Индексы меридиональности и зональности при потеплении в стратосфере

В последнем разделе главы седьмой на отдельных примерах было показано изменение индекса меридиональности в связи с солнечной активностью. Здесь же рассмотрим результаты исследований связи между процессами в тропосфере и стратосфере и причины преобразования циркуляции воздуха в стратосфере, для чего были использованы индексы меридиональности и зональности.

Эти индексы по ежедневным картам барической топографии вычислены для ряда районов в средней трапосфере (АТ₅₀₀) в отделе долгосрочных прогнозов погоды Гидрометцентра СССР и нижней стратосфере (АТ₁₀₀) сотрудниками автора за пять лет (1958— 1959, 1961 —1963 гг.). Для характеристики интенсивности циркуляции в стратосфере индексы I_з и I_м частично были вычислены и на поверхностях 100, 50, 30 и 10 мб за 1958 г. [143].

В результате вычислений получено, что интенсивность зональной и меридиональной циркуляции в тропосфере имеет четко выраженный годовой ход. Он еще более ярко проявляется в стратосфере, при этом между процессами в обеих сферах существует тесная связь. Выражается она в том, что изменение характера циркуляции в тропосфере сопровождается однотипными ее изменениями в стратосфере, которые протекают как синхронно, так и с запаздыванием в стратосфере на 1—2 суток.

В табл. 25приведены данные, характеризующие изменения величин индексов меридиональной циркуляции в январе 1963 г. Они интересны тем, что в этом месяце над районом Атлантики и Европы (район I), Северной Америкой и Западной Атлантикой (район III) развились особенно активные процессы преобразования полей температуры и давления.

Таб. 25. Индексы меридиональной составляющей циркуляции (I_м) в январе 1963 г

Как следует из табл. 25, 9 января наблюдался зональный процесс и величины индексов меридиональной циркуляции в обоих районах на всех шести поверхностях были близки к средним их значениям. Однако начиная с 12—13 января меридиональность на всех поверхностях стала постепенно возрастать, что хорошо видно по увеличению значений I_м. При этом максимальные значения I_м на поверхностях 500 и 100 мб приблизительно в 2— 2,5 раза превысили средние значения за пятилетие. Заметим также, что на более высоких поверхностях (выше 100 мб) они появились по сравнению с нижележащими поверхностями с некоторым опозданием.

Такой ход индекса циркуляции указывает на сильное возрастание интенсивности меридионального процесса до высоты около 30 км. В результате уже в начале двадцатых чисел января в стратосфере высоких и средних широт образовалось ярко выраженное деформационное поле.

Приведенный выше пример относится к числу исключительно интенсивных преобразований циркуляции, которые распространяются на все полушарие и осуществляются сравнительно редко. Однако аналогичную картину показали расчеты I_з и I_м и для других процессов, менее интенсивных, но часто развивающихся в холодный период года. Результаты расчетов для одного из таких случаев (20—23 декабря 1965 г.) помещены ниже.