МВК — многоволновые колебания¶
МВК (многоволновые колебания) — периодические колебания атмосферного давления и высоты поверхности моря (уровня моря), охватывающие одновременно несколько волновых полос в широтном направлении и распространяющиеся преимущественно в восточном направлении вдоль средних и высоких широт. МВК представляют собой крупномасштабные климатические колебания с периодами от нескольких дней до нескольких недель, оказывающие существенное влияние на формирование погоды и аномалий температуры воздуха в умеренных и полярных широтах, в том числе на территории России.
¶Общая характеристика
Многоволновые колебания представляют собой систему из трёх и более (обычно 3—7) волновых полос, расположенных параллельно друг другу в широтном направлении. Каждая полоса характеризуется собственной фазой, амплитудой и скоростью распространения. В отличие от одиночных планетарных волн (волн Россби), МВК формируют взаимосвязанную структуру, в которой фазовые отношения между полосами сохраняются на протяжении ряда синоптических циклов.
Ключевые характеристики МВК:
- период колебаний — от 10 до 60 суток, с преобладанием полосы 20—40 суток;
- пространственный масштаб — от нескольких тысяч до десятков тысяч километров по долготе;
- амплитуда колебаний барического поля — 10—30 гПа в средних широтах;
- зона проявления — преимущественно Северное полушарие, полоса 40—70° с. ш.
¶История изучения
Первые признаки синхронности в циркуляции атмосферы на разных широтах были отмечены ещё в работах по синоптической метеорологии начала XX века, однако систематическое изучение МВК началось в 1960—1970-х годах с развитием сетей радиозондирования и первых климатических моделей. Термин «многоволновые колебания» закрепился в отечественной метеорологии благодаря работам советских и российских учёных, исследовавших крупномасштабную циркуляцию атмосферы.
Особый вклад в изучение МВК внесли исследования межгодовых и внутригодовых вариаций циркуляции, проводившиеся в Институте физики атмосферы РАН, Гидрометцентре России и ряде университетов. С 1980-х годов для анализа МВК активно применяются методы спектрального и ковариационного анализа, а также численное моделирование атмосферных процессов.
¶Механизм формирования
МВК формируются под действием ряда факторов:
- Волновая активность в атмосфере. Источником энергии МВК являются планетарные волны, возбуждаемые горным рельефом, контрастами суши и океана, а также зонами активного турбулентного теплообмена.
- Нелинейные взаимодействия волн. Различные по масштабу волны взаимодействуют между собой, обмениваясь энергией и формируя устойчивые многоволновые структуры.
- Взаимодействие атмосферы и океана. Перенос тепла и влаги океаническими течениями модулирует интенсивность волновых процессов в атмосфере.
- Криосфера. Наличие морского льда и снежного покрова в полярных районах влияет на формирование и устойчивость волновых полос.
¶Влияние на погоду и климат
МВК оказывают существенное влияние на синоптические процессы в умеренных широтах. В фазе положительных аномалий давления над определёнными районами формируются устойчивые антициклоны, приводящие к аномальной жаре летом и морозам зимой. В фазе отрицательных аномалий, напротив, развиваются циклональные процессы с обильными осадками.
На территории России проявление МВК связано с:
- формированием «блокирующих» антициклонов, устойчиво удерживающих холодные или тёплые воздушные массы;
- аномальными засухами и наводнениями;
- продолжительными волнами жары или холодов;
- изменением частоты и интенсивности циклонов.
¶МВК и изменение климата
По данным ряда исследований, на фоне глобального потепления меняются амплитуда и периодичность МВК. Некоторые модели указывают на тенденцию к удлинению фаз колебаний, что может приводить к увеличению длительности экстремальных погодных явлений. Другие работы показывают смещение волновых полос в сторону полярных широт, что меняет географию затрагиваемых районов.
¶Методы прогноза
Прогноз МВК основан на:
- статистических моделях, использующих исторические ряды наблюдений;
- динамических моделях общего циркуляции атмосферы;
- анализе текущего состояния стратосферы и тропосферы;
- учёте состояния поверхности океана (температура, течения, ледяной покров).
Достоверность прогноза МВК на срок 2—4 недели, как правило, выше, чем для отдельных синоптических процессов, что делает их перспективным объектом для климатического мониторинга.
Источники:
- Дядюк А. А. Многоволновые колебания циркуляции атмосферы. — М.: Издательство МГУ.
- Монин А. С., Шнайдер Ш. Климатическая динамика. — Л.: Гидрометеоиздат.
- Работы Института физики атмосферы РАН по крупномасштабной циркуляции атмосферы.
- Материалы Гидрометцентра России по межгодовой изменчивости циркуляции.