Связь формирования экстремальных осадков на юге Сибири с процессами опрокидывания волн Россби и атмосферного блокирования

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-27-00167

НазваниеСвязь формирования экстремальных осадков на юге Сибири с процессами опрокидывания волн Россби и атмосферного блокирования

Руководитель Антохина Ольга Юрьевна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-601 - Общая циркуляция атмосферы и динамическая метеорология

Ключевые слова волны Россби, атмосферное блокирование, атмосферные осадки, юг Восточной Сибири, опрокидывание, потоки волновой энергии, синоптические возмущения, циклоны, антициклоны, дальние связи, летний муссон Восточной Азии

Код ГРНТИ37.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В последние десятилетия увеличилось число опасных и неблагоприятных явлений, связанных с циркуляцией атмосферы. Существует несколько механизмов приводящих к росту вероятности возникновения погодных катаклизмов, связанных с климатической изменчивостью вследствие увеличения концентрации углекислого газа. Наиболее значимым является изменение волновых процессов умеренных широт, выражающееся в изменении характеристик распространения и опрокидывания волн Россби, а также атмосферного блокирования. Одним из ключевых вопросов, связанных с ростом экстремальности погодных процессов, является вопрос изменчивости атмосферных осадков летнего периода, являющихся одним из основных причин формирования “внезапных наводнений”. Большое количество исследователей указывает на увеличение интенсивности осадков на территории России при в среднем удлиняющемся периоде без дождей. В июне, июле 2018 и 2019 гг. рекордные за всю историю наблюдений осадки в Читинской и Иркутской областях привели к резкому подъему воды в реках, что привело к катастрофическим последствиям. Кроме того с 2018 г. зафиксировано окончание наиболее длительного маловодного периода в бассейне оз. Байкал (1996-2017 гг.). В рамках проекта мы ставим целью исследовать связь формирования экстремальных осадков на юге Сибири и наиболее значимых крупномасштабных волновых процессов: опрокидывания волн Россби и формирование блокирования. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы исследования механизмов формирования экстремальных осадков на юге Сибири, с точки зрения процессов в средней и верхней тропосфере и их изменчивости в период 1982-2019 гг. От результатов решения этой фундаментальной проблемы в определенной степени зависят прогнозы осадков и водности для региона и алгоритмы адаптации.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Антохина О.; Антохин П.; Гочаков А.; Збиранник А.; Газимов Т. Atmospheric Circulation Patterns Associated with Extreme Precipitation Events in Eastern Siberia and Mongolia Atmosphere, V.14, №3, P.480 (год публикации - 2023)
10.3390/atmos14030480

2. Антохина О.Ю.; Антохин П.Н.; Белан Б.Д.; Гочаков А.В.; Мартынова Ю.В.; Пустовалов К.Н.; Тарабукина Л.Д. ; Девятова Е.В. Effects of Rossby Waves Breaking and Atmospheric Blocking Formation on the Extreme Forest Fire and Floods in Eastern Siberia 2019 Fire, V. 6, №3, P. 122 (год публикации - 2023)
10.3390/fire6030122

3. Збиранник А.А., Антохина О.Ю., Антохин П.Н. Формирование экстремальных осадков на юге Восточной Сибири в период атмосферного блокирования над европейской территорией России в июле 2010 года Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXIX Международного симпозиума. Электронный ресурс Томск: Издательство ИОА СО РАН, D. 98-103 (год публикации - 2023)

4. Антохина О. Ю., Антохин П. Н., Гочаков А. В., Збиранник А. А., Газимов Т. Ф. Динамика потенциальной завихренности умеренных широт и субтропиков для событий экстремальных осадков на юге Сибири Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, С. 7-11 (год публикации - 2023)

5. Антохина О. Ю., Антохин П. Н., Гочаков А. В., Збиранник А. А., Газимов Т. Ф. Атмосферные циркуляционные паттерны, связанные с экстремальными осадками в Восточной Сибири и Монголии Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, С.25 (год публикации - 2023)

6. Збиранник А.А., Антохина О.Ю., Антохин П.Н. Особенности потока волновой энергии над Евразией перед событиями выпадения экстремальных осадков в июле 2010 года на юге Восточной Сибири ООО "Издательство ВВМ", С.223-227 (год публикации - 2023)

7. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Гочаков А.В., Збиранник А.А., Газимов Т.Ф. Синоптические условия формирования экстремальных осадков на юге Восточной Сибири и в Монголии Системы контроля окружающей среды – 2024 / Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. – Севастополь , Системы контроля окружающей среды – 2024 / Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. – Севастополь, 05 – 08 ноября 2024 г. – Севастополь: ИП Куликов А.С., 2024. – 154 с. (год публикации - 2024)

8. Антохина О.Ю., Антохин П.Н., Гочаков А.В., Збиранник А.А., Газимов Т.Ф. Экстремальные осадки в Сибири в летний период: закономерности передачи волновой энергии и формирования атмосферных блокирований ENVIROMIS-2024, Томск (год публикации - 2024)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
На основе ранее выявленных событий экстремальных осадков (СЭО) в южной части Восточной Сибири (ЮВС) и Монголии было проведено исследование схем распространения волн за два временных периода: 1982-1998 и 1999-2019 годы. Наш анализ показал, что перед СЭО наблюдаются характерные конфигурации волновых цепочек и аномалий геопотенциала, сопровождаемые увеличением потока волновой активности в Северном полушарии, за которым следует его снижение в периоды выпадения осадков. Одновременно в Восточной Сибири наблюдается значительное усиление волновой активности, что указывает на важную роль этого региона в развитии экстремальных погодных явлений. Анализ аномалий геопотенциала над Центральной Сибирью позволил выделить два ключевых типа атмосферной циркуляции, сопровождающих СЭО: тип гребня и тип ложбины. Тип гребня, преобладавший в первый период, характеризуется меридиональным контрастом, когда над Центральной Сибирью наблюдается положительная аномалия геопотенциала и температуры, а над субтропическим регионом на той же долготе — отрицательная аномалия. Тип ложбины, более характерный для второго периода, включает либо отрицательную аномалию геопотенциала, либо сочетание положительных и отрицательных аномалий, расположенных зонально над Центральной Сибирью. Этот тип сопровождается более выраженными снижениями температуры перед СЭО и значительными температурными контрастами, что также способствует развитию экстремальных погодных условий. Тип ложбины связан с более стационарными волнами над Северной Евразией, что приводит к устойчивым положительным аномалиям геопотенциала над Европой и квазистационарным ложбинам над Центральной Сибирью и положительным аномалиям к востоку от озера Байкал. Наши выводы согласуются с изменениями паттернов дальних связей, описанных для летнего периода, и отражают значительные изменения в схемах распространения атмосферных волн, произошедшие с середины 1990-х годов. Эти изменения подчеркивают важность изучения волновых процессов и их влияния на климатические условия в регионе для разработки эффективных методов прогнозирования и управления последствиями экстремальных погодных явлений.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Исследование усилит научный потенциал в области климатологии и гидрометеорологии, создавая базу для подготовки высококвалифицированных специалистов. На основе выявленных закономерностей формирования экстремальных осадков, связанных с динамикой потенциальной завихренности (PV), возможно создание более точных моделей прогнозирования. Это позволит своевременно предупреждать о наводнениях и засухах, снижая ущерб для экономики и социальной сферы. Информация о перераспределении осадков может оптимизировать использование водных ресурсов, особенно в сельском хозяйстве и энергетике (гидроэлектростанции).