ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ВЗАИМОСВЯЗЬ ОСНОВНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИНДЕКСОВ ДЛЯ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА: ТРЕНДЫ, КЛИМАТИЧЕСКИЕ СДВИГИ, СПЕКТРЫ, КОРРЕЛЯЦИИ
Аннотация
Исследованы особенности межгодовых изменений основных климатических индексов для северной части Тихого океана (AO, Nino 3.4, PDO, ALPI, NPI, PNA, SHI, WP) при годовом и среднезимнем (декабрь-март) осреднении данных за 1950–2018 гг. Выявлены трендовые составляющие, климатические сдвиги и спектры, показаны признаки устойчивого потепления с середины 20-го столетия по настоящее время. Наиболее важные «климатические сдвиги», отмеченные у большинства рассматриваемых индексов, произошли в 1977 и 1989 гг. В последние годы (2015–2017) был заметен положительный «сдвиг» в рядах PDO, WP и NPI, позволяющий сделать предположение о современном переходе в новую климатическую эпоху — более теплую, чем предыдущие два десятилетия. У северотихоокеанских индексов (PDO, ALPI, NPI и PNA) выделяется 19-летний цикл, совпадающий с лунным деклинационным приливом. Индекс Nino 3.4, возможно, связанный с солнечной деятельностью, имеет 11-летнюю ритмику. Основная периодичность SHI составляет 26 лет. У ряда индексов выделяются вторые пики, значительно уступающие по мощности основным. Они соответствуют периодам 7–8 лет у индексов АО и PDO, 11 лет у WP и 15 лет у SHI. Северотихоокеанские индексы (PDO, ALPI, NPI и PNA) тесно связаны между собой и имеют высокие коэффициенты корреляции (0,67–0,96). Индекс Nino 3.4, характеризующий Эль-Ниньо, также связан с ними, но коэффициент корреляции меньше: 0,45–0,56. Статистически значимую связь SHI имеет только с индексом AO, а индекс WP — с Nino 3.4.
Ключевые слова
Об авторах
Г. В. Хен
Тихоокеанский филиал ВНИРО (ТИНРО)
Россия
Россия
Хен Геннадий Васильевич, кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник
Постановка задачи принадлежит Г.В. Хену
в анализе и обсуждении результатов принимали участие все авторы, подготовку текста статьи осуществлял Г.В. Хен
Е. И. Устинова
Тихоокеанский филиал ВНИРО (ТИНРО)
Россия
Россия
Устинова Елена Ивановна, кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник
в анализе и обсуждении результатов принимали участие все авторы, подготовку текста статьи осуществлял Е.И. Устинова
Ю. Д. Сорокин
Тихоокеанский филиал ВНИРО (ТИНРО)
Россия
Россия
Сорокин Юрий Дмитриевич, ведущий специалист
работу с базами данных, основные расчеты и часть иллюстраций выполнил Ю.Д. Сорокин
Список литературы
1. Бабкин В.И., Воробьев В.Н., Смирнов Н.П. Сибирский антициклон и его влияние на сток Оби, Енисея и Лены // Метеорол. и гидрол. — 2005. — № 4. — С. 102–108.
2. Бардин М.Ю., Воскресенская Е.Н. Тихоокеанская декадная осцилляция и европейские климатические аномалии // Мор. гидрофиз. журн. — 2007. — № 4. — С. 13–23.
3. Бардин М.Ю., Платова Т.В., Самохина О.Ф. Особенности наблюдаемых изменений климата на территории Северной Евразии по данным регулярного мониторинга и возможные их факторы // Тр. Гидрометеоцентра России. — 2015. — Вып. 358. — С. 13–35.
4. Бугаев А.В., Тепнин О.Б., Радченко В.И. Климатическая изменчивость и продуктивность тихоокеанских лососей Дальнего Востока России // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2018. — Вып. 49. — С. 5–50. DOI: 10.15853/2072-8212.2018.49.5-50.
5. Варгин П.Н., Кирюшов Б.М. Внезапное стратосферное потепление в Арктике в феврале 2018 г. и его влияние на тропосферу, мезосферу и озоновый слой // Метеорол. и гидрол. — 2019. — № 2. — С. 41–56.
6. Воробьев В.Н., Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Лунный нодальный (деклинационный) прилив и его возможное влияние на циркуляцию атмосферы : моногр. — СПб. : РГГМУ, 2012. — 122 с.
7. Котенев Б.Н., Кровнин А.С., Кивва К.К. и др. Низкочастотные изменения зимних климатических условий в северо-западной части Тихого океана в 1950–2012 гг. // Вопр. промысл. океанол. — 2012. — Вып. 9, № 2. — С. 33–60.
8. Кровнин А.С., Котенев Б.Н., Мордасова Н.В., Мурый Г.П. Дальние связи в атмосфере и океане как основа долгосрочного рыбопромыслового прогнозирования // Тр. ВНИРО. — 2018. — Т. 173. — С. 33–65.
9. Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий : моногр. — Л. : Наука, 1979. — 232 с.
10. Максимов И.В. Геофизические силы и воды океана : моногр. — Л. : Гидрометеоиздат, 1970. — 447 с.
11. Мониторинг условий среды в районах морского рыбного промысла в 1989–1990 гг. : сб. статей / под ред. проф. Д.Е. Гершановича. — М. : ВНИРО, 1991. — 124 с.
12. Хен Г.В., Устинова Е.И., Сорокин Ю.Д. Основные климатические индексы для северной части Тихого океана: природа и история (литературный обзор) // Изв. ТИНРО. — 2019. — Т. 197. — С. 166–181.
13. Чистяков В.Ф. Активность Солнца и периодичность Эль-Ниньо // Вестн. ДВО РАН. — 1999. — № 5. — C. 59–68.
14. Шатилина Т.А., Цициашвили Г.Ш., Муктепавел Л.С. и др. Статистические оценки трендов климатических изменений над Дальним Востоком в зимний и летний периоды 1980–2012 гг. // Вопр. промысл. океанол. — 2014. — Вып. 11. — С. 76–97.
15. Bond N.A., Cronin M.F., Freeland H., Mantua N. Causes and impacts of the 2014 warm anomaly in the NE Pacific // Geophys. Res. Lett. — 2015. — Vol. 42, Iss. 9. — P. 3414–3420. DOI: 10.1002/2015GL063306.
16. Coyle K.O., Eisner L.B., Mueter F.J. et al. Climate change in the southeastern Bering Sea: impacts on pollock stocks and implications for the oscillating control hypothesis // Fish. Oceanogr. — 2011. — Vol. 20, Iss. 2. — P. 139–156. DOI: 10.1111/j.1365-2419.2011.00574.x.
17. Hare S.R., Mantua N.J. Empirical evidence for North Pacific regime shifts in 1977 and 1989 // Prog. Oceanogr. — 2000. — Vol. 47, Iss. 2–4. — P. 103–145. DOI: 10.1016/S0079-6611(00)00033-1.
18. Hasanean H.M., Almazroui M., Jones P.D., Alamoudi A.A. Siberian high variability and its teleconnections with tropical circulations and surface air temperature over Saudi Arabia // Clim. Dyn. — 2013. — Vol. 41, № 7–8. — P. 2003–2018. DOI: 10.1007/s00382-012-1657-9.
19. Kaye C.A. and Stuckey G.W. Nodal Tidal Cycle of 18.6 Yr.: Its Importance in Sea-Level Curves of the East Coast of the United States and Its Value in Explaining Long-Term Sea-Level Changes // Geology. — 1973. — Vol. 1, № 3. — Р. 141–144. DOI: 10.1130/0091-7613(1973)1<141:NTCOYI>2.0.CO;2.
20. Linkin M.E. and Nigam S. The North Pacific Oscillation–West Pacific Teleconnection Pattern: Mature-Phase Structure and Winter Impacts // J. Climate. — 2008. — Vol. 21, Iss. 9. — P. 1979–1997. DOI: 10.1175/2007JCLI2048.1.
21. Mantua N.J., Hare S.R., Zhang Y. et al. A Pacific Interdecadal Climate Oscillation with Impacts on Salmon Production // Bull. Amer. Meteor. Soc. — 1997. — Vol. 78, № 6. — P. 1069–1079. DOI: 10.1175/1520-0477(1997)078<1069:APICOW>2.0.CO;2.
22. Miller A.J., Song H., Subramanian A.C. The physical oceanographic environment during the CCE-LTER years: Changes in climate and concepts // Deep-Sea Res. II. — 2015. — Vol. 112. — P. 6–17. DOI: 10.1016/j.dsr2.2014.01.003.
23. Minobe S. Resonance in bidecadal and pentadecadal climate oscillations over the North Pacific: Role in climatic regime shifts // Geophys. Res. Lett. — 1999. — Vol. 26, Iss. 7. — P. 855–858. DOI: 10.1029/1999GL900119.
24. Miyasaka T., Nakamura H., Taguchi B., Nonaka M. Multidecadal modulations of the lowfrequency climate variability in the wintertime North Pacific since 1950 // Geophys. Res. Lett. — 2014. — Vol. 41, Iss. 8. — P. 2948–2955. DOI: 10.1002/2014GL059696.
25. Newman M., Alexander M.A., Ault T.R. et al. The Pacific Decadal Oscillation, Revisited // J. Climate. — 2016. — Vol. 29, Iss. 12. — P. 4399–4427. DOI: 10.1175/jcli-d-15-0508.1.
26. Overland J.E., Wang M., Wood K.R. et al. Recent Bering Sea warm and cold events in a 95-year context // Deep-Sea Res. II. — 2012. — Vol. 65–70. — P. 6–13. DOI: 10.1016/j.dsr2.2012.02.013.
27. Panagiotopoulos F., Shahgedanova M., Hannachi A., Stephenson D.B. Observed trends and teleconnections of the Siberian high: a recently declining center of action // J. Climate. — 2005. — Vol. 18, Iss. 9. — P. 1411–1422. DOI: 10.1175/JCLI3352.1.
28. Peterson W., Bond N., Robert M. The Blob is gone but has morphed into a strongly positive PDO/SST pattern // PICES Press. — 2016. — Vol. 24, № 2. — P. 46–47.
29. Rodionov S.N. A sequential algorithm for testing climate regime shifts // Geophys. Res. Lett. — 2004. — Vol. 31, № 9. — L09204, DOI: 10.1029/2004GL019448.
30. Rodionov S.N. The use of prewhitening in climate regime shift detection // Geophys. Res. Lett. — 2006. — Vol. 33, № 12. — L12707, DOI: 10.1029/2006GL025904.
31. Rodionov S.N. and Overland J.E. Application of a sequential regime shift detection method to the Bering Sea ecosystem // ICES J. Mar. Sci. — 2005. — Vol. 62. — P. 328–332. DOI: 10.1016/j. icesjms.2005.01.013.
32. Ross T., Fisher J., Bond N. et al. The Northeast Pacific: Current status and recent trends // PICES Press. — 2019. — Vol. 27, № 1. — P. 36–39.
33. Thompson D.W.J. and Wallace J.M. The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophys. Res. Lett. — 1998. — Vol. 25, Iss. 9. — P. 1297–1300. DOI: 10.1029/98GL00950.
34. Yeh S.-W., Kang Y.-J., Noh Y., Miller A.J. The North Pacific Climate Transitions of the Winter of 1976/77 and 1988/89 // J. Climate. — 2011. — Vol. 24, Iss. 4. — P. 1170–1183. DOI: 10.1175/2010JCLI3325.1.
При поддержке: Авторы выражают благодарность сотруднику Института по изучению атмосферы и океана Вашингтонского университета С.Н. Родионову за разработку методики выявления сдвигов климатического режима и доступное программное обеспечение, а также Центру климатического прогнозирования (Climate Prediction Center), Национальному центру по прогнозированию окружающей среды (NCEP) и Национальному центру атмосферных исследований (NCAR) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) США за регулярно обновляемые данные о климатических индексах и данные реанализа о приземном атмосферном давлении на открытых информационных Интернет-ресурсах. Авторы искренне признательны анонимному рецензенту за полезные и конструктивные замечания. Финансирование работы Результаты настоящего исследования были получены в рамках выполнения государственного задания № 076-00005-19-00 ФГБНУ «ВНИРО» на 2019 г. (тема 4.4.7.11. Мониторинг океанологических условий дальневосточных морей по комплексу показателей).
Для цитирования:
Хен Г.В., Устинова Е.И., Сорокин Ю.Д. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ВЗАИМОСВЯЗЬ ОСНОВНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИНДЕКСОВ ДЛЯ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА: ТРЕНДЫ, КЛИМАТИЧЕСКИЕ СДВИГИ, СПЕКТРЫ, КОРРЕЛЯЦИИ. Известия ТИНРО. 2019;199:163-178. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2019-199-163-178
For citation:
Khen G.V., Ustinova E.I., Sorokin Y.D. VARIABILITY AND INTERRELATION OF THE BASIC CLIMATE INDICES FOR THE NORTH PACIFIC: TRENDS, CLIMATE SHIFTS, SPECTRA, CORRELATIONS. Izvestiya TINRO. 2019;199:163-178. (In Russ.) https://doi.org/10.26428/1606-9919-2019-199-163-178
Просмотров: 98
Послать статью по эл. почте 