Циклоническая активность Северного полушария и её роль в формировании режимов взаимодействия океана и атмосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Тилинина Наталья Дмитриевна

• Тилинина Наталья Дмитриевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Тилинина Наталья Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ

1.1. Концепция реанализа параметров океана и атмосферы

1.2. Реанализы НЦППС

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПИСАНИЯ ЦИКЛОНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

2.1. Современные подходы к анализу циклонической активности

2.2. Численная схема идентификации циклонов и ее развитие в данной работе

2.3. Адаптация численной схемы идентификации циклонов к использованию данных

45

региональной модели

2.4. Методология количественного оценивания основных характеристик жизненного цикла атмосферных циклонов

2.5. Развитие подхода к картированию характеристик циклонической активности

ГЛАВА 3. КЛИМАТОЛОГИЯ И МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИКЛОНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ ПО ДАННЫМ РАЗЛИЧНЫХ РЕАНАЛИЗОВ

3.1. Климатология характеристик циклонической активности в различных реанализах

3.2. Межгодовая и декадная изменчивость характеристик циклонической активности в различных реанализах

3.3. Оценка достоверности воспроизведения глобальными реанализами арктических циклонов, региональный реанализ АБЯ

ГЛАВА 4. КЛИМАТОЛОГИЯ И МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИКЛОНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ОСНОВЕ 15-И РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОСТРОЕНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ЦИКЛОНОВ

ГЛАВА 5. РОЛЬ АТМОСФЕРНЫХ ЦИКЛОНОВ В ФОРМИРОВАНИИ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ ОКЕАНОМ И АТМОСФЕРОЙ

5.1. Роль экстремально высоких турбулентных потоков тепла из океана в атмосферу в формировании океанской теплоотдачи

5.2. Атмосферные синоптические условия, приводящие к возникновению экстремально высоких турбулентных потоков тепла

5.3. Региональный анализ атмосферных синоптических условий, приводящих к возникновению турбулентных потоков тепла различной интенсивности

5.3.1. Методология композитного анализа

5.3.2. Композитные картины атмосферных синоптических условий, приводящих

к возникновению турбулентного потока тепла различной интенсивности

5.4. Связь режимов турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой с циклонической активностью в Северной Атлантике

5.4.1. Методология сопоставления траекторий атмосферных циклонов с аномалиями турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой

5.4.2. Роль циклонов в формировании турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Циклоническая активность Северного полушария и её роль в формировании режимов взаимодействия океана и атмосферы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Турбулентный тепло- и влагообмен между океаном и атмосферой является ключевым процессом формирования динамики как океана, так и атмосферы, а также изменчивости климата и погоды на континентах [Лаппо и др., 1990]. Наряду с потоками кинетической энергии и радиационным обменом, турбулентные потоки скрытого (£е) и явного ((£И) тепла являются "языком" взаимодействия океана с атмосферой [Лаппо и др., 1990; Гулев и др., 1994; Ои1еу й а1., 2013] и основным механизмом вертикальной передачи тепла из океана в атмосферу.

По оценкам Будыко [Будыко, 1956], поверхность Земли (вместе с океаном) поглощает около 3/4 приходящей солнечной радиации, а атмосфера (в основном за счет аэрозолей и водяного пара) — только 1/4. Поверхность Земли, нагретая в результате поглощения солнечной радиации, становится главным источником нагрева атмосферы. Другим механизмом нагрева атмосферы является поглощение длинноволновой радиации содержащимися в атмосфере газами и аэрозолями, однако по разным оценкам вклад этого механизма в формирование теплового бюджета атмосферы в 2.5—3 раза меньше нагрева атмосферы от поверхности Земли. Основное перераспределение тепла от земной поверхности в атмосферу осуществляется в результате вертикального турбулентного обмена явным и скрытым теплом, связанным с затратой тепла на испарение. Причем океанская поверхность передает тепла в атмосферу в среднем в 3 раза больше, чем суша [Будыко, 1956; ТгепЬегШ е! а1., 2009]. Тепловой баланс Н на поверхности океана может быть записан в виде:

Н = Ш- ЬЖ- £И - (е, (1)

где - приходящая коротковолновая радиация, ЬЖ - суммарная длинноволновая радиация, складывающаяся из излучения океана и противоизлучения атмосферы, £И и £е - турбулентные потоки явного и скрытого тепла, соответственно.

По оценкам Тренберта [ТгепЬегШ е! а1. 2009], из 341.3 Вт/м2 приходящего солнечного тепла, атмосферой, т.е. водяным паром и аэрозолями, поглощается в среднем 78 Вт/м2, и еще 17 Вт/м2 и 80 Вт/м2 поступает в атмосферу с подстилающей поверхности за счет турбулентных потоков явного и скрытого тепла (рис. 1) соответственно.

Таким образом, потоки турбулентного тепла на поверхности океана - поток явного тепла и поток скрытого тепла - являются главным механизмом формирования теплового режима нижней атмосферы, в особенности его изменчивости на межгодовых и декадных масштабах. Следствием процессов энергообмена на границе океан-атмосфера является формирование

циркуляционных процессов в обеих средах в результате неоднородного нагрева экваториальных и полярных районов Земли. На крупных масштабах такими процессами являются межширотный и межокеанический транспорт тепла, который обеспечивается меридиональной циркуляцией в конвективных атмосферных и океанских ячейках.

Глобальные потоки энергии Вт/м:

Рисунок 1. Глобальный среднегодовой тепловой баланс Земли (Вт/м ), переведено из [Trenberth

а; а1., 2009]

Большая группа процессов отражает сезонное взаимодействие океана и атмосферы, в процессе которого формируется годовой ход параметров океана и атмосферы и тепловлагообмен океанов. Еще одна группа процессов относится к синоптическим и мезо-масштабам, охватывающим диапазон от нескольких часов до нескольких месяцев и от нескольких километров до нескольких сотен километров [Лаппо и др., 1990]. Синоптический диапазон изменчивости является одним из наиболее энергонесущих на участке спектра колебаний приземной температуры воздуха от нескольких часов до нескольких лет [Mitchell, 1976]. В ряде работ [Гулев и др., 1994; Alexander and Scott, 1997; Polonsky et al., 2002; Zolina and Gulev, 2003] было показано, что именно синоптическое взаимодействие океана и атмосферы более чем на 70% определяет суммарную изменчивость турбулентных потоков тепла между океаном и атмосферой в средних широтах. Синоптическая изменчивость потоков тепла между

океаном и атмосферой в значительной степени определяет короткопериодные изменения диабатического притока тепла к атмосфере от океана, формируя источники горизонтальной адвекции тепла и влаги и существенно влияя на динамику климата и погоды на континентах. В атмосфере средних и высоких широт синоптическая изменчивость формируется главным образом за счет среднеширотных циклонов, вызывающих флуктуации приповерхностных параметров атмосферы. В силу значительно большей инерционности океана в сравнении с атмосферой на более длинных временных масштабах (десятилетия) интенсивность теплообмена между океаном и атмосферой может в значительной степени контролироваться океанскими процессами. Впервые концепцию разного характера взаимодействия океана и атмосферы на разных временных масштабах предложил норвежский физик и метеоролог Вильгельм Фриман Корен Бьеркнес [Bjerknes, 1964]. Бьеркнес предположил, что атмосфера, быстрая динамическая система, управляет краткосрочной, сезонной и межгодовой изменчивостью температуры поверхности океана (ТПО), а значит, и изменчивостью турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой на синоптическом, сезонном и межгодовом масштабах времени, который, в свою очередь, формирует температурный режим верхнего перемешанного океанского слоя. При переходе к декадному масштабу временной изменчивости Бьеркнес предположил, что океанская циркуляция через аномалии ТПО в средних широтах приводит к интенсификации западного переноса в атмосфере. Таким образом, океан ответственен за крупномасштабную изменчивость ТПО и атмосферной циркуляции на декадных масштабах времени. Результаты Бьеркнеса позднее подтвердились данными наблюдений и модельными экспериментами [Cayan, 1992a,b; Yu et al., 2011; Gulev et al., 2013]. Более того, оказалось, что на временных масштабах менее декадного (межгодовая изменчивость) интенсивность потоков тепла между океаном и атмосферой в средних широтах тесно коррелирует с индексом СевероАтлантического Колебания (САК) [Cayan, 1992a; Hurrel, 1995] - главной модой атмосферной изменчивости в Северном полушарии. Но независимо от масштаба временной изменчивости, "языком" взаимодействия океана и атмосферы являются турбулентные потоки тепла между океаном и атмосферой [Gulev et al., 2013].

Особое значение для океанской и атмосферной динамики имеют экстремально высокие потоки тепла из океана в атмосферу. В океане экстремально высокие потоки тепла приводят к возникновению глубинной конвекции, приводящей к формированию промежуточных водных масс, например, в морях Лабрадор, Гренландском, Ирмингера и Норвежском [Talley and McCartney, 1982; Федоров и Гинзбург 1988; Koltermann et al., 1999; Polonsky et al., 2002; Moore, 2014; Holdsworth and Myers, 2015]. В атмосфере экстремально высокий приток тепла приводит к

генерации дополнительной бароклинности нижних слоев тропосферы [Minobe et al., 2008; Minobe et al., 2010; Sasaki et al., 2012; Chechin et al., 2013; Чечин и др., 2015], что, в свою очередь оказывает влияние на динамику атмосферных циклонов, которые изначально формируют условия для возникновения экстремально высоких потоков тепла из океана в атмосферу [Giordany and Canniaux, 2001]. В последние годы в целом ряде модельных экспериментов продемонстрировано также влияние турбулентных потоков тепла, особенно экстремальных, на бароклинность нижних слоев атмосферы на мезомасштабах, связанных с динамикой океанских вихревых структур [Small, 2008; Kirtman and Kamenkovich, 2012; Ma et al., 2015]. Этот дуализм известен как "проблема курицы и яйца": атмосферные условия приводят к формированию мощного потока тепла из океана в атмосферу, который модифицирует саму атмосферную циркуляцию. Таким образом, тепловое взаимодействие океана и атмосферы, особенно экстремально высокие потоки тепла из океана в атмосферу, являются ключевым компонентом формирования динамики океана и атмосферы.

Ряд исследований позволил связать крупномасштабную атмосферную циркуляцию с вариациями теплообмена между океаном и атмосферой в Северном полушарии на синоптическом, сезонном и межгодовом масштабах времени. Исторически, изучение синоптического взаимодействия океана и атмосферы ограничивалось наличием регулярных по пространству и времени данных о состоянии океана и атмосферы. Появление в 1980-х годах метеорологических буев в океане (например, NCDC array, KEO, JAMSTEC TRITON buoys, [McPhaden et al., 2010]) позволило получить измеренные временные ряды высокого качества в смысле точности и набора измеряемых параметров в отдельных точках Мирового океана. Однако эти данные не позволяют характеризовать пространственно-временную картину в силу крайне ограниченного количества буев, по крайней мере в средних широтах Мирового океана. Следующим важным этапом стало появление в конце 1980-х годов глобального архива данных попутных судовых наблюдений ICOADS [International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set; Woodruff et al., 1987; Woodruff et al., 2011]. Несмотря на наличие систематических ошибок, являющихся результатом как неточностей измерений, так и квалификации наблюдателей на судах, при осреднении за месяцы и сезоны такие данные характеризуются большей достоверностью.

Даниэль Каян [Cayan, 1992a,b] впервые на основе среднемесячных данных ICOADS выполнил работу по анализу межгодовой и сезонной изменчивости турбулентных потоков тепла и связанных с ней характеристик океана и мод атмосферной изменчивости. Он обнаружил высокие корреляции между изменчивостью потоков скрытого и явного тепла,

температуры поверхности моря и главными модами атмосферной изменчивости в Северном полушарии: Северо-Атлантическим Колебанием (САК) [van Loon and Rogers, 1978], Восточно-Атлантическим Колебанием (ВАК) [Barnston and Livezey, 1978], Тихоокеанско-Североамериканским Колебанием (ТСАК) [Leathers et al., 1991] и второй модой изменчивости атмосферного давления в северной части Тихого океана [Rogers, 1990]. Каян заключил, что крупномасштабные аномалии потоков скрытого и явного тепла в Северном полушарии управляются атмосферой на сезонных и межгодовых масштабах времени.

Настоящим прорывом в анализе крупномасштабного теплового взаимодействия океана и атмосферы, как и в целом в исследовании динамики атмосферы и океана, стало появление в 1990-х годах систем усвоения данных, оперативных анализов, а также реанализов. Системы усвоения данных обеспечивают оценку состояния атмосферы и океана - оперативный анализ в конкретный момент времени - путем расчета взвешенного среднего из большого количества наблюдений (метеорологических станций, кораблей, океанических буев, радиозондов, самолетов, спутников и других источников), что дает возможность получить динамически согласованную непрерывную в пространстве и времени картину состояния атмосферы и поверхности океана с использованием численной модели прогноза погоды. Оперативные анализы, создаваемые таким путем, имеют ограниченные возможности применения в климатических исследованиях из-за постоянного совершенствования систем наблюдения, методов усвоения данных и самих численных моделей прогноза погоды, что вносит зависимые от времени неоднородности (включая линейные тренды) в долгопериодные массивы данных об изменчивости атмосферных и океанских процессов. Предложенная в 1988 г. в работах [Bengtsson and Shukla, 1988] и [Trenberth and Olson, 1988] концепция построения реанализа для климатических исследований в 1990-х годах получила развитие на сегодняшний день уже в трех поколениях атмосферных реанализов. Реанализ является тем же оперативным анализом, но выполненным с «замороженной» на протяжении всего периода реанализа численной моделью атмосферы и системой усвоения данных, хотя само количество усваиваемой информации может меняться. Это позволяет в значительной степени избежать появления ложных трендов и неоднородностей, связанных с постоянно совершенствующейся численной моделью и системой усвоения данных. Именно реанализы позволили оценить крупномасштабную изменчивость динамики атмосферы и турбулентных потоков тепла из океана в атмосферу и имеют большой потенциал для оценки роли циклонов в формировании теплового взаимодействия между океаном и атмосферой.

Полученные на основе реанализов оценки турбулентных потоков тепла между атмосферой и океаном обладают сильной пространственно-временной изменчивостью в средних широтах. Причем синоптическая изменчивость гораздо выше сезонной и межгодовой, изменения могут достигать сотен и даже тысяч Вт/м2 в течение нескольких часов и в пределах сотен километров [Moore and Renfrew, 2002; Yau and Jean, 1989; Zolina and Gulev, 2003 и др.] в том числе для оценок, полученных по спутниковым данным [Гранков и Мильшин, 2004; Grankov and Milshin, 2010]. Сезонная изменчивость при этом характеризуется магнитудами до ±100 Вт/м , а межгодовая - десятками Вт/м2 [Zhao and McBean, 1986; Yu and Weller, 2007; Shaman, 2010; Gulev and Belyaev, 2012]. В этом отношении синоптическая изменчивость поверхностных турбулентных потоков тепла и экстремально высоких потоков тепла, безусловно, связана с синоптическими и мезомасштабными процессами в атмосфере -атмосферными циклонами, перемещающимися над неоднородной океанской поверхностью [Neiman and Shapiro, 1993; Alexander and Scott, 1997; Zolina and Gulev, 2003; Bond и Cronin, 2008].

Первыми, на основе глобальных 6-часовых данных, продемонстрировали связь синоптической изменчивости в атмосфере и турбулентного теплообмена Александр и Скотт в работе [Alexander and Scott, 1997]. Исследователи использовали эксперимент с моделью общей циркуляции атмосферы и океана длиной в 17 лет и обнаружили, что изменчивость турбулентных потоков тепла из океана в атмосферу на синоптическом масштабе связана с зарождением и распространением атмосферных циклонов. Позднее в работе [Zolina and Gulev, 2003] на основе лучшего на тот момент реанализа NCEP/NCAR [Kalnay et al., 1996; Kistler et al., 2001] было продемонстрировано, что аномалии турбулентных потоков тепла и аномалии давления на уровне море распространяются согласованно с запада на восток в Северной Атлантике. Позднее, в работе [Shaman et al., 2010] с использованием композитного анализа, было обнаружено присутствие циклона в области Гольфстрима каждый раз, когда суммарный поток тепла (скрытое+явное) превышал 350 Вт/м2 (~80-ый перцентиль для этого района). Таким образом, синоптическое тепловое взаимодействие океана и атмосферы однозначно определяется атмосферными циклонами, зарождение и распространение которых наблюдается одновременно с сильными аномалиями турбулентного потока тепла из океана в атмосферу. Стоит упомянуть, что на сегодняшний день не существует количественных доказательств главенствующего вклада атмосферных циклонов в процессы теплообмена между океаном и атмосферой. Также не существует прямого доказательства того, что изменчивость именно циклонической активности напрямую скореллирована с изменчивостью потоков тепла между

океаном и атмосферой. Одной из причин такого пробела является эйлеров подход к анализу изменчивости потоков тепла на всех временных масштабах, и изменчивости атмосферных параметров, когда статистики и потоков тепла, и состояния атмосферы и океана оцениваются на основе осредненных по времени характеристик океана и атмосферы в узлах регулярной сетки, без учета динамики отдельных вихрей, распространяющихся над океанской поверхностью вместе с аномалиями потока тепла. В работах [Rudeva and Gulev, 2011; Yuan et al., 2009; Patoux et al., 2009] был применен лагранжев подход к анализу роли циклонов в процессах турбулентного теплообмена, когда количественно оценивался как интегральный по площади циклона (ограниченного замкнутой изобарой) поток тепла, так и структура теплообмена в циклонах на основе данных за более чем 50 лет. В частности, было продемонстрировано, что формирование высоких положительных аномалий потоков тепла из океана в атмосферу происходит в тыловых частях циклонов, где наблюдается адвекция холодного и сухого воздуха из высоких широт и формирование сильных поверхностных температурно-влажностных градиентов между океанской поверхностью и приводным слоем атмосферы, а также высокие скорости ветра (рис. 2), что подтвердило и результаты более ранних исследований, основанных на анализе единичных случаев в Северной Атлантике в работах [Neiman and Shapiro, 1993; Yau and Jean, 1989; Bond and Fleagle, 1988].

Холодные вторжения и связанное с ними возникновение экстремально высоких потоков тепла в Северном полушарии наиболее интенсивны в Гренландском, Норвежском морях, море Ирмингера, а также в северо-западной и центральной частях Северной Атлантики [Kolstad et al., 2008].

И I I ГС— ИПТ^Г^

20 60 100 140 180 220 260 300 -20 20 60 100 140

Рисунок 2. Композитные картины атмосферного давления, скорости ветра, потоков скрытого (б) и явного (а) тепла, а также стандартные отклонения этих величин (показаны штриховыми линиями) для циклонов в Северной Атлантике, реанализ NCEP NCAR [Rudeva and Gulev, 2011]

Благоприятные условия для возникновения холодных вторжений также наблюдаются в прибрежных районах северной Канады и Гренландии, где ветры, дующие с континента на море (в том числе катабатические), вызывают адвекцию чрезвычайно холодного воздуха, взаимодействие которого с морской поверхностью вызывает мощную интенсификацию турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой. Пространственное распределение холодных вторжений, максимумов турбулентного теплообмена и циклонической активности тесно скоррелированы с индексом САК в Северной Атлантике [например, Visbeck et al., 2003]. Однако до сих пор остается неясным, насколько вероятно, что тыловая часть каждого циклона над океаном обеспечивает холодное вторжение достаточной интенсивности (сильные поверхностные температурно-влажностные градиенты на границе вода-воздух и высокие скорости ветра) для формирования экстремально высоких потоков тепла. Таким образом, для понимания и описания механизма формирования экстремально высоких потоков тепла из океана в атмосферу необходимо детальное количественное описание атмосферных условий и анализ различных типов циклонов, приводящих к возникновению экстремально высоких потоков тепла между океаном и атмосферой в средних широтах.

На первый взгляд, термическая несимметричность атмосферных среднеширотных циклонов предполагает наличие затока холодного воздуха в тыловой части каждого циклона, что указывает на то, что характер и изменчивость циклонической активности должны быть тесно связаны с режимом теплообмена между океаном и атмосферой. Однако в работе [Rudeva and Gulev, 2011] было показано, что несмотря на то, что в холодных секторах циклонов в Северной Атлантике возникают высокие аномалии потоков скрытого и явного тепла из океана в атмосферу, только 43% циклонов в Северной Атлантике характеризовались суммарным потоком тепла (скрытое+явное тепло) превышающим средние фоновые значения в Северной Атлантике. Вероятно, высокие значения суммарного потока тепла в холодных секторах циклонов частично компенсируются передачей тепла из атмосферы в океан в теплых секторах циклонов. Это согласуется и с исследованиями Юана и Пату [Yuan et al., 2009; Patoux et al., 2009], в которых было показано, что 90% тепла океан в Южном полушарии передает в атмосферу вне границ самих циклонов (рис. 3.).

2000 2001 2002 2003 2004 2005 Time (years}

Рисунок 3. Межгодовая изменчивость турбулентного потока скрытого тепла из океана в атмосферу в Южном полушарии, интегрально по площади всего Южного океана (нижняя кривая) и по площади, занятой циклонами (верхняя кривая) [Yuan et al., 2009]

Однако, компенсирующий эффект передней и тыловой частей циклона не объясняет существенную изменчивость интенсивности теплообмена от одной синоптической ситуации к другой. Это ставит целый ряд вопросов.

1. Все ли циклоны связаны с сильными потоками тепла из океана в атмосферу?

2. Существует ли особый тип циклонов, ответственный за формирование аномально высокого теплообмена между океаном и атмосферой?

3. Влияют ли характеристики жизненного цикла циклонов на изменчивость турбулентных потоков тепла из океана в атмосферу, формирование экстремально высоких потоков тепла и океанский тепловой бюджет?

Для ответа на эти вопросы необходимо детальное исследование механизмов и циркуляционных особенностей, приводящих к формированию изменчивости турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой на синоптическом, сезонном и межгодовом масштабах времени. Кроме того, важной задачей является исследование связи циклонической активности с крупномасштабным тепловым взаимодействием океана и атмосферы.

Упомянутые выше реанализы с 6-часовым (и выше) временным разрешением являются уникальным источником данных для исследования связи циклонической активности и процессов теплообмена между океаном и атмосферой, поскольку, с одной стороны, позволяют

проследить траекторию каждого циклона в атмосфере, а с другой - проанализировать динамику турбулентных потоков тепла на поверхности в совокупности с изменениями атмосферных и океанских параметров. Реанализы вполне достоверно (в сравнении с данными измерений океанических буев) воспроизводят турбулентные потоки тепла [Renfrew et al., 2002; Josey et al., 2013], что делает их оптимальными для изучения как взаимодействия океана и атмосферы на синоптическом масштабе для отдельных циклонов, так и для построения синоптических и климатологических обобщений. На сегодняшний день в мире создано 9 глобальных реанализов, условно объединяемых в три поколения (рис. 4). Наличие почти десятка глобальных реанализов является одним из источников неопределенностей как в оценках циклонической активности, так и в оценках турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой.

Рисунок 4. Глобальные и региональные реанализы, а также их временное перекрытие

Глобальная картина турбулентных потоков тепла и характеристики их изменчивости не могут быть получены на основе прямых измерений, требующих дорогостоящего оборудования и крайне сложных технически, если речь идет о массовых измерениях. За всю историю морской метеорологии имеется не более нескольких тысяч достоверных измерений турбулентных потоков тепла, которые крайне неоднородно распределены во времени и пространстве. Поэтому для получения глобальных данных о турбулентном теплообмене между океаном и атмосферой

для расчетов потоков применяются интегральные параметризации, основанные на так называемых балк формулах [Fairall et al., 2003; Josey et al., 2013].

В рамках этого подхода поток скрытого (Qe) и явного (Qh) тепла рассчитывается на основе массово измеряемых или диагностируемых численными моделями [Дианский и др., 2002; Volodin et al., 2010] параметров состояния атмосферы и океана. В том числе с использованием балк формул, в которые помимо известных постоянных входят напрямую измеренные параметры состояния атмосферы и океана: температура поверхности моря (Ts), температура воздуха на высоте 10 метров (Ta), скорость ветра (и), удельная влажность у поверхности моря (qs) и на высоте 10 метров (qa):

Qe = р L Ce и (qs- qa), (2)

Qh=p cp Chи (Ts - (Ta + yz)), (3)

где р - плотность воздуха, L - скрытая теплота испарения, CH и CE - коэффициенты обмена, зависящие от стратификации атмосферы и высоты наблюдений для явного и скрытого потоков тепла, меняющиеся в различных параметризациях (рис. 5), Cp - теплоемкость воздуха при постоянном давлении, yz - адиабатический градиент, z - высота измерений.

Рисунок 5. Зависимость коэффициентов обмена для параметризации турбулентного теплообмена от скорости ветра в различных схемах расчета турбулентного потока тепла и реанализах. Реанализы ECMWF - синий, реанализы NCEP - зеленый, схема [Large and Yeager, 2004] - розовый, схема COARE [Fairall et al., 1996] - красный и по данным прямых наблюдений

(символы) [Gulev et al., 2010]

Рассчитанные таким образом турбулентные потоки тепла могут существенно различаться в различных реанализах как в силу использования достаточно отличных друг от друга схем для определения коэффициентов обмена (рис. 5), так и различий в атмосферных параметрах приводного слоя в разных реанализах. В наиболее развитых реанализах последнего поколения схемы расчета коэффициентов обмена достаточно близки к определенным по

экспериментальным данным (рис. 5), тем не менее различия в абсолютных оценках потоков могут составлять до 50% в средних широтах. При этом синоптическая изменчивость потоков (в большей степени) и короткопериодная межгодовая изменчивость потоков (в меньшей степени) хорошо согласуются по данным разных реанализов.

Вторым важным вопросом является согласованность характеристик циклонической активности в различных реанализах. Неопределенности в оценках характеристик циклонической активности могут являться результатом как применения различных численных методов идентификации циклонов [Sinclair, 1997; Sinclair and Watterson, 1999; Simmonds and Keay, 2000a,b; Rudeva and Gulev, 2007; Raible et al., 2008 и др.], так и использования различных реанализов [Hodges et al., 2003, 2011; Bromwich et al., 2007; Raible et al., 2008; Allen et al., 2010]. За последние 20 лет реанализы существенно улучшались за счет использования более развитых моделей циркуляции, улучшения пространственного разрешения вплоть до 15 км (NCEP CFSR, ERA Interim, ASR), усовершенствования систем усвоения данных и объема усваиваемой информации. Существующие оценки циклонической активности в Северном полушарии [Hoskins and Hodges, 2002; Zolina and Gulev, 2002; Акперов и др., 2007; Hodges et al., 2011; Trigo, 2006; Wang et al., 2006; Bromwich et al., 2007; Loeptien et al., 2008; Raible et al. 2008], используя один или два реанализа, традиционно показывали существенные различия как в количестве циклонов, так и в характеристиках их жизненного цикла. При этом источник неопределенностей оставался неясным, поскольку различные численные алгоритмы адаптировались к разным реанализам. Детального рассмотрения «устойчивости» характеристик циклонической активности в различных реанализах и по данным разных методов идентификации циклонов, а также количественной оценки неопределенностей этих характеристик проведено не было.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тилинина Наталья Дмитриевна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акперов М.Г. Функции распределения вероятностей циклонов и антициклонов по данным реанализа и модели климата ИВМ РАН / М.Г. Акперов, М.Ю. Бардин, Е.М. Володин, Г.С. Голицын, И.И. Мохов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. - 2007. -Т. 43. - № 6. - С. 764-772.

2. Бардин М.Ю. Изменчивость характеристик циклонической активности в средней и верхней тропосфере умеренных широт Северного полушария / М.Ю. Бардин // Метеорология и Гидрология. - 1995. - Т. 2. - № 11. - С. 24-37.

3. Бардин М.Ю. Североатлантическое колебание и синоптическая изменчивость в Европейско-Атлантическом регионе в зимний период / М.Ю. Бардин, А. Б. Полонский // Изв. РАН. - 2005. - Т. 41. - № 2. - С. 3-13.

4. Будыко М.И. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ / М.И. Будыко -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1956. - 242 с.

5. Федоров К.Н. Приповерхностный слой океана / К.Н. Федоров, А.И. Гинзбург -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988. - 304 с.

6. Гранков А.Г. Взаимосвязь радиоизлучения системы океан-атмосфера с тепловыми и динамическими процессами на границе раздела / А.Г. Гранков, А.А. Мильшин - Москва: Физматлит, 2004. - 168 с.

7. Гулев С.К. Синоптическое взаимодействие океана и атмосферы в средних широтах / С.К. Гулев, А.В. Колинко, С.С. Лаппо - Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1994. - 320 с.

8. Дианский Н.А. Сигма-модель глобальной циркуляции океана и ее чувствительность к вариациям напряжения трения ветра / Н.А. Дианский, А.В. Багно, В.Б. Залесный // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. - 2002. - Т. 38. - № 4. - С. 537-556.

9. Золина О.В. Климатология циклонической активности в Северном полушарии и ее связь с процессами взаимодействия океана и атмосферы: диссертация на соискание ученой степени к. ф.-м.н., на правах рукописи / О.Г Золина - Москва, 2002. - 270 с.

10. Кислов А.В. Экстремумы скорости ветра в Арктике / А.В. Кислов, Т.А. Матвеева, В.С. Платонов // Фундаментальная и прикладная климатология. - 2015. - Т. 2. - С. 63-80.

11. Лаппо С.С. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан—атмосфера и энергоактивные зоны Мирового океана / С.С. Лаппо, С.К. Гулев, А.Е. Рождественский -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990. - 335 с.

12. Лаппо С. С. Среднемасштабные динамические процессы океана, возбуждаемые атмосферой / С.С. Лаппо - Москва: Наука, 1979. - 193 с.

13. Полонский А.Б. Влияние Североатлантического колебания на аномалии приземной температуры на территории Украины в холодный период / А.Б. Полонский, О.С. Брагина, И.А. Кибальчич // Вестник Одесского государственного экологического университета. - 2014. - № 17. - C. 205-213.

14. Полонский А.Б. Сезонная изменчивость завихренности касательного напряжения трения ветра и поверхностных течений в Северной Атлантике / А.Б. Полонский, И.Г. Шокурова, П. А. Сухонос // Морской гидрофизический журнал. - 2015. - № 2. - C. 43-56.

15. Рудева И.А. Жизненный цикл атмосферных внетропических циклонов Северного полушария и его связь с процессами взаимодействия океана и атмосферы: диссертация на соискание ученой степени к. ф.-м.н., на правах рукописи / И.А. Рудева - Москва, 2008. - 214 с.

16. Akima H. A New Method of Interpolation and Smooth Curve Fitting Based on Local Procedures / H. Akima // J. ACM. - 1970. - Vol. 17. - № 4. - P. 589-602.

17. Akperov M.G. Probability distributions for cyclones and anticyclones from the NCEP/NCAR reanalysis data and the INM RAS climate model / M.G. Akperov, M.Y. Bardin, E.M. Volodin, G.S. Golitsyn, I.I. Mokhov // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2007. - Vol. 43. - № 6. - P. 705-712.

18. Alexander M.A. Surface Flux Variability over the North Pacific and North Atlantic Oceans / M.A. Alexander, J.D. Scott // J. Clim. - 1997. - Vol. 10. - № 11. - P. 2963-2978.

19. Allen J.T. Explosive Cyclogenesis: A Global Climatology Comparing Multiple Reanalyses / J.T. Allen, A.B. Pezza, M.T. Black // J. Clim. - 2010. - Vol. 23. - № 24. - P. 6468-6484.

20. ALPERT P. Climatological analysis of Mediterranean cyclones using ECMWF data / P. ALPERT, B.U. NEEMAN, Y. SHAY-EL // Tellus A. - 1990. - Vol. 42. - № 1. - P. 65-77.

21. Andersson E. The ECMWF implementation of three-dimensional variational assimilation (3D-Var). III: Experimental results / E. Andersson, J. Haseler, P. Unden, P. Courtier, G. Kelly, D. Vasiljevic, C. Brankovic, C. Gaffard, A. Hollingsworth, C. Jakob, P. Janssen, E. Klinker, A. Lanzinger, M. Miller, F. Rabier, A. Simmons, B. Strauss, P. Viterbo, C. Cardinali, J.-N. Thepaut // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 1998. - Vol. 124. - № 550. - P. 1831-1860.

22. Argo Science Team The global array of profiling floats / Argo Science Team - Australian Bureau of Meteorology, 2001.- P. 248-258.

23. Assel R.A. A Great Lakes ice cover digital data set for winters 1973- 2000. / R. A. Assel, D. C. Norton, K. C. Cronk // NOAA Tech. Memo. GLERL-121. - 2002.

24. AYRAULT F. North Atlantic ultra high frequency variability / F. AYRAULT, F. LALAURETTE, A. JOLY, C. LOO // Tellus A. - 1995. - Vol. 47. - № 5. - P. 671-696.

25. Bardin M.Y. North Atlantic oscillation and synoptic variability in the European- Atlantic region in winter / M. Y. Bardin, A. B. Polonsky // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2005. - Vol. 41.

- P. 127-136.

26. Barnes E.A. Revisiting the evidence linking Arctic amplification to extreme weather in midlatitudes / E. A. Barnes // Geophys. Res. Lett. - 2013. - Vol. 40. - № 17. - P. 4734-4739.

27. Barnston A.G. Classification, Seasonality and Persistence of Low-Frequency Atmospheric Circulation Patterns / A. G. Barnston, R. E. Livezey // Mon. Weather Rev. - 1987. - Vol. 115.

- № 6. - P. 1083-1126.

28. Baurer P. The quiet revolution of numerical weather prediction / P. Bauer, A. Thorpe, G. Brunet // Nature. - 2015. - Vol. 525. - № 7567. - P. 47-55.

29. BENESTAD R.E. The use of a calculus-based cyclone identification method for generating storm statistics / R. E. BENESTAD, D. CHEN // Tellus A. - 2006. - Vol. 58. - № 4. - P. 473486.

30. Bengtsson L. Can climate trends be calculated from reanalysis data? / L. Bengtsson, S. Hagemann, K. I. Hodges // J. Geophys. Res. Atmos. - 2004. - Vol. 109. - № D11. - P. n/a-n/a.

31. Bengtsson L. Integration of Space and In Situ Observations to Study Global Climate Change / L. Bengtsson, J. Shukla // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1988. - Vol. 69. - № 10. - P. 11301143.

32. Bjerknes J. Atlantic Air-Sea Interaction / J. Bjerknes // Adv. Geophys. - 1964. - Vol. 10. - P. 1-81.

33. Blackmon M.L. Time Variation of 500 mb Height Fluctuations with Long, Intermediate and Short Time Scales as Deduced from Lag-Correlation Statistics / M. L. Blackmon, Y.-H. Lee, J. M. Wallace, H.-H. Hsu // J. Atmos. Sci. - 1984. - Vol. 41. - № 6. - P. 981-991.

34. Blender R. Cyclone Tracking in Different Spatial and Temporal Resolutions / R. Blender, M. Schubert // Mon. Weather Rev. - 2000. - Vol. 128. - № 2. - P. 377-384.

35. Blender R. Identification of cyclone track regimes in the North Atlantic / R. Blender, K. Fraedrich, F. Lunkeit // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 1997. - № 123. - P. 727-741.

36. Bond N.A. Regional Weather Patterns during Anomalous Air-Sea Fluxes at the Kuroshio Extension Observatory (KEO)* / N. A. Bond, M. F. Cronin // J. Clim. - 2008. - Vol. 21. - № 8. - P. 1680-1697.

37. Bourassa M.A. High-Latitude Ocean and Sea Ice Surface Fluxes: Challenges for Climate Research / M. A. Bourassa, S. T. Gille, C. Bitz, D. Carlson, I. Cerovecki, C. A. Clayson, M. F. Cronin, W. M. Drennan, C. W. Fairall, R. N. Hoffman, G. Magnusdottir, R. T. Pinker, I. A. Renfrew, M. Serreze, K. Speer, L. D. Talley, G. A. Wick // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2013. -Vol. 94. - № 3. - P. 403-423.

38. Bourles B. The Pirata Program: History, Accomplishments, and Future Directions / B. Bourles, R. Lumpkin, M. J. McPhaden, F. Hernandez, P. Nobre, E. Campos, L. Yu, S. Planton, A. Busalacchi, A. D. Moura, J. Servain, J. Trotte // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2008. - Vol. 89. -№ 8. - P. 1111-1125.

39. Branstator G. Organization of Storm Track Anomalies by Recurring Low-Frequency Circulation Anomalies / G. Branstator // J. Atmos. Sci. - 1995. - Vol. 52. - № 2. - P. 207-226.

40. Bromwich D. Arctic System Reanalysis: Call for Community Involvement / D. Bromwich, Y-H. Kuo, M. Serreze, J. Walsh, L.-S. Bai, M. Barlage, K. Hines, A. Slater // Eos, Trans. Am. Geophys. Union. - 2010. - Vol. 91. - № 2. - P. 13-14.

41. Bromwich D.H. A tropospheric assessment of the ERA-40, NCEP, and JRA-25 global reanalyses in the polar regions / D. H. Bromwich, R. L. Fogt, K. I. Hodges, J. E. Walsh // J. Geophys. Res. Atmos. - 2007. - Vol. 112. - № D10. - P. n/a-n/a.

42. Carnell E.R. An assessment of measures of storminess: simulated changes in northern hemisphere winter due to increasing CO2 / E. R. Carnell, A. C. Senior, B. J. F. Mitchell // Clim. Dyn. - 1996. - Vol. 12. - № 7. - P. 467-476.

43. Carnell E.R. Changes in mid-latitude variability due to increasing greenhouse gases and sulphate aerosols / E. R. Carnell, A. C. Senior // Clim. Dyn. - 1998. - Vol. 14. - № 5. - P. 369-383.

44. Cavalieri D.J. Sea ice algorithm in NASA Sea Ice Validation Program for the Defense Meteorological Satellite Program Special Sensor Microwave Imager: Final Repor / D. J. Cavalieri - , 1994.- P.NASA Tech. Memo. 104559, 126.

45. Cayan D.R. Latent and Sensible Heat Flux Anomalies over the Northern Oceans: The Connection to Monthly Atmospheric Circulation / D. R. Cayan // J. Clim. - 1992. - Vol. 5. -№ 4. - P. 354-369.

46. Cayan D.R. Latent and Sensible Heat Flux Anomalies over the Northern Oceans: Driving the Sea Surface Temperature / D. R. Cayan // J. Phys. Oceanogr. - 1992. - Vol. 22. - № 8. - P. 859-881.

47. Cayan D.R. Variability of latent and sensible heat fluxes estimated using bulk formulae / D. R. Cayan // Atmosphere-Ocean. - 1992. - Vol. 30. - № 1. - P. 1-42.

48. Chechin D.G. Idealized dry quasi 2-D mesoscale simulations of cold-air outbreaks over the marginal sea ice zone with fine and coarse resolution / D. G. Chechin, C. Lupkes, I. A. Repina, V. M. Gryanik // J. Geophys. Res. Atmos. - 2013. - Vol. 118. - № 16. - P. 8787-8813.

49. Chechin D.G. Influence of baroclinicity in the atmospheric boundary layer and Ekman friction on the surface wind speed during cold-air outbreaks in the Arctic / D. G. Chechin, E. V

Zabolotskikh, I. A. Repina, B. Shapron // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2015. - Vol. 51. - № 2. -P. 127-137.

50. Christoph M. Midwinter Suppression of Northern Hemisphere Storm Track Activity in the Real Atmosphere and in GCM Experiments / M. Christoph, U. Ulbrich, P. Speth // J. Atmos. Sci. - 1997. - Vol. 54. - № 12. - P. 1589-1599.

51. Compo G.P. The Twentieth Century Reanalysis Project / G. P. Compo, J. S. Whitaker, P. D. Sardeshmukh, N. Matsui, R. J. Allan, X. Yin, B. E. Gleason, R. S. Vose, G. Rutledge, P. Bessemoulin, S. Brönnimann, M. Brunet, R. I. Crouthamel, A. N. Grant, P. Y. Groisman, P. D. Jones, M. C. Kruk, A. C. Kruger, G. J. Marshall, M. Maugeri, H. Y. Mok, 0. Nordli, T. F. Ross, R. M. Trigo, X. L. Wang, S. D. Woodruff, S. J. Worley // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2011. - Vol. 137. - № 654. - P. 1-28.

52. Dee D.P. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system / D. P. Dee, S. M. Uppala, A. J. Simmons, P. Berrisford, P. Poli, S. Kobayashi, U. Andrae, M. A. Balmaseda, G. Balsamo, P. Bauer, P. Bechtold, A. C. M. Beljaars, L. van de Berg, J. Bidlot, N. Bormann, C. Delsol, R. Dragani, M. Fuentes, A. J. Geer, L. Haimberger, S.

B. Healy, H. Hersbach, E. V Holm, L. Isaksen, P. Källberg, M. Köhler, M. Matricardi, A. P. McNally, B. M. Monge-Sanz, J.-J. Morcrette, B.-K. Park, C. Peubey, P. de Rosnay, C. Tavolato, J.-N. Thepaut, F. Vitart // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2011. - Vol. 137. - № 656. - P. 553-597.

53. Derber J.C. The Use of TOVS Cloud-Cleared Radiances in the NCEP SSI Analysis System / J.

C. Derber, W.-S. Wu // Mon. Weather Rev. - 1998. - Vol. 126. - № 8. - P. 2287-2299.

54. Deser C. The Seasonal Atmospheric Response to Projected Arctic Sea Ice Loss in the Late Twenty-First Century / C. Deser, R. Tomas, M. Alexander, D. Lawrence // J. Clim. - 2010. -Vol. 23. - № 2. - P. 333-351.

55. Dronia H. On the accumulation of excessive low pressure systems over the North Atlantic during the winter season (November to march) 1988/89 to 1990/91 / H. Dronia // die Witterung im Ubersee. - 1991. - Vol. 39. - № 3. - P. 27.

56. Duchon C.E. Lanczos Filtering in One and Two Dimensions / C. E. Duchon // J. Appl. Meteorol. - 1979. - Vol. 18. - № 8. - P. 1016-1022.

57. Eden C. Mechanism of Interannual to Decadal Variability of the North Atlantic Circulation / C. Eden, J. Willebrand // J. Clim. - 2001. - Vol. 14. - № 10. - P. 2266-2280.

58. Fairall C.W. Bulk parameterization of air-sea fluxes for Tropical Ocean-Global Atmosphere Coupled-Ocean Atmosphere Response Experiment / C. W. Fairall, E. F. Bradley, D. P. Rogers, J. B. Edson, G. S. Young // J. Geophys. Res. Ocean. - 1996. - Vol. 101. - № C2. - P. 37473764.

59. Fleagle R.G. Atmosphere-ocean interaction in mid-latitude storms / R. G. Fleagle, N. A. Bond, W. A. Nuss // Meteorol. Atmos. Phys. - Vol. 38. - № 1. - P. 50-63.

60. Francis J.A. Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes / J. A. Francis, S. J. Vavrus // Geophys. Res. Lett. - 2012. - Vol. 39. - № 6. - P. n/a-n/a.

61. Giordani H. Sensitivity of Cyclogenesis to Sea Surface Temperature in the Northwestern Atlantic / H. Giordani, G. Caniaux // Mon. Weather Rev. - 2001. - Vol. 129. - № 6. - P. 12731295.

62. Grankov A.G. Analysis of the factors exciting the ocean-atmosphere heat interaction in the North Atlantic using satellite and vessel data / A. G. Grankov, A. A. Milshin // Int. J. Remote Sens. - 2010. - Vol. 31. - № 4. - P. 913-930.

63. Grigoriev S. Innovative software facilitates cyclone tracking and analysis / S. Grigoriev, S. Gulev, O. Zolina // Eos, Trans. Am. Geophys. Union. - 2000. - Vol. 81. - № 16. - P. 170.

64. Grumbine R.W. A posteriori filtering of sea ice concentration analyses / R. W. Grumbine // NCEP MMAB Tech. Note 282. - P. 7.

65. Gulev K.S. Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data / K. S. Gulev, O. Zolina, S. Grigoriev // Clim. Dyn. - 2001. -Vol. 17. - № 10. - P. 795-809.

66. Gulev S.K. Climatology and Interannual Variability in the Intensity of Synoptic-Scale Processes in the North Atlantic from the NCEP-NCAR Reanalysis Data / S. K. Gulev, T. Jung, E. Ruprecht // J. Clim. - 2002. - Vol. 15. - № 8. - P. 809-828.

67. Gulev S.K. North Atlantic Ocean control on surface heat flux on multidecadal timescales / S. K. Gulev, M. Latif, N. Keenlyside, W. Park, K. P. Koltermann // Nature. - 2013. - Vol. 499. -№ 7459. - P. 464-467.

68. Gulev S.K. Probability Distribution Characteristics for Surface Air-Sea Turbulent Heat Fluxes over the Global Ocean / S. K. Gulev, K. Belyaev // J. Clim. - 2012. - Vol. 25. - № 1. - P. 184206.

69. Gulev S.K. Surface energy and CO2 fluxes and sea ice for ocean monitoring and prediction. ESA special volume on OceanObs'09 , 2010.

70. Gulev S.K. Synoptic and subsynoptic variability in the North Atlantic as revealed by the Ocean Weather Station data / S. K. Gulev, O. Zolina, Y. Reva // Tellus A. - 2000. - Vol. 52. - № 3. -P. 323-329.

71. Hanley J. Objective identification and tracking of multicentre cyclones in the ERA-Interim reanalysis dataset / J. Hanley, R. Caballero // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2012. - Vol. 138. - № 664. - P. 612-625.

72. Harman J.R. Mean Monthly North American Anticyclone Frequencies, 1950-79 / J. R. Harman // Mon. Weather Rev. - 1987. - Vol. 115. - № 11. - P. 2840-2848.

73. Hayden B.P. Cyclone Occurrence Mapping: Equal Area or Raw Frequencies? / B. P. Hayden // Mon. Weather Rev. - 1981. - Vol. 109. - № 1. - P. 168-172.

74. Hewson T.D. Objective identification, typing and tracking of the complete life-cycles of cyclonic features at high spatial resolution / T. D. Hewson, H. A. Titley // Meteorol. Appl. -2010. - Vol. 17. - № 3. - P. 355-381.

75. Hines K.M. Artificial Surface Pressure Trends in the NCEP-NCAR Reanalysis over the Southern Ocean and Antarctica* / K. M. Hines, D. H. Bromwich, G. J. Marshall // J. Clim. -2000. - Vol. 13. - № 22. - P. 3940-3952.

76. Hodges K.I. A Comparison of Extratropical Cyclones in Recent Reanalyses ERA-Interim, NASA MERRA, NCEP CFSR, and JRA-25 / K. I. Hodges, R. W. Lee, L. Bengtsson // J. Clim.

- 2011. - Vol. 24. - № 18. - P. 4888-4906.

77. Hodges K.I. A Comparison of Recent Reanalysis Datasets Using Objective Feature Tracking: Storm Tracks and Tropical Easterly Waves / K. I. Hodges, B. J. Hoskins, J. Boyle, C. Thorncroft // Mon. Weather Rev. - 2003. - Vol. 131. - № 9. - P. 2012-2037.

78. Hodges K.I. A General Method for Tracking Analysis and Its Application to Meteorological Data / K. I. Hodges // Mon. Weather Rev. - 1994. - Vol. 122. - № 11. - P. 2573-2586.

79. Holdsworth A.M. The Influence of High-Frequency Atmospheric Forcing on the Circulation and Deep Convection of the Labrador Sea / A. M. Holdsworth, P. G. Myers // J. Clim. - 2015.

- Vol. 28. - № 12. - P. 4980-4996.

80. Hoskins B.J. A Diagnostic Study of the Dynamics of the Northern Hemisphere Winter of 198586 / B. J. Hoskins, P. D. Sardeshmukh // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 1987. - Vol. 113. - № 477. -P. 759-778.

81. Hoskins B.J. New Perspectives on the Northern Hemisphere Winter Storm Tracks / B. J. Hoskins, K. I. Hodges // J. Atmos. Sci. - 2002. - Vol. 59. - № 6. - P. 1041-1061.

82. Hoskins B.J. The Shape, Propagation and Mean-Flow Interaction of Large-Scale Weather Systems / B. J. Hoskins, I. N. James, G. H. White // J. Atmos. Sci. - 1983. - Vol. 40. - № 7. -P.1595-1612.

83. Hurrell J.W. Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation: Regional Temperatures and Precipitation / J. W. Hurrell // Science (80-. ). - 1995. - Vol. 269. - № 5224. - P. 676-679.

84. Inatsu M. The neighbor enclosed area tracking algorithm for extratropical wintertime cyclones / M. Inatsu // Atmos. Sci. Lett. - 2009. - Vol. 10. - № 4. - P. 267-272.

85. Ioannidou L. A climatology of the Northern Hemisphere winter anticyclones / L. Ioannidou, M. K. Yau // J. Geophys. Res. Atmos. - 2008. - Vol. 113. - № D8. - P. n/a-n/a.

86. Iwasaka N. Large Scale Air-Sea Interaction in the Northern Hemisphere from the Viewpoint of Variations in Surface Heat Flux from SVD Analysis / N. Iwasaka, J. M. Wallace // J. Meteorol. Soc. Japan. - 1995. - Vol. 73. - P. 781-794.

87. Josey S.A. Unexpected impacts of the Tropical Pacific array on reanalysis surface meteorology and heat fluxes / S. A. Josey, L. Yu, S. Gulev, X. Jin, N. Tilinina, B. Barnier, L. Brodeau // Geophys. Res. Lett. - 2014. - Vol. 41. - № 17. - P. 6213-6220.

88. Jung T. Sensitivity of extratropical cyclone characteristics to horizontal resolution in the ECMWF model / T. Jung, S. K. Gulev, I. Rudeva, V. Soloviov // Q. J. R. Meteorol. Soc. -2006. - Vol. 132. - № 619. - P. 1839-1857.

89. Kalnay E. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project / E. Kalnay, M. Kanamitsu, R. Kistler, W. Collins, D. Deaven, L. Gandin, M. Iredell, S. Saha, G. White, J. Woollen, Y. Zhu, A. Leetmaa, R. Reynolds, M. Chelliah, W. Ebisuzaki, W. Higgins, J. Janowiak, K. C. Mo, C. Ropelewski, J. Wang, R. Jenne, D. Joseph // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1996. - Vol. 77. - № 3. - P. 437-471.

90. Kanamitsu M. NCEP-DOE AMIP-II Reanalysis (R-2) / M. Kanamitsu, W. Ebisuzaki, J. Woollen, S.-K. Yang, J. J. Hnilo, M. Fiorino, G. L. Potter // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2002. -Vol. 83. - № 11. - P. 1631-1643.

91. KELSEY K. A NEW METHOD OF CHARTING STORM FREQUENCY / K. KELSEY // Mon. Weather Rev. - 1925. - Vol. 53. - № 6. - P. 251-252.

92. Kew S.F. Potential Vorticity Anomalies of the Lowermost Stratosphere: A 10-Yr Winter Climatology / S. F. Kew, M. Sprenger, H. C. Davies // Mon. Weather Rev. - 2010. - Vol. 138. - № 4. - P. 1234-1249.

93. Kistler R. The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation / R. Kistler, W. Collins, S. Saha, G. White, J. Woollen, E. Kalnay, M. Chelliah, W. Ebisuzaki, M. Kanamitsu, V. Kousky, H. van den Dool, R. Jenne, M. Fiorino // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2001. - Vol. 82. - № 2. - P. 247-267.

94. Kolstad E.W. Marine cold-air outbreaks in the North Atlantic: temporal distribution and associations with large-scale atmospheric circulation / E. W. Kolstad, T. J. Bracegirdle, I. A. Seierstad // Clim. Dyn. - 2008. - Vol. 33. - № 2. - P. 187-197.

95. Koltermann K.P. Decadal changes in the thermohaline circulation of the North Atlantic / K. P. Koltermann, A. V Sokov, V. P. Tereschenkov, S. A. Dobroliubov, K. Lorbacher, A. Sy // Deep Sea Res. Part II Top. Stud. Oceanogr. - 1999. - Vol. 46. - № 1-2. - P. 109-138.

96. Konda M. Surface Heat Flux Variations across the Kuroshio Extension as Observed by Surface Flux Buoys / M. Konda, H. Ichikawa, H. Tomita, M. F. Cronin // J. Clim. - 2010. - Vol. 23. -№ 19. - P. 5206-5221.

97. König W. Objective Identification of Cyclones in GCM Simulations / W. König, R. Sausen, F. Sielmann // J. Clim. - 1993. - Vol. 6. - № 12. - P. 2217-2231.

98. Kravtsov S. Empirical modeling and stochastic simulation of sea-level pressure variability / S. Kravtsov, N. Tilinina, Y. Zyulyaeva, S. K. Gulev // J. Appl. Meteorol. Climatol. - 2015. - Vol. accepted.

99. Lambert S.J. Intense extratropical northern hemisphere winter cyclone events: 1899-1991 / S. J. Lambert // J. Geophys. Res. Atmos. - 1996. - Vol. 101. - № D16. - P. 21319-21325.

100. Large W.G. Diurnal to decadal global forcing for ocean and sea-ice models: the data sets and flux climatologies / W. G. Large, S. G. Yeager - National Center for Atmospheric Research Boulder, 2004.

101. Large W.G. The global climatology of an interannually varying air--sea flux data set / W. G. Large, S. G. Yeager // Clim. Dyn. - 2008. - Vol. 33. - № 2. - P. 341-364.

102. Leathers D.J. The Pacific/North American Teleconnection Pattern and United States Climate. Part II: Temporal Characteristics and Index Specification / D. J. Leathers, M. A. Palecki // J. Clim. - 1992. - Vol. 5. - № 7. - P. 707-716.

103. Lim E.-P. Explosive Cyclone Development in the Southern Hemisphere and a Comparison with Northern Hemisphere Events / E.-P. Lim, I. Simmonds // Mon. Weather Rev. - 2002. -Vol. 130. - № 9. - P. 2188-2209.

104. Lionello P. Cyclones in the Mediterranean region: The present and the doubled CO2 climate scenarios / P. Lionello, F. Dalan, E. Elvini // Clim. Res. - 2002. - Vol. 22. - P. 147-159.

105. Loon H. van The Seesaw in Winter Temperatures between Greenland and Northern Europe. Part I: General Description / H. van Loon, J. C. Rogers // Mon. Weather Rev. - 1978. - Vol. 106. - № 3. - P. 296-310.

106. Löptien U. Cyclone life cycle characteristics over the Northern Hemisphere in coupled GCMs / U. Löptien, O. Zolina, S. Gulev, M. Latif, V. Soloviov // Clim. Dyn. - 2008. - Vol. 31. - № 5. - P. 507-532.

107. Ma X. Winter Extreme Flux Events in the Kuroshio and Gulf Stream Extension Regions and Relationship with Modes of North Pacific and Atlantic Variability / X. Ma, P. Chang, R. Saravanan, D. Wu, X. Lin, L. Wu, X. Wan // J. Clim. - 2015. - Vol. 28. - № 12. - P. 49504970.

108. Marshall J. The Labrador Sea deep convection experiment / J. Marshall, F. Dobson, K. Moore, P. Rhines, M. Visbeck, E. d'Asaro, K. Bumke, S. Chang, R. Davis, K. Fischer, others // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1998. - Vol. 79. - № 10. - P. 2033-2058.

109. McNally A.P. The use of TOVS level-1b radiances in the NCEP SSI analysis system / A. P. McNally, J. C. Derber, W. Wu, B. B. Katz // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2000. - Vol. 126. - № 563. - P. 689-724.

110. McPhaden M.J. A TOGA Retrospective / M. J. McPhaden, A. J. Busalacchi, D. L. T. Anderson // Oceanography. - 2010. - Vol. 23. - № 3. - P. 86-103.

111. Minobe S. Atmospheric Response to the Gulf Stream: Seasonal Variations* / S. Minobe, M. Miyashita, A. Kuwano-Yoshida, H. Tokinaga, S.-P. Xie // J. Clim. - 2010. - Vol. 23. - № 13. -P. 3699-3719.

112. Minobe S. Influence of the Gulf Stream on the troposphere / S. Minobe, A. Kuwano-Yoshida, N. Komori, S.-P. Xie, R. J. Small // Nature. - 2008. - Vol. 452. - № 7184. - P. 206-209.

113. Mitchell J.M. An overview of climatic variability and its causal mechanisms / J. M. Mitchell // Quat. Res. - 1976. - Vol. 6. - № 4. - P. 481-493.

114. Moore G.W.K. An Assessment of the Surface Turbulent Heat Fluxes from the NCEP-NCAR Reanalysis over the Western Boundary Currents / G. W. K. Moore, I. A. Renfrew // J. Clim. -2002. - Vol. 15. - № 15. - P. 2020-2037.

115. Moore G.W.K. What causes the location of the air-sea turbulent heat flux maximum over the Labrador Sea? / G. W. K. Moore, R. S. Pickart, I. A. Renfrew, K. Vage // Geophys. Res. Lett. -2014. - Vol. 41. - № 10. - P. 3628-3635.

116. Murray R.J. A numerical scheme for tracking cyclone centres from digital data. Part I: development and operation of the scheme / R. J. Murray, I. Simmonds // Aust. Met. Mag. -1991. - Vol. 39. - P. 155-166.

117. Neiman P.J. The Life Cycle of an Extratropical Marine Cyclone. Part I: Frontal-Cyclone Evolution and Thermodynamic Air-Sea Interaction / P. J. Neiman, M. A. Shapiro // Mon. Weather Rev. - 1993. - Vol. 121. - № 8. - P. 2153-2176.

118. Neu U. IMILAST: A Community Effort to Intercompare Extratropical Cyclone Detection and Tracking Algorithms / U. Neu, M. G. Akperov, N. Bellenbaum, R. Benestad, R. Blender, R. Caballero, A. Cocozza, H. F. Dacre, Y. Feng, K. Fraedrich, J. Grieger, S. Gulev, J. Hanley, T. Hewson, M. Inatsu, K. Keay, S. F. Kew, I. Kindem, G. C. Leckebusch, M. L. R. Liberato, P. Lionello, I. I. Mokhov, J. G. Pinto, C. C. Raible, M. Reale, I. Rudeva, M. Schuster, I. Simmonds, M. Sinclair, M. Sprenger, N. D. Tilinina, I. F. Trigo, S. Ulbrich, U. Ulbrich, X. L. Wang, H. Wernli // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2013. - V. 94 - № 4 - P. 529-547.

119. ONOGI K. The JRA-25 Reanalysis / K. ONOGI, J. TSUTSUI, H. KOIDE, M. SAKAMOTO, S. KOBAYASHI, H. HATSUSHIKA, T. MATSUMOTO, N. YAMAZAKI, H. KAMAHORI, K. TAKAHASHI, S. KADOKURA, K. WADA, K. KATO, R. OYAMA, T. OSE, N.

MANNOJI, R. TAIRA // J. Meteorol. Soc. Japan. Ser. II. - 2007. - Vol. 85. - № 3. - P. 369432.

120. Orlanski I. Poleward Deflection of Storm Tracks / I. Orlanski // J. Atmos. Sci. - 1988. - Vol. 55. - № 16. - P. 2577-2602.

121. Patoux J. Satellite-based midlatitude cyclone statistics over the Southern Ocean: 1. Scatterometer-derived pressure fields and storm tracking / J. Patoux, X. Yuan, C. Li // J. Geophys. Res. Atmos. - 2009. - Vol. 114. - № D4. - P. n/a-n/a.

122. Pinto J.G. Changes in storm track and cyclone activity in three SRES ensemble experiments with the ECHAM5/MPI-OM1 GCM / J. G. Pinto, U. Ulbrich, G. C. Leckebusch, T. Spangehl, M. Reyers, S. Zacharias // Clim. Dyn. - 2007. - Vol. 29. - № 2. - P. 195-210.

123. Pinto J.G. Factors contributing to the development of extreme North Atlantic cyclones and their relationship with the NAO / J. G. Pinto, S. Zacharias, A. H. Fink, G. C. Leckebusch, U. Ulbrich // Clim. Dyn. - 2009. - Vol. 32. - № 5. - P. 711-737.

124. Polonsky A.B. Low-frequency variability of storms in the northern Black Sea and associated processes in the ocean-atmosphere system / A. B. Polonsky, V. Naumova, V. Evstigneev, E. Voskresenskaya // Reg. Environ. Chang. - 2014. - Vol. 14. - № 5. - P. 1861-1871.

125. Polonsky A.B. On the response of the ocean upper layer to synoptic variability of the atmosphere / A. B. Polonsky, S. A. Baev, A. Diakite // Dyn. Atmos. Ocean. - 1992. - Vol. 16.

- № 3-4. - P. 225-248.

126. Polonsky A.B. Variability of extratropical cyclonic activity in the Northern Hemisphere associated with global processes in the ocean-atmosphere system / A. B. Polonsky, M. Y. Bardin, E. Voskresenskaya - USA-Canada: Nova Science Publishers, Inc., 2012.- Chapter 8, P. 161-196.

127. Raible C.C. Northern Hemisphere Extratropical Cyclones: A Comparison of Detection and Tracking Methods and Different Reanalyses / C. C. Raible, P. M. Della-Marta, C. Schwierz, H. Wernli, R. Blender // Mon. Weather Rev. - 2008. - Vol. 136. - № 3. - P. 880-897.

128. Renfrew I.A. A Comparison of Surface Layer and Surface Turbulent Flux Observations over the Labrador Sea with ECMWF Analyses and NCEP Reanalyses / I. A. Renfrew, G. W. K. Moore, P. S. Guest, K. Bumke // J. Phys. Oceanogr. - 2002. - Vol. 32. - № 2. - P. 383-400.

129. Renfrew I.A. An extreme cold-air outbreak over the Labrador Sea: Roll vortices and air-sea interaction / I. A. Renfrew, G. W. K. Moore // Mon. Weather Rev. - 1999. - Vol. 127. - № 10.

- P. 2379-2394.

130. Rienecker M.M. MERRA: NASA's Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications / M. M. Rienecker, M. J. Suarez, R. Gelaro, R. Todling, J. Bacmeister, E. Liu, M. G. Bosilovich, S. D. Schubert, L. Takacs, G.-K. Kim, S. Bloom, J. Chen, D. Collins, A.

Conaty, A. da Silva, W. Gu, J. Joiner, R. D. Koster, R. Lucchesi, A. Molod, T. Owens, S. Pawson, P. Pegion, C. R. Redder, R. Reichle, F. R. Robertson, A. G. Ruddick, M. Sienkiewicz, J. Woollen // J. Clim. - 2011. - Vol. 24. - № 14. - P. 3624-3648.

131. Roebber P.J. On the Statistical Analysis of Cyclone Deepening Rates / P. J. Roebber // Mon. Weather Rev. - 1989. - Vol. 117. - № 10. - P. 2293-2298.

132. Rogers E. An Investigation of Explosively Deepening Oceanic Cyclones / E. Rogers, L. F. Bosart // Mon. Weather Rev. - 1986. - Vol. 114. - № 4. - P. 702-718.

133. Rogers J.C. North Atlantic Storm Track Variability and Its Association to the North Atlantic Oscillation and Climate Variability of Northern Europe / J. C. Rogers // J. Clim. - 1997. - Vol.

10. - № 7. - P. 1635-1647.

134. Rogers J.C. Patterns of Low-Frequency Monthly Sea Level Pressure Variability (1899-1986) and Associated Wave Cyclone Frequencies / J. C. Rogers // J. Clim. - 1990. - Vol. 3. - № 12. - P.1364-1379.

135. Rudeva I. Climatology of Cyclone Size Characteristics and Their Changes during the Cyclone Life Cycle / I. Rudeva, S. K. Gulev // Mon. Weather Rev. - 2007. - Vol. 135. - № 7. - P. 2568-2587.

136. Rudeva I. Composite Analysis of North Atlantic Extratropical Cyclones in NCEP-NCAR Reanalysis Data / I. Rudeva, S. K. Gulev // Mon. Weather Rev. - 2011. - Vol. 139. - № 5. - P. 1419-1446.

137. Rudeva I. The sensitivity of characteristics of cyclone activity to identification procedures in tracking algorithms / I. Rudeva, S. Gulev, I. Simmonds, N. Tilinina // Tellus A. - 2014. - Vol. 66. - № 0.

138. Saha S. The NCEP Climate Forecast System Reanalysis / S. Saha, S. Moorthi, H.-L. Pan, M. Goldberg // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2010. - Vol. 91. - № 8. - P. 1015-1057.

139. Sanders F. Explosive Cyclogenesis over the West-Central North Atlantic Ocean, 1981-84. Part

11. Evaluation of LFM Model Performance / F. Sanders // Mon. Weather Rev. - 1986. - Vol. 114. - № 11. - P. 2207-2218.

140. Sanders F. Synoptic-Dynamic Climatology of the "Bomb" / F. Sanders, J. R. Gyakum // Mon. Weather Rev. - 1980. - Vol. 108. - № 10. - P. 1589-1606.

141. Sasaki Y.N. Influence of the Kuroshio in the East China Sea on the Early Summer (Baiu) Rain / Y. N. Sasaki, S. Minobe, T. Asai, M. Inatsu // J. Clim. - 2012. - Vol. 25. - № 19. - P. 66276645.

142. Schinke H. On the occurrence of deep cyclones over Europe and the North Atlantic in the period 1930-1991 / H. Schinke // Beitr. Phys. Atmos. - 1993. - Vol. 66. - P. 223-227.

143. Schubert S.D. Subseasonal Variations in Warm-Season Moisture Transport and Precipitation over the Central and Eastern United States / S. D. Schubert, H. M. Helfand, C.-Y. Wu, W. Min // J. Clim. - 1998. - Vol. 11. - № 10. - P. 2530-2555.

144. Screen J.A. Dramatic interannual changes of perennial Arctic sea ice linked to abnormal summer storm activity / J. A. Screen, I. Simmonds, K. Keay // J. Geophys. Res. Atmos. - 2011. - Vol. 116. - № D15. - P. n/a-n/a.

145. Selivanova J. V An impact of sea-ice cover on the ocean-atmosphere turbulent heat fluxes in the Artic / J. V Selivanova, N. D. Tilinina, S. K. Gulev, S. A. Dobrolyubov // Oceanology. -2016. - Vol. 56. - № 1. - P. 18-22.

146. Serreze M.C. Characteristics of Arctic synoptic activity, 1952--1989 / M. C. Serreze, J. E. Box, R. G. Barry, J. E. Walsh // Meteorol. Atmos. Phys. - Vol. 51. - № 3. - P. 147-164.

147. Serreze M.C. Climatological aspects of cyclone development and decay in the Arctic / M. C. Serreze // Atmosphere-Ocean. - 1995. - Vol. 33. - № 1. - P. 1-23.

148. Serreze M.C. Icelandic Low Cyclone Activity: Climatological Features, Linkages with the NAO, and Relationships with Recent Changes in the Northern Hemisphere Circulation / M. C. Serreze, F. Carse, R. G. Barry, J. C. Rogers // J. Clim. - 1997. - Vol. 10. - № 3. - P. 453-464.

149. Serreze M.C. Synoptic Activity in the Arctic Basin, 1979-85 / M. C. Serreze, R. G. Barry // J. Clim. - 1988. - Vol. 1. - № 12. - P. 1276-1295.

150. Serreze M.C. The Summer Cyclone Maximum over the Central Arctic Ocean / M. C. Serreze, A. P. Barrett // J. Clim. - 2008. - Vol. 21. - № 5. - P. 1048-1065.

151. Shaman J. Air-Sea Fluxes over the Gulf Stream Region: Atmospheric Controls and Trends / J. Shaman, R. M. Samelson, E. Skyllingstad // J. Clim. - 2010. - Vol. 23. - № 10. - P. 26512670.

152. Shkolnik I.M. Cyclonic activity in high latitudes as simulated by a regional atmospheric climate model: added value and uncertainties / I. M. Shkolnik, S. V Efimov // Environ. Res. Lett. - 2013. - Vol. 8. - № 4. - P. 45007.

153. Simmonds I. A refinement of cyclone tracking methods with data from FROST / I. Simmonds, R. J. Murray, R. M. Leighton // Aust. Meteorol. Mag. - 1999. - № Special Issue. - P. 35-49.

154. Simmonds I. Mean Southern Hemisphere Extratropical Cyclone Behavior in the 40-Year NCEP-NCAR Reanalysis / I. Simmonds, K. Keay // J. Clim. - 2000. - Vol. 13. - № 5. - P. 873-885.

155. Simmonds I. The great Arctic cyclone of August 2012 / I. Simmonds, I. Rudeva // Geophys. Res. Lett. - 2012. - Vol. 39. - № 23. - P. n/a-n/a.

156. Simmonds I. Variability of Southern Hemisphere Extratropical Cyclone Behavior, 1958-97 / I. Simmonds, K. Keay // J. Clim. - 2000. - Vol. 13. - № 3. - P. 550-561.

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

Simmons A. ERAInterim: New ECMWF reanalysis products from 1989 onwards / A. Simmons, S. M. Uppala, D. P. Dee, S. Kobayashi - Reading, United Kingdom, 2007. Вып. No. 110- P.25-35.

Simmons A.J. Some aspects of the improvement in skill of numerical weather prediction / A. J. Simmons, A. Hollingsworth // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2002. - Vol. 128. - № 580. - P. 647677.

Sinclair M.R. An Objective Cyclone Climatology for the Southern Hemisphere / M. R. Sinclair // Mon. Weather Rev. - 1994. - Vol. 122. - № 10. - P. 2239-2256.

Sinclair M.R. Objective Assessment of Extratropical Weather Systems in Simulated Climates / M. R. Sinclair, I. G. Watterson // J. Clim. - 1999. - Vol. 12. - № 12. - P. 3467-3485. Sinclair M.R. Objective Identification of Cyclones and Their Circulation Intensity, and Climatology / M. R. Sinclair // Weather Forecast. - 1997. - Vol. 12. - № 3. - P. 595-612. Small R.J. Air-sea interaction over ocean fronts and eddies / R. J. Small, S. P. deSzoeke, S. P. Xie, L. O'Neill, H. Seo, Q. Song, P. Cornillon, M. Spall, S. Minobe // Dyn. Atmos. Ocean. -2008. - Vol. 45. - № 3-4. - P. 274-319.

Solomon S. IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor, H. L. Miller - Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2007. - 996p.

Stein O. A reconstructed time series of the number of extreme low pressure events since 1880 / O. Stein, A. Hense // Meteorol. Zeitschrift. - 1994. - Vol. 3. - № 1. - P. 43-46. Sterl A. On the (In)Homogeneity of Reanalysis Products / A. Sterl // J. Clim. - 2004. - Vol. 17. - № 19. - P. 3866-3873.

Steward R.E. On the nature of rapidly deepening Canadian East Coast winter storms / R. E. Steward, N. R. Donaldson // Atmosphere-Ocean. - 1989. - Vol. 27. - № 1. - P. 87-107. Stroeve J. Arctic sea ice decline: Faster than forecast / J. Stroeve, M. M. Holland, W. Meier, T. Scambos, M. Serreze // Geophys. Res. Lett. - 2007. - Vol. 34. - № 9. - P. n/a-n/a. Talley L.D. Distribution and Circulation of Labrador Sea Water / L. D. Talley, M. S. McCartney // J. Phys. Oceanogr. - 1982. - Vol. 12. - № 11. - P. 1189-1205. Tanimoto Y. An active role of extratropical sea surface temperature anomalies in determining anomalous turbulent heat flux / Y. Tanimoto, H. Nakamura, T. Kagimoto, S. Yamane // J. Geophys. Res. Ocean. - 2003. - Vol. 108. - № 10. - C.

Taylor K.E. An Analysis of the Biases in Traditional Cyclone Frequency Maps / K. E. Taylor // Mon. Weather Rev. - 1986. - Vol. 114. - № 8. - P. 1481-1490.

171. Tilinina N. Comparing Cyclone Life Cycle Characteristics and Their Interannual Variability in Different Reanalyses / N. Tilinina, S. K. Gulev, I. Rudeva, P. Koltermann // J. Clim. - 2013. -T. 26 - № 17 - 6419-6438c.

172. Tilinina N. New view of Arctic cyclone activity from the Arctic system reanalysis / N. Tilinina, S. K. Gulev, D. H. Bromwich // Geophys. Res. Lett. - 2014. - Vol. 41. - № 5. - P. 1766-1772.

173. Trenberth K.E. An Evaluation and Intercomparison of Global Analyses from the National Meteorological Center and the European Centre for Medium Range Weather Forecasts / K. E. Trenberth, J. G. Olson // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1988. - Vol. 69. - № 9. - P. 1047-1057.

174. Trenberth K.E. Atmospheric Moisture Transports from Ocean to Land and Global Energy Flows in Reanalyses / K. E. Trenberth, J. T. Fasullo, J. Mackaro // J. Clim. - 2011. - Vol. 24. -№ 18. - P. 4907-4924.

175. Trenberth K.E. Storm Tracks in the Southern Hemisphere / K. E. Trenberth // J. Atmos. Sci. -1991. - Vol. 48. - № 19. - P. 2159-2178.

176. Treut H. Le Comparion of observed and simulated cyclone frequency distribution as determined by an objective method / H. Le Treut, E. Kalnay // Atmosfera. - 1991. - № 3. - P. 57-71.

177. Trigo I.F. Climatology and interannual variability of storm-tracks in the Euro-Atlantic sector: a comparison between ERA-40 and NCEP/NCAR reanalyses / I. F. Trigo // Clim. Dyn. - 2006. -Vol. 26. - № 2. - P. 127-143.

178. Ulbrich U. A shift of the NAO and increasing storm track activity over Europe due to anthropogenic greenhouse gas forcing / U. Ulbrich, M. Christoph // Clim. Dyn. - 1999. - Vol. 15. - № 7. - P. 551-559.

179. Ulbrich U. Are Greenhouse Gas Signals of Northern Hemisphere winter extra-tropical cyclone activity dependent on the identification and tracking algorithm? / U. Ulbrich, G. C. Leckebusch, J. Grieger, M. Schuster, M. Akperov, M. Y. Bardin, Y. Feng, S. Gulev, M. Inatsu, K. Keay, S. F. Kew, M. L. R. Liberato, P. Lionello, I. I. Mokhov, U. Neu, J. G. Pinto, C. C. Raible, M. Reale, I. Rudeva, I. Simmonds, N. D. Tilinina, I. F. Trigo, S. Ulbrich, , Wang // Meteorol. Zeitschrift. - 2013. - Vol. 22. - № 1. - P. 61-68.

180. Uppala S.M. The ERA-40 re-analysis / S. M. Uppala, P. W. KÄllberg, A. J. Simmons, U. Andrae, V. D. C. Bechtold, M. Fiorino, J. K. Gibson, J. Haseler, A. Hernandez, G. A. Kelly, X. Li, K. Onogi, S. Saarinen, N. Sokka, R. P. Allan, E. Andersson, K. Arpe, M. A. Balmaseda, A. C. M. Beljaars, L. Van De Berg, J. Bidlot, N. Bormann, S. Caires, F. Chevallier, A. Dethof, M. Dragosavac, M. Fisher, M. Fuentes, S. Hagemann, E. Holm, B. J. Hoskins, L. Isaksen, P. A. E. M. Janssen, R. Jenne, A. P. Mcnally, J.-F. Mahfouf, J.-J. Morcrette, N. A. Rayner, R. W.

Saunders, P. Simon, A. Sterl, K. E. Trenberth, A. Untch, D. Vasiljevic, P. Viterbo, J. Woollen // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2005. - Vol. 131. - № 612. - P. 2961-3012.

181. Vanniere B. A potential vorticity signature for the cold sector of winter extratropical cyclones / B. Vanniere, A. Czaja, H. Dacre, T. Woollings, R. Parfitt // Q. J. R. Meteorol. Soc. - 2016. -Vol. 142. - № 694. - P. 432-442.

182. Verezemskaya P. Mesocyclone activity over the Southern Ocean from satellite infrared mosaics for winter 2004 / P. Verezemskaya, I. Renfrew, N. Tilinina, V. Stepanenko, D. Chechin, S. Gulev // Geophys. Res. Lett. - 2016. - submitted.

183. Visbeck M. The Ocean's Response to North Atlantic Oscillation Variability, in The North Atlantic Oscillation: Climatic Significance and Environmental Impact Washington: John Wiley & Sons, Ltd, 2003. - P.113-145.

184. Volodin E.M. Simulating present-day climate with the INMCM4.0 coupled model of the atmospheric and oceanic general circulations / E. M. Volodin, N. A. Dianskii, A. V Gusev // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2010. - Vol. 46. - № 4. - P. 414-431.

185. Wallace J.M. Relationship between Cyclone Tracks, Anticyclone Tracks and Baroclinic Waveguides / J. M. Wallace, G.-H. Lim, M. L. Blackmon // J. Atmos. Sci. - 1988. - Vol. 45. -№ 3. - P. 439-462.

186. Wang X.L. Observed Changes in Cyclone Activity in Canada and Their Relationships to Major Circulation Regimes / X. L. Wang, H. Wan, V. R. Swail // J. Clim. - 2006. - Vol. 19. - № 6. -P.896-915.

187. Wernli H. Surface Cyclones in the ERA-40 Dataset (1958-2001). Part I: Novel Identification Method and Global Climatology / H. Wernli, C. Schwierz // J. Atmos. Sci. - 2006. - Vol. 63. -№ 10. - P. 2486-2507.

188. White G. Intercomparison of surface marine fluxes from GEOS-1/DAS, ECMWF/ERA and NCEP/NCAR Reanalyses Phoenix, 1998.

189. White G. Long-term trends in the NCEP/NCAR reanalysis / G. White - Reading, United Kingdom: WMO, 2000. - P. 54-57.

190. Woodruff S.D. A Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set / S. D. Woodruff, R. J. Slutz, R. L. Jenne, P. M. Steurer // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1987. - Vol. 68. - № 10. - P. 1239-1250.

191. Woodruff S.D. ICOADS Release 2.5: extensions and enhancements to the surface marine meteorological archive / S. D. Woodruff, S. J. Worley, S. J. Lubker, Z. Ji, J. Eric Freeman, D. I. Berry, P. Brohan, E. C. Kent, R. W. Reynolds, S. R. Smith, C. Wilkinson // Int. J. Climatol. -2011. - Vol. 31. - № 7. - P. 951-967.

192. Woollings T. The North Atlantic Jet Stream under Climate Change and Its Relation to the NAO and EA Patterns / T. Woollings, M. Blackburn // J. Clim. - 2012. - Vol. 25. - № 3. - P. 886902.

193. Yau M.K. Synoptic aspects and physical processes in the rapidly intensifying cyclone of 6-8 March 1986 / M. K. Yau, M. Jean // Atmosphere-Ocean. - 1989. - Vol. 27. - № 1. - P. 59-86.

194. Yu L. Objectively Analyzed Air-Sea Heat Fluxes for the Global Ice-Free Oceans (1981-2005) / L. Yu, R. A. Weller // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 2007. - Vol. 88. - № 4. - P. 527-539.

195. Yuan X. Satellite-based midlatitude cyclone statistics over the Southern Ocean: 2. Tracks and surface fluxes / X. Yuan, J. Patoux, C. Li // J. Geophys. Res. Atmos. - 2009. - Vol. 114. - № D4. - P. n/a-n/a.

196. Zhang J. The impact of an intense summer cyclone on 2012 Arctic sea ice retreat / J. Zhang, R. Lindsay, A. Schweiger, M. Steele // Geophys. Res. Lett. - 2013. - Vol. 40. - № 4. - P. 720726.

197. Zhang X. Climatology and Interannual Variability of Arctic Cyclone Activity: 1948-2002 / X. Zhang, J. E. Walsh, J. Zhang, U. S. Bhatt, M. Ikeda // J. Clim. - 2004. - Vol. 17. - № 12. - P. 2300-2317.

198. Zhao Y.P. Annual and interannual variability of the North Pacific ocean-to-atmosphere total heat transfer / Y. P. Zhao, G. A. McBean // Atmosphere-Ocean. - 1986. - Vol. 24. - № 3. - P. 265-282.

199. Zolina O. Improving the Accuracy of Mapping Cyclone Numbers and Frequencies / O. Zolina, S. K. Gulev // Mon. Weather Rev. - 2002. - Vol. 130. - № 3. - P. 748-759.

200. Zolina O. Synoptic Variability of Ocean-Atmosphere Turbulent Fluxes Associated with Atmospheric Cyclones / O. Zolina, S. K. Gulev // J. Clim. - 2003. - Vol. 16. - № 16. - P. 2717-2734.