимнее время года преобладает образование блокирующих антициклонов расщепляющегося типа и распространение отрогов сибирского антициклона на ЕТР, что приводит к нехарактерной, восточной циркуляции. Преобладающими формами циркуляции являются северная и восточная.

Схожий процесс объединения двух барических образований происходит и в летнее время: в данном случае происходит слияние блокирующего образования над европейской территорией России с отрогом Азорского антициклона.

Летом при блокирующих ситуациях наблюдается подъем в северном направлении полярной высотной фронтальной зоны, в южной части которой, над европейской территорией России и Западной Европой, формируется высокий антициклон, который барически сливается с отрогом Азорского антициклона. Преобладающими формами циркуляции являются восточная и западная.

Блокирующие процессы в весеннее и осеннее время года могут развиваться как по зимнему сценарию, так и по летнему. Определяющим является состояние общей циркуляции атмосферы, а смещение границ начала сезонов определяет различный характер развития погодных условий.

Непосредственно погодные условия в блокирующих антициклонах схожи с таковыми в обычных антициклонах. Однако ввиду их продолжительного существования формируются значительные аномалии температуры воздуха (положительные в летнее время и отрицательные в зимнее), метеорологические условия, способствующие накоплению вредных примесей и ухудшению качества воздуха, повышенная УФ-облученность в летнее время года. Более детально сходства и различия погодных условий при блокирующих антициклонах в летнее и зимнее время года будут рассмотрены в главах 3 и 4.

Еще один подход к определению блокирующих ситуаций изложен в работах [Бардин, 1999 а, б], где они описываются как мощные

антициклонические циркуляции во всей толще тропосферы, блокирующие обычное перемещение бароклинных возмущений на восток.

1.2. Теории образования, существования и разрушения блокирующих антициклонов

На данный момент не существует полной теории генерации и разрушения блокирующих образований, которая могла бы объяснить структуру, размеры, интенсивность и повторяемость блокирований. В 1950-60-е годы было крайне небольшое количество попыток сформулировать соответствующую теорию. Однако к концу 1970-х годов, после нескольких эпизодов блокирования, вызвавших существенные экономические потери, а также вследствие развития сети наблюдений, новых теоретических подходов и вычислительной техники, появился повышенный интерес к данной проблематике.

Некоторые теории блокирования, например, волновая теория, имеют глобальный характер, тогда как другие, например, теория модонов, рассматривают блокирующие образования как более локальные явления. Каждая из теорий описывает конкретные аспекты блокирования, но ни одна из них не способна комплексно сформулировать причины образования, продолжительного стационирования и разрушения блокирующих образований.

В [Зверев, 1977] описан один из основных синоптических подходов к объяснению продолжительного существования блокирующих образований -регенерация антициклонов. Регенерацией антициклона называется процесс, при котором начавшееся ослабление антициклона сменяется новым его усилением. Регенерация антициклонов происходит при следующих условиях: при слиянии заключительного антициклона циклонической серии с малоподвижным старым антициклоном и при развитии нового антициклона в отроге существующего.

Отмечено, что при смещении в субтропики антициклонов умеренных широт, они поддерживают длительное существование субтропических антициклонов.

Регенерация антициклонов происходит при перестройке термобарического поля, выражающейся в увеличении горизонтальных градиентов температуры и создании условий, благоприятных для антициклогенеза. По существу, оба процесса схожи, так как происходит развитие нового антициклона на фоне старого (рис. 1.2.1). В процессе регенерации антициклонов новый антициклон, развиваясь на фоне старого, проходит все стадии, как и любой антициклон. Различие состоит в том, что начальное термобарическое поле соответствует уже ослабевающему антициклону, а не зарождающемуся.

Рис. 1.2.1. Регенерация антициклона при развитии нового антициклона в

отроге старого (Зверев, 1977)

Теория стационарных волн описывает ситуации блокирования как процессы глобального масштаба, связанные с интерференцией длинных стационарных волн большой амплитуды. В ряде исследований показано, что причинами резонанса волн Россби могут быть орографические препятствия (горные хребты) [Grose, Hoskins, 1979], различия в нагреве суша-море [Tung, Lindzen, 1979] и распространение волновых возмущений из тропиков, вызванных аномалиями температуры поверхности океана, в средние широты [Hoskins, Karoly 1981]. Однако она является линейной и, поэтому, не учитывает

факт меньшей продолжительности атмосферных процессов, чем аномалии температуры поверхности океана и, тем более, чем проявления топографии [Legras, Ghil, 1985].

Теория модонов [McWilliams, 1980; Verklev, 1987] описывает блокирование, как изолированное, местное возмущение, тем самым предполагая, что Евро-Атлантический и Тихоокеанский сектора блокирования слабо связаны друг с другом. Модон является точно локализованным нелинейным решением квази-геострофических уравнений. [McWilliams, 1980] продемонстрировал наличие корреляционных связей между решениями типа модон и расщепляющимся типом блокирующих ситуаций. Было показано, что модоны являются довольно устойчивыми к возмущениям, известен процесс их разрушения. Эти исследования показывают, что модоны полезны для описания блокирований. Но остаются серьезные вопросы о существовании стационарных баротропных модонов в реальной атмосфере. Во-первых, модоны могут наблюдаться только при высокой зональной скорости (U > икритич), но детальные исследования показывают, что это требование редко встречается в действительности. Также это условие означает невозможность распространения волн Россби за пределы блокирующего образования.

В [Лупо, 2007], используя в качестве диагностической величины потенциальную завихренность, проведен анализ трех блокирующих ситуаций в зимнее время года над Тихим океаном Южного полушария. Выявлено, что периоды разрушения блокирующих образований совпадают с изменениями режимов течения планетарного масштаба. Делается вывод об обеспечении крупномасштабным течением благоприятного режима для продолжительного существования блокирующих антициклонов. Более того, в данной работе выделены четыре сценария разрушения блокирующих образований, связанных с недостатком синоптической подпитки, активностью синоптических процессов или при взаимодействии каждого из вышеперечисленных факторов с резкими изменениями характера течения планетарного масштаба.

Ещё один подход изложен в [Попова, 2014], где указано, что блокирующие ситуации являются следствием аномалий крупномасштабной атмосферной циркуляции. Автор выявила регрессионные зависимости между индексами циркуляции WP (West Pacific - западно-тихоокеанский), PDO (Pacific decadal oscillation - тихоокеанское декадное колебание) и SOI (southern oscillation index - индекс южного колебания/осцилляции) и температурой воздуха, а также геопотенциалом И500 на европейской территории России, которые достаточно точно описывают линейный тренд, флуктуации с периодом 6-10 лет, а также экстремумы, в том числе и 2010 года. Также анализ временных рядов (1950-2010 гг.) названных выше индексов показывает, что на рубеже 1980-х годов произошли изменения, которые обусловили формирование блокирующих ситуаций и экстремальных засух в летние сезоны. Эти изменения могут трактоваться как смена режимов сильной (1950-1980 гг.) и слабой (19812012 гг.) циркуляции. Показано, что жара 2010 года была экстремальным проявлением слабой циркуляции, о чем свидетельствовали крайне низкие значения индекса WP в июле и мае 2010 г.

1.3. Объективные критерии идентификации и оценки блокирующих образований

В любом исследовании ситуаций блокирования одной из сложностей является разработка объективного метода определения блокирования западного переноса в определенный момент времени. Это связано с тем, что в атмосфере не наблюдается типичных ситуаций блокирования, поэтому необходимо вводить определения их критериев. В среднем климатическом величина геопотенциала понижается от низких широт к высоким. В начальной стадии развития блокирования происходит увеличение отрицательной аномалии поля изогипс в высоких широтах и положительной аномалии в низких широтах по сравнению со средними климатическими значениями. Но уже в развитой

стадии наблюдается обратная ситуация, которая отмечалась в работе [Ре11у, 2003].

На рисунке 1.3.1 показаны распределение геопотенциала на высоте 500 гПа, потенциальной температуры на поверхности РУ=2руи (изоповерхность 2руи потенциального вихря Эртеля соответствует динамической тропопаузе и лежит несколько ниже термической тропопаузы), и значений зональной компоненты ветра на поверхности 500 гПа за 14 февраля 1994 г., когда над Европой более чем неделю наблюдался блокирующий антициклон. Все перечисленные поля показывают обратный ход их меридиональных градиентов и блокирование западного переноса. Это сравнение отражает различия используемых подходов к определению блокингов.

a) Z : Feb 14, 1994 ri Гр : Feb 14. 1394 Qi и : Feb 14, 1ЭЭ4

1 5UU W 2 ' о] SCX5

Рис. 1.3.1. Блокирующий антициклон над Европой 14 февраля 1994 г. в полях: а) геопотенциала на поверхности 500 гПа; б) потенциальной температуры на изоповерхности PV=2pvu; в) значений зональной компоненты скорости ветра

на поверхности 500 гПа. Контуры проведены каждые 0,1 км, 10 К и 10 м/с соответственно, синие цвета отражают меньшие значения (Barnes et al, 2012)

Используя значения геопотенциала, потенциальной температуры, зональной компоненты скорости разработаны объективные методы (так называемые индексы) определения блокирующих антициклонов. Ряд авторов

[Dole, 1983; Schwierz, 2004; Croci-Maspoli, 2007; Ioannidou, 2008] в своих работах используют индексы определения блокирующих событий, основанные на выявлении аномалий геопотенциала. Другие [Tibaldi, 1990; Pelly, 2003; Barriopedro, 2006; Scaife, 2010] используют в качестве критерия наличие восточного переноса в выбранной области основываясь на значениях зональной компоненты скорости ветра на изобарической поверхности 500 гПа.

Ленас и Оакланд [Lejenas, 1983] предложили первый объективный (основанный на количественных характеристиках) метод выявления блокирующих антициклонов с использованием индекса циркуляции для выявления блокирующих ситуаций:

InhW = ^40°NW — Zeo°NW ,

где Z40 - значения геопотенциала 500 гПа на 40°с.ш., Z60 - значения геопотенциала 500 гПа на 60°с.ш.

В 1990 г. Тибалди и Молтени [Tibaldi, 1990] доработали индекс Ленас и Оакланда, предложив добавить условие для исключения случаев смещения к югу западного струйного течения средних широт (подробнее см. главу 2). По существу, это условие означает, что к северу от блокирующего антициклона должен существовать заметный западный поток (не менее 8 м/с).

На основании индекса TM (от Tibaldi и Molteni) разработано множество его вариаций. К примеру, Вастон и Колуччи [Waston, 2002] расширили охват индексом приполярных областей и вычислением градиента геопотенциала к югу от области блокирования. Модификация vTM [Hinton, 2009; Ringer, 2006] основана на использовании индекса TM с условием зависимости заблокированной широты от долготы и на понятии центральной заблокированной широты, предложенной в [Pelly, 2003].

Еще один индекс, основанный на индексе TM, был предложен Скайфе [Scaife, 2010]:

М{(рг,(р2) = - sin((p)dcp ,

где ф12 - выбираемые широты, а - радиус Земли, П - угловая скорость вращения Земли, и - зональная компонента скорости ветра.

Вместо анализа поля геопотенциала они используют геострофический баланс и зональную компоненту скорости ветра на 500 гПа. Авторы резюмируют, что будут получены схожие с индексом TM результаты, но данный индекс удобнее при проведении расчетов на модельных данных, так как зональная компонента присутствует в выходных данных всех численных моделей.

В 1990 г. В.П. Дымников предложил использовать свой индекс неустойчивости для оценки времени существования блокирующего образования [Dymnikov, 1990]. Для понимания связи между индексом неустойчивости и продолжительностью существования квазистационарного атмосферного циркуляционного режима автором были выбраны режимы блокирования над северо-восточной частью Атлантического океана (13 ситуаций) и построен график зависимости времени существования блокингов от индекса I3 (подробнее см. главу 2).

Лупо и Смит [Lupo, 1995], используя климатические данные ЕЦСПП (ECMWF) за три года, провели анализ блокирующих антициклонов в Северном полушарии и предложили индекс BI для выявления наличия блокирования и вычисления его интенсивности. Как и индекс TM, предложенный Тибалди и Молтени, BI основан на данных геопотенциала на высоте 500 гПа (подробнее см. главу 2).

В [Pelly, 2003] предложен PV — в индекс блокирования (В) для выявления блокирующего антициклона, основанный на концепции потенциального вихря Эртеля PV потенциальной температуры в как основных динамических характеристик атмосферы [Hoskins, 1985] и отсутствии влияния неадиабатических процессов. Используя эти предположения, в2 выступает в роли индикатора происхождения воздушной массы, вовлеченной в процесс блокирования. По [Pelly, 2003] блокирующий антициклон представляет собой явление обращения знака меридионального градиента потенциальной

температуры на динамической тропопаузе в окрестности широты климатологического шторм-трека, имеющее горизонтальный масштаб 1500 км и более и существующее не менее 5 дней. В качестве динамической тропопаузы берется поверхность 2pvu потенциального вихря Эртеля. Обычный меридиональный градиент в на динамической тропопаузе характеризуется более высокими значениями в на юге и низкими на севере. На рис. 1.3.2 представлена характерная конфигурация блокирующего образования.

Согласно [Pelly, 2003] индекс блокирования вычисляется по следующей формуле:

Д ф

B=±J<Pc+-ed(p- ±f<Pc М(р ,

Д(pJVc Д_Д(р

с 2

где фс - характерная широта, на которой чаще всего наблюдаются блокирующие ситуации (далее - характерная широта блокирования), Д^ -характерный широтный масштаб блокинга, обычно принимаемый в 30° по широте, в - потенциальная температура.

В < 0 в западном потоке, при B > 0 - блокирование на рассматриваемой долготе X. Авторы выделяют 4 вида блокирующих ситуаций:

а) Локальное блокирование в конкретный срок - область, в которой индекс В положителен по расчетам за конкретный срок на, как минимум, трех широтах и на интервале 5° по долготе.

б) Крупномасштабное блокирование - область В > 0 не менее 15° по долготе и 30° по широте за конкретный срок.

в) Эпизод блокирования - крупномасштабное блокирование, наблюдающееся не менее 4 дней в интервале 10° долготы.

г) Секторное блокирование - так же как б) и в), но локализация внутри секторов (65° по долготе, где наблюдается блокирование не менее 15°), последовательно наблюдающееся не менее 4 суток.

Рис. 1.3.2. Схема распределения потенциальной температуры на поверхности PV = 2pvu для расчета PV — в индекса блокирования B на заданной долготе : жирная линия - репрезентативная изолиния в = const при наличии блокирующего антициклона (Pelly, 2003; Шакина, 2011)

Более того, в указанной работе был представлен новый подход к анализу блокирующих образований, который основан на использовании изменяемой характерной широты блокирования , central blocking latitude), которая зависит от долготы, определяющей расположение фс как широты с максимальным среднегодовым значением высокочастотных переходов кинетической энергии на поверхности 300 гПа. Значимость данного подхода была продемонстрирована авторами на примере уточнения климатологического центра блокирования в Тихом океане: данный центр был сильно переоценен с точки зрения частоты образования блокингов и ошибочно расположен в районе 175° в.д. вместо 225° в.д.

Как было показано выше существует довольно большое количество индексов для определения наличия и характеристик блокирующих антициклонов. Каждый из методов имеет свои плюсы и минусы. Для корректного использования каждого из них необходимо задавать границы минимальной продолжительности существования блокирующего антициклона

во времени, которая в различных источниках разнится от 4 до 10 дней, и границы по пространству. В работе [Shukla, 1983] длительность в 7 дней была обоснована результатами исследования зависимости общего числа дней с заданными пороговыми значениями аномалии геопотенциала от продолжительности существования этой аномалии. Было выявлено два максимума: 2 дня и 7 дней. Первый объясняется влиянием подвижных антициклонов, а второй - процессами блокирования. В части определения антициклона как блокирующего по пространству заметно аналогичное разнообразие используемых критериев: в индексе TM [Tibaldi, 1990] использован критерий необходимости наличия как минимум 12° последовательно заблокированных долгот, в то время как в работе Донга [Dong, 2008] указывается значение в 20°, Барриопедро в работе [Barripedro, 2006] предложил значение 12,5° с допущением одной незаблокированной долготы, в [Pelly, 2003] вводится понятие секторное блокирование с наличием 15° заблокированных долгот в данный момент времени в 65° окне по долготе. В ряде работ [Tyrlis, 2008; Hoskins, 2008; Hinton, 2009] данный интервал 65° сокращали до 45°.

1.4. Климатология блокирующих образований

Определение климатологических характеристик блокингов позволяет уточнить параметры их продолжительности и количество заблокированных долгот и широт для отнесения антициклона к категории блокирующих, и, следовательно, выделить области, где они наиболее часто повторяются. Необходимо отметить, что существует большое количество работ, посвященных анализу климатологии блокирующих антициклонов. При этом, полученные результаты разнятся, что связано с подходами к выбору критериев идентификации блокингов (продолжительность, интенсивность, заблокированная область).

В работе [Barnes, 2012] для уточнения параметров продолжительности, интенсивности и занимаемой блокингом области был использован метод «режима». По данным реанализа ERA-40 за 43 года (1958-2000) были определены ежедневные характерные широты блокирования (daily central blocking latitude). При сравнении с методом характерных широт блокирования, предложенным в [Pelly, 2003], получались сопоставимые результаты, однако, ежедневные данные позволяют учитывать сезонные отличия, погрешности в моделях и перестройку атмосферной циркуляции.

На основании ежедневных характерных широт блокирования рассчитывались индексы TM, B и AZ за каждый день, отфильтровывались непоследовательно блокированные долготы и те, которые наблюдаются менее 5 дней, оставшиеся группировались. Сравнивая полученные результаты по трем индексам (рис. 1.4.1), авторами замечена сопоставимость результатов при введении пространственных и временных ограничений. Но при использовании индекса B было выделено большее количество блокирующих ситуаций.

О ЙЙ 1ЙО 270 U ño 1BÜ 27D О <>0 ISO 270

долгота (гр. в.д.) долгота (гр. в.д.) долгота (гр. в.д.)

Рис. 1.4.1. Среднесуточная частота образования блокирующих антициклонов в Северном полушарии по данным индексов: а) TM (Z500), б) В (в2) и в) AZ (и500)

(Barnes et al, 2012)

Используя указанную выше методику и проанализировав данные о блокингах за период в 43 года, [Barnes et al, 2012] получили хорошую

согласованность индексов в выделении основных секторов блокирования. Блокирующие ситуации наблюдаются в течение всех сезонов над Атлантикой с максимальной вероятностью образования в середине зимнего сезона и практически до конца лета. В Тихоокеанском секторе блокирования блокинги наблюдаются преимущественно в летние месяцы.

В табл. 1.4.1 приводится средняя за сезон продолжительность блокирующих образований в Северном полушарии для всех трех индексов (по Barnes et al, 2012). Можно заметить, что отсутствует заметный сезонный цикл продолжительности блокирования, подразумевая схожую продолжительность в течение всего года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тудрий Кирилл Олегович, 2017 год

Список литературы

1. Агаян Г.М., Мохов И.И. Квазистационарные осенние режимы атмосферы северного полушария в ПГЭП // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 1989. - Т. 25. - С. 1150-1156.

2. Бардин М.Ю. Региональные квазистационарные режимы зимней циркуляции в умеренных широтах Северного полушария. I. Географическое распределение. Аномалии геопотенциала, связанные с режимами // Метеорология и гидрология. - 1999. - № 1. - С. 5-19.

3. Бардин М.Ю. Региональные квазистационарные режимы зимней циркуляции в умеренных широтах Северного полушария. II. Пространственное распределение и горизонтальная структура флуктуаций // Метеорология и гидрология. - 1999. - № 2. - С. 12-24.

4. Бардин М.Ю. Антициклоническая квазистационарная циркуляция и её влияние на аномалии и экстремумы температуры воздуха в западных областях России // Метеорология и гидрология. - 2007. - № 2. - С. 5-18.

5. Белоносов В.С. Индексы неустойчивости дифференциальных операторов // Матем. Сб. - 1986. - Т. 129, № 4. - С. 494-513.

6. Бережная Т.В., Голубев А.Д., Найшуллер М.Г. Аномальные гидрометеорологические явления на территории Российской федерации в июне 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 9. - С. 105-121.

7. Бережная Т.В., Голубев А.Д., Найшуллер М.Г. Аномальные гидрометеорологические явления на территории Российской федерации в июле 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 10. - С. 107-119.

8. Бережная Т.В., Голубев А.Д., Найшуллер М.Г. Аномальные гидрометеорологические явления на территории Российской федерации в августе 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 11. - С. 101-105.

9. Володин Е.М. Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы. Курс лекций. - М.: ИВМ РАН. - 2007. - 89 с.

10. Володин Е.М., Дианский Н.А., Гусев А.В. Воспроизведение современного климата с помощью совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана ШМСМ 4.0 // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. -2010. - Т. 46, № 4. - С. 448-466.

11. Володин Е.М. О природе некоторых сверхэкстремальных аномалий летней температуры - Сборник докладов под ред. Шакиной Н.П. ГУ «Гидрометцентр России». - М.: Триада лтд. - 2011. - с. 48-57.

12. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. - М.: Росгидромет, 2014. -1009 с.

13. Голубев А.Д., Кабак А.М., Никольская Н.А., Бутова Г.И., Бережная Т.В. Блокирование западного переноса над Евразией зимой 2012 года и связанные с ним погодные аномалии // Труды Гидрометцентра России. - 2013. -Вып. 349. - С. 174 -200.

14. Груза Г.В., Коровкина Л.В. Сезонные особенности пространственного распределения индексов блокирования в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. - 1991. - № 3 - С. 108-110.

15. Груза Г.В., Коровкина Л.В. Климатический мониторинг процессов блокирования западного переноса в Северном полушарии // Метеорология и гидрология. - 1991. - № 8 - С. 11-18.

16. Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Клещенко Л.К., Аристова Л.Н. Статистический анализ сезонных индексов блокирования в Северном полушарии. // Труды ВНИИГМИ-МЦД. - 2003. - Вып. 171. - С. 127-150.

17. Дымников В.П., Лыкосов В.Н., Володин Е.М. Моделирование климата и его изменений: современные проблемы // Вестник Российской Академии Наук. - 2012. - Т. 82, № 3. - С. 227-236.

18. Жмур В.В. Мезомасштабные вихри океана. - М.: ГЕОС, 2010. - 286 с.

19. Зверев А.С. Синоптическая метеорология. - Л., Гидрометеоиздат, 1977. - 712 с.

20. Исаев А.А. Статистика в метеорологии и климатологии. -М.: Издательство МГУ, 1988. - 248 с.

21. Кислов А.В. Учёт изменчивости начального состояния в стохастической модели влажности почвы. // Метеорология и гидрология. -1991. - № 8. - С. 109-112.

22. Кислов А.В. Климатология. - М.: Академия, 2011 - 224 с.

23. Кислов А.В., Варенцов М.И., Тарасова Л.Л. Роль весеннего локального состояния влажности почвы в формировании крупномасштабных засух Восточно-Европейской равнины 2002 и 2010 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2015. Т. 51, № 4. - С. 464-471.

24. Кислов А.В., Соколихина Н.Н., Семенов Е.К., Тудрий К.О. Анализ вихря как целостного образования применительно к исследованию блокирующего антициклона 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2017. -№ 4. - С. 11-20.

25. Кислов А.В., Соколихина Н.Н., Семенов Е.К., Тудрий К.О. Динамика зимнего высокоширотного блокирующего антициклона зимой 2012 года в Северном полушарии // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. - 2017. - Вып. 363. - С. 2435.

26. Котилевская А.М. Погода на территории Российской Федерации в июле 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 10. - С. 103-107.

27. Ламб Г. Гидродинамика. - М.: ОГИЗ, 1947. - 929 с.

28. Лупо Э.Р., Мохов И.И., Достоглоу С., Куиц А.Р., Буркхард Дж. П. Оценка влияния процессов планетарного масштаба с анализом фазовых траекторий и энстрофии на распад блокингов. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2007. - Т. 43, № 1. - С. 1-8.

29. Мещерская А.В., Руховец Л.В., Юдин М.И., Яковлева Н.Н. Естественные составляющие метеорологических полей. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 199 с.

30. Мещерская А.В., Голод М.П., Мирвис В.М. Засуха 2010 г. на фоне многолетнего изменения засушливости в основных зерносеющих районах Европейской территории России // Труды ГГО им. Воейкова. - 2011. - Вып. 563. - С. 1-27.

31. Мохов И.И., Петухов В.К. Блокинги и их тенденции изменения // ДАН. РАН. - 1997. - Т. 337. - № 5. - С. 687-689.

32. Мохов И.И. Аномальное лето 2010 г. в контексте общих изменений климата и его аномалий // Сборник докладов под ред. Шакиной Н.П. ГУ «Гидрометцентр России». - М.: Триада лтд. - 2011. - С. 41-47.

33. Мохов И.И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на европейской территории России в контексте общих изменений климата и его аномалий // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2011. - Т. 47, № 6. -С. 709-716.

34. Мультановский Б.П. Влияние центров действия атмосферы на погоду Европейской России в теплое время года. // Засухи. Геофизич. Сб. - 1915. Т. II, вып. 3.

35. Обухов А.М., Курганский М.В., Татарская М.С. Динамические условия возникновения засух и других крупномасштабных погодных аномалий // Метеорология и гидрология. - 1984. - № 10. - С. 5-13.

36. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. I. Изменения климата. -М.: Росгидромет, 2008. - 227 с.

37. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. II. Последствия изменений климата. -М.: Росгидромет, 2008. - 288 с.

38. Пальмен Э., Ньютон Ч. Циркуляционные системы атмосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 615 с.

39. Петерсен С. Анализ и прогноз погоды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1961. -

650 с.

40. Паршина Л.Н. Погода на территории Российской Федерации в мае 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 8. С.113-116.

41. Паршина Л.Н. Погода на территории Российской Федерации в июне 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 9. - С.100-104.

42. Паршина Л.Н. Погода на территории Российской Федерации в июле 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 10. - С.100-104.

43. Паршина Л.Н. Погода на территории Российской Федерации в августе 2010 г. // Метеорология и гидрология. - 2010. - №11. - С.100-104.

44. Паршина Л.Н., Храмова Л.К. Погода на территории Российской Федерации в январе 2012 года // Метеорология и гидрология. - 2012. - № 4. -С. 111-114.

45. Попова В.В., Шмакин А.Б. Циркуляционные механизмы крупномасштабных аномалий температуры воздуха зимой в Северной Евразии в конце ХХ столетия // Метеорология и гидрология. - 2006. - № 12. - С.15-26.

46. Попова В.В. Летнее потепление на европейской территории России и экстремальная жара 2010 г. как проявление тенденций крупномасштабной атмосферной циркуляции в конце XX в. - XXI в. // Метеорология и гидрология.

- 2014. - № 3. - С.37-49.

47. Рил Г., Алака М.А., Джордан К.Л., Ренар Р. Дж. Струйное течение. -М.: Иностранная литература, 1959. - 134 с.

48. Садоков В.П. Распределение блокирующих образований в средней тропосфере Северного полушария // Метеорология и гидрология. - 2011. - № 4.

- С. 42-47.

49. Самарский А.А. Теория разностных схем. - М.: Наука, 1983. - 656 с.

50. Семенов Е.К., Соколихина Н.Н., Тудрий К.О. К вопросу о регенерации субтропического антициклона как факторе его дальнейшей стабилизации (на примере лета 2010 г.) // Метеорология и гидрология. - 2012. -№ 10. - С. 5-15.

51. Семенов Е.К., Соколихина Н.Н., Тудрий К.О. Теплая зима в российской Арктике и аномальные холода в Европе // Метеорология и гидрология. - 2013. - № 9. - С. 43-54.

52. Семенов Е.К., Соколихина Н.Н., Татаринович Е.В., Тудрий К.О. Синоптические условия формирования катастрофического наводнения на Амуре в 2013 г. // Метеорология и гидрология. - 2014. - № 8. - С. 25-34.

53. Семенов Е.К., Соколихина Н.Н., Тудрий К.О., Щенин М.В. Синоптические механизмы зимнего потепления в Арктике // Метеорология и гидрология. - 2015. - № 9. - С. 20-30.

54. Сэффмэн Ф. Динамика вихрей. - М.: Научный мир, 2000. - 376 с.

55. Таубер Г.М. // Метеорология и гидрология. - 1969. - № 3. - С. 22-30.

56. Тищенко В.А., Хан В.М., Вильфанд Р.М., Рожет Е. Исследование развития атмосферных процессов блокирования и квазистационирования антициклонов в Атлантико-Европейском секторе // Метеорология и гидрология. - 2013. - № 7. - С. 15-30.

57. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. -Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 568 с.

58. Чавро А.И., Дымников В.П. Методы математической статистики в задачах физики атмосферы. - М.: ИВМ РАН. - 2000. - 210 с.

59. Шакина Н.П., Иванова А.Р. Блокирующие антициклоны: современное состояние исследований и прогнозирования // Метеорология и гидрология. -2010. - № 11. - с. 5-19.

60. Шакина Н.П., Иванова А.Р., Бирман Б.А., Скриптунова Е.Н. Блокирование: условия лета 2010 года в контексте современных знаний. -Сборник докладов под ред. Шакиной Н.П. ГУ «Гидрометцентр России». -М.: Триада лтд. - 2011. - С. 6-21.

61. Эколого-климатические характеристики атмосферы в 2010 г. по данным метеорологической обсерватории МГУ - М.: Макс Пресс, 2011.

62. Aires F., Rossow W.B., Chedin A. Rotetion of EOFs by the independent component analysis: toward a solution of the mixing problem in the decomposition of geophysical time series // Am. Meteor. Soc. - 2002. - V. 59. - pp. 111-123.

63. Athar H., Lupo A.R. Scale study of blocking events from 2002 to 2004: a case study of an unusually persistent blocking events leading to a heat wave in the Gulf of Alaska during August 2004 // Adv. in Meteorology. - 2010. - V. 2010. -15 p.

64. Atlas of mortality and economic losses from weather, climate and water extremes (1970-2012). // CRED, WMO. - 2014. WMO-No. 1123. - 48 p.

65. Austin J.F. The blocking of middle latitude westerly winds by planetary waves // Quart. J. Roy. Soc. - 1980. - V. 106, No 448. - pp. 327-350.

66. Barnes E. A., Slingo J., T. Woollings A methodology for the comparison of blocking climatologies across indices, models and climate scenarios // Clim. Dyn. -2012. - V. 38. - pp. 2467-2481.

67. Barnes E. A., Dunn-Sigouin E., Masato G., Woollings T. Exploring recent trends in Northern Hemisphere blocking // Geophys. Res. Lett. - 2014. - V. 41, No. 2. - pp. 638-644.

68. Barriopedro D., Garcia-Herrera R., Lupo A.R., Hernandez E. A climatology of Northern Hemisphere blocking // J. Climate. - 2006. - V. 19, No. 3. - pp. 1042-1063.

69. Barriopedro D., Garcia-Herrera R., Huth R. Solar modulation of Northern Hemisphere winter blocking // J.Geophys. Res. - 2008. - V. 118. - 11 p.

70. Barriopedro D., Anton M., Garcia J.A. Atmospheric blocking signatures in total ozone and ozone miniholes // J. Climate. - 2010. - V. 21, No. 7. - pp. 39673983.

71. Barriopedro D., Garcia-Herrera R., Trigo R.M. Application of blocking diagnosis methods to general circulation models. Part I: a novel detection scheme // Clim. Dyn. - 2010. - V. 35. - pp. 1373-1391

72. Barriopedro D., García-Herrera R., Gonzalez-Rouco J.F., Trigo R.M. Application of blocking diagnosis methods to general circulation models. Part II: model simulations // Clim. Dyn. - 2010. - V. 35. - pp. 1393-1409

73. Barriopedro D., Fischer E.M., Luterbacher J., Trigo R.M., Garcia-Herrera R. The hot summer of 2010: redrawing the temperature record map of Europe // Science. - 2011. - V. 332. - pp. 220-224.

74. Berrisford P., Hoskins B.J., Tyrlis E. Blocking and Rossby wave breaking on the dynamic tropopause in the Southern Hemisphere // J. Atmos. Sci. - 2007. -V. 64, No. 8. - pp. 2881-2898.

75. Burkhardt J.P., Lupo A.R. The planetary- and synoptic-scale interactions in a Southern Pacific blocking episode using PV diagnostics // J. Atmos. Sci. - 2005. -V. 62, No. 6. - pp. 1901-1916.

76. Cheung H.N., Zhou W., Shao Y., Chen W., Mok H.Y., Wu M.C. Observational climatology and characteristics of wintertime atmospheric blocking over Ural-Siberia // Clim. Dyn. - 2013. - V. 41. - pp. 63-79.

77. Collucci S.J., Loesch A.Z., Bosart L.F. Spectral evolution of blocking episode and comparison with wave interaction theory // J. Atmos. Sci. - 1981. -V. 38, No 10. - pp. 2092-2111.

78. Croci-Maspoli M., Schwierz C., Davies H.C. A multifaceted climatology of atmospheric blocking and its recent linear trend // J. Clim. - 2007. - V. 20. -pp. 633-649.

79. Croci-Maspoli M., Schwierz C., Davies H.C. Atmospheric blocking: spacetime links to the NAO and PNA // Clim. Dyn. - 2007. - V. 29. - pp. 713-725.

80. D'Andrea F., Tibaldi S., Blackburn M., Boer G., Deque M., Dix M.R., Dugas B., Ferranti L., Iwasaki T., Kitoh A., Pope V., Randall D., Roeckner E., Straus D., Stern W., Van den Dool H., Williamson D. Northern Hemisphere atmospheric blocking as simulated by 15 atmospheric general circulation models in the period 1979 - 1988 // Clim. Dyn. - 1998. - V. 14, No. 6. - pp. 385-407.

81. Diao Y., Li J., Luo D. A new blocking index and its application: blocking action in the Northern Hemisphere // J. Climate. - 2006. - V. 19. - pp. 4819-4839.

82. Doblas-Reyes F.J., Casado M.J., Pastor M.A. Sensitivity of the Northern Hemisphere blocking frequency to the detection index // J. Geophys. Res. - 2002. -V. 107. - 22 p.

83. Dole R., Gordon N. Persistent anomalies of the extratropical Northern Hemisphere winter time circulation: geographical distribution and regional persistence characteristics // Mon. Wea. Rev. - 1983. - V. 111. - pp. 1567-1586.

84. Dole R., Hoerling M., Perlwitz J., Eischeid J., Pegion P., Zhang T., Quan X.W., Xu T., Murray D. Was there any basis for anticipating the 2010 Russian heat wave? // Geophys. Res. Lett. - 2011. - V. 28. - Letter 06702. - 5 p.

85. Dong L., Vogelsang T.J., Colucci S.J. Interdecadal trend and ENSO-related interannual variability in Southern Hemisphere blocking // J. Clim. - 2008. - V. 21. -pp. 3068-3077.

86. Dymnikov V.P. Instability indices for quasy-stationary atmospheric circulation regimes // Sov. J. Numer. Anal. Math. Modelling. - 1990. - V. 5, No 3. -pp.189-198.

87. Elliott R., Smith T. A study of the effect on large blocking high on the general circulation in the Northern hemisphere westerlies // J. Meteorol. - 1949. V. 6, No 2. - pp. 67-85.

88. Engelen R. The effect of planetary waves on the total ozone zonal deviations in the presence of a persistent blocking anticyclone systems // J. Geophys. Res. - 1996. - V. 101. - pp. 28775-28784.

89. Feldstein S. The Growth and Decay of Low-Frequency Anomalies in a GCM // J. Atmos. Sci. - 1998. - V. 55. - pp. 415-428.

90. Garcia-Herrera R., Barriopedro D. Northern Hemisphere snow cover and atmospheric blocking variability // J. Geophys. Res. - 2006. - V. 111. - 16 p.

91. Ghelli A., Garcia-Mendez A., Prates F., Dahoui M. Extreme weather events in summer 2010: how did the ECMWF forecasting system perform? // ECMWF Newsletter. - 2010. - Letter 125. - 7 p.

92. Henderson S.A., Maloney E.D., Barnes E.A. The Influence of the Madden-Julian Oscillation on Northern Hemisphere Winter Blocking // // J. Clim. - 2016. -V. 29. - pp. 4597-4616.

93. Hinton T.J., Hoskins B.J., Martin G.M. The influence of tropical sea surface temperatures and precipitation on north Pacific atmospheric blocking // Clim. Dynam. - 2009. - V. 33. - pp. 549-563.

94. Hoskins B.J., McIntyre M.E., Robinson A.W. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps // Q.J.R.M.S. - 1985. - V. 111, No 470. -pp. 877-946.

95. Ioannidou L., Yau M.K. A climatology of the Northern Hemisphere winter anticyclones // J. Geophys. Res. - 2008. - No 113. - D08119. - 17 p.

96. Jiang Z., Luo D. Study of the optimal precursors for blocking events // Adv. Atmos. Sci. - 2005. - V. 22, No. 3. - pp. 408-414.

97. Jiang Z., Wang D. A study of precursors to blocking anomalies in climatological flows by using conditional nonlinear optimal perturbations // Q. J. R. M. S. - 2010. - V. 136A. - P. 1170-1180.

98. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Wollen J., Zhu Y., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., Jenne R., Joseph D. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Amer. Meteor. Soc. - 1996. - V. 77. - pp. 437-470.

99. Katsafados P., Papadopoulos A., Varlas G., Papadopoulou E., Mavromatidis E. Seasonal predictability of the 2010 Russian heat wave // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. - 2014. - V. 14. - pp. 1531-1542.

100. Kimoto M., Mukougawa H., Yoden S. Medium-range forecast skill variation and blocking transition: a case study // Mon. Wea. Rev. - 1992. - V. 120, No. 8. - pp. 1616-1627.

101. Krishnamurti T.N., Kanamitsu M., Koss W.J., Lee J.D. Tropical East-West circulations during the Northern winter // J. Atm. Sci. - 1973. - V. 30. -pp. 780-787.

102. Lau K.M., Kim K.M. The 2010 Russian heatwave/wildfires and Pakistan flood: teleconnection of extremes // J. Hydrometeorol. - 2012. - Vol. 13. - P. 392403

103. Lejenas H. and Oakland H. Characteristics of Northern Hemisphere blocking as determined from a long time series of observational data // Tellus. -1983. - V. 35A. - pp. 350-362.

104. Luo D., Huang F., Diao Y. Interaction between antecedent planetary-wave envelope soliton blocking anticyclone and synoptic-scale eddies: observations and theory //J. Geophys. Res. - 2001. - V. 106, No 23D. - pp. 31795-31815.

105. Luo D., Li J., Huang F. Life cycles of blocking flows associated with synoptic-scale eddies: observed results and numerical experiments // Adv. Atmos. Sci. - 2002. - V. 19, No. 4. - pp. 594-618.

106. Luo D., Liu J., Li J. Interaction between planetary-scale diffluent flow and synoptic-scale waves during the life cycle of blocking // Adv. Atmos. Sci. - 2010. -V. 27, No. 4. - pp. 807-831.

107. Lupo A.R., Smith P.J. Climatological features of blocking anticyclones in the Northern Hemisphere // Tellus. - 1995. - V. 47a. - pp. 439-456.

108. Lupo A.R., Smith P.J. Planetary and synoptic-scale interactions during the life cycle of a midlatitude blocking anticyclone over the North Atlantic // Tellus. - 1995. - V. 47a. - pp. 575-596.

109. Lupo A.R., Oglesby R.J., Mokhov I.I. Climatological features of blocking anticyclones: a study of Northern Hemisphere CCM1 model blocking events in present-day and double CO2 concentration atmospheres // Climate Dyn. - 1997. -V. 13. - pp. 181-185.

110. Lupo A.R., Smith P.J. The interaction between a midlatitude blocking anticyclone and synoptic-scale cyclones that occurred during the summer season // Mon. Wea. Rev. - 1998. - V. 126, No. 2. - pp. 502-515.

111. Lupo A.R., Mokhov I.I., Akperov M.G., Chernokulsky A.V., Athar H. A dynamic analysis of the role of the planetary and synoptic scale in the summer of

2010 blocking episodes over the European part of Russia // Adv. in Meteorology. -2012. - V. 2012. - 11 p.

112. Martin G.M., Ringer M.A., Pope V.D., Jones A., Dearden C., Hinton T.J. The physical properties of the atmosphere in the new Hadley Centre Global Environmental Model (Had-GEM1). Part I: model description and global climatology // J. Clim. - 2006. - V. 19. - pp. 1274-1301.

113. Marques R.F.C., Rao V.B. Interannual variations of blockings in the Southern Hemisphere and their energetics // J. Geophys. Res. - 2000. - V. 105. -pp. 4625-4636.

114. Masato G., Hoskins B.J., Woollings T.J. Can the frequency of blocking be described by a red-noise process? // J. Atmos. Sci. - 2009. - V. 66, No. 7. -pp. 2143-2149.

115. Matsueda M., Mizuta R., Kusunoki S. Future changes in wintertime atmospheric blocking simulated using a 20-km mesh atmospheric global circulation model // J. Geophys. Res. - 2009. - V. 114. - D12114.

116. Matsueda M. Predictability of Euro-Russian blocking in summer of 2010 // Geophys. Res. Lett. - 2011. - V. 38. - Letter 06801. - 6 p.

117. Nakamura H., Fukamachi T. Evolution and dynamics of summertime blocking over the Far East and associated surface Okhotsk high // Q. J. R. M. S. -2004. - V. 130. - pp. 1213-1233.

118. Nakamura H., Nakamura M., Anderson J.L. The role of high- and low-frequency dynamics in blocking formation // Mon. Wea. Rev. - 1997. - V. 125, No. 9. - pp. 2074-2093.

119. Nutter P.A., Mullen S.L., Baumhefner D.P. The impact of initial conditions and uncertainty on numerical simulation of blocking // Mon. Wea. Rev. -1998. - V. 126, No. 9. - pp. 2482-2502.

120. O'Kane T.J., Frederiksen J.S. A comparison of statistical dynamical and ensemble prediction methods during blocking // J. Atmos. Sci. - 2008. - V. 65, No. 2. - pp. 426-447.

121. Oortwijn J. Predictability of the onset of blocking and strong zonal flow regimes // J. Atmos. Sci. - 1998. - V. 55, No. 3. - pp. 973-994.

122. Pelly J., Hoskins B. A new perspective on blocking // J. Atmos. Sci. -2003. - V. 60. - pp. 743-755.

123. Pelly J.L., Hoskins B.J. How well does the ECMWF ensemble prediction system predict blocking? // Q. J. R. M. S. - 2003. - V. 129. - pp. 1683-1702.

124. Portis J.C., Walsh J.E., El Halmy M., Lamb P.J. Seasonality of the North Atlantic Oscillation // J. Climate. - 2001. - V. 14. - pp. 2069-2078.

125. Renwick J.A., Wallace J.M. Relationships between North Pacific wintertime blocking, El Nino, and PNA pattern // Mon. Weather Rev. - 1996. -V. 124. - pp. 2071-2076.

126. Rex D.F. Blocking action in the middle troposphere and its effect upon regional climate. Part I: an aerological study of blocking action // Tellus. - 1950a. -V. 2. - pp. 196-211.

127. Rex D.F. Blocking action in the middle troposphere and its effect on regional climate. Part II: the climatology of blocking action // Tellus. - 19506. - V. 3. - pp. 275-301.

128. Ringer M.A., Martin G.M., Greeves C.Z., Hinton T.J., James P.M., Pope V.D., Scaife A.A., Stratton R.A., Inness P.M., Slingo J.M., Yang G.-Y. The physical properties of the atmosphere in the new Hadley Centre Global Environmental Model (Had-GEM1). Part II: aspects of variability and regional climate // J. Clim. - 2006. -V. 19. - pp. 1302-1325.

129. Rossby, C.G. On the dynamics of certain types of blocking // J. Chin. Geophys. Soc. - 1951. - V. 2. - pp. 1-13.

130. Rudeva I., Gulev S.K. Composite analysis of the North Atlantic extratropical cyclones in NCEP/NCAR reanalysis // Mon. Wea. Rev. - 2011. -V. 139, No. 5 - pp. 1419-1446.

131. Scaife A.A., Woollings T., Knight J., Martin G., Hinto T. Atmospheric blocking and mean biases in climate models // J Clim. - 2010. - V. 23. - pp. 61436152.

132. Schalge B., Blender R., Fraedrich K. Blocking detection based o synoptic filters // Adv. in Meteorology. - 2011. - V. 2011. - 11 p.

133. Schubert S.D., Wang H., Koster R.D., Suarez M.J., Groisman P.Ya. Norther Eurasian Heat Waves and Droughts // J. Clim. - 2014. - V. 27. - pp. 31693207.

134. Schwierz C., Croci-Maspoli M., Davies H. Perspicacious indicators of atmospheric blocking // Geophys. Res. Lett. - 2004. - V. 31, Letter 06125. - 4 p.

135. Shabbar A., Huang J., Higuchi K. The relationship between the wintertime North Atlantic Oscillation and blocking episodes in the North Atlantic // J. Climatol. - 2001. - V. 21. - pp. 355-369.

136. Sitnov S.A., Mokhov I.I., Lupo A.R. Evolution of the water vapor plume over Eastern Europe during summer 2010 atmospheric blocking // Adv. in Meteorology. - 2014. - V. 2014. - 11 p.

137. Tachibana Y., Nakamura T., Komiya H., Takahashi M. Abrupt evolution of the summer Northern Hemisphere annual mode and its association with blocking // J. Geophys. Res. - 2010. - V. 115. - 13 p.

138. Tibaldi S., Molteni F. On the operational predictability of blocking // Tellus. - 1990. - V. 42A. - pp. 343-365.

139. Tibaldi S., d'Andrea F., Tosi E., Roeckner E. Climatology of Northern Hemisphere blocking in the ECHAM model // Clim. Dyn. - 1997. V. 13. - pp. 649666.

140. Tompson D.W., Wallece J.M. The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophys. Res. Lett. - 1998. - V. 25. - pp.1297-1300.

141. Treidl R.A., Birch E.C., Sajeeki P. Blocking action in the Northern hemisphere: a climatological study // Atmos. Ocean. - 1981. - V. 19, No 1. - pp. 123.

142. Tyrlis E., Hoskins B.J. Aspects of a Northern Hemisphere atmospheric blocking climatology // J. Atmos. Sci. - 2008. - V. 65, No 5. - pp. 1638-1652.

143. Tyrlis E., Hoskins B.J. The morphology of Northern Hemisphere blocking // J. Atmos. Sci. - 2008. - V. 65, No 5. - pp. 1653-1665.

144. Shukla J., Mo K.C. Seasonal and geographical variation of blocking // Mon. Wea. Rev. - 1983. - V. 111, No 2. - pp. 388-402.

145. Verdeccia, M., Visconti G., d'Andrea F., Tibaldi S. A neural network approach for blocking recognition // Geophys. Res. Lett. - 1996. - V. 23. - pp. 20812084.

146. Waston J.S., Colucci S.J. Evaluation of ensemble predictions of blocking in the NCEP global spectral model // Mon. Wea. Rev. - 2002. - V. 130. - pp. 30083021.

147. Weisheimer A., Doblas-Reyes F.J., Jung T., Palmer T.N. On the predictability of the extreme summer 2003 over Europe // Geophys. Res. Lett. -2011. - V. 38. - 5 p.

148. Wiedenmann J.M., Lupo A.R., Mokhov I.I., Tikhonova E.A. The climatology of blocking anticyclones for the Northern and Southern Hemisphere: block intensity as a diagnostic // J. Climate. - 2002. - V. 15, No. 12. - pp. 34593473.

149. Woollings T., Charton-Perez A., Ineson S., Marshall A.G., Masato G. Associations between stratospheric variability and tropospheric blocking // J. Geophys. Res. - 2010. - V. 115. - 17 p.

150. Woollings T., Hoskins B. Simultaneous Atlantic - Pacific blocking and the Northern annular Mode // Q. J. R. M. S. - 2008. - V. 134. - pp. 1635-1646.

151. Zhang Z., Ni Y. Effect of nonlinear dynamic process on formation and breakdown of blocking // Adv. Atmos. Sci. - 1991. - V. 8, No. 1. - pp. 41-50.

152. http://www.cpc.ncep.noaa.gov

153. http://www.meteo.ru

154. http://www.meteoinfo.ru

155. http://www.ncdc.noaa.gov

156. http://www.wetterzentrale.de