The thermal and dynamic effects of sudden stratospheric warming in the overlying atmosphere

Abstract

Целью данной работы является анализ термических и динамических эффектов, вызванных внезапными стратосферными потеплениями в стратосфере и вышележащих слоях атмосферы. Внезапные стратосферные потепления оказывают существенное влияние на глобальную циркуляцию, вызывают изменение температуры воздуха и содержания атмосферных примесей. Эффекты, вызванные ВСП затрагивают слои воздуха на всем протяжении атмосферы, а не только в слое стратосферы, где они наблюдаются. Данная работа посвящена оценке термических и динамических эффектов, которые возникают при ВСП. Для выявления особенностей изменения температуры и скорости и направления ветра при данном явлении, были рассмотрены изменения этих параметров во время господства устойчивого изолированного полярного вихря, в годы, когда не наблюдались внезапные стратосферные потепления, которые влияют на интенсивность полярного вихря, способствуют его замедлению и даже разрушению. Для оценки изменения температуры и скорости и направления ветра были построены 3D карты эволюции вышеуказанных параметров для слоя атмосферы от поверхности земли до уровня 0,01 гПа по данным реанализа, для вышележащих слоев были использованы данные со спутника AURA и данные метеорного радара. Была произведена оценка изменения температурного поля и поля ветра по всей толще атмосферы, включая ее верхние слои, при различных состояниях зимней полярной атмосферы. Были выявлены закономерные особенности температурного и ветрового поля при ВСП, которые наблюдаются в различных слоях и изменяются с течением времени. Данная выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав и заключения. При написании работы было использовано 22 литературных источника.

The purpose of this work is to analyze the thermal and dynamic effects caused by sudden stratospheric warmings in the stratosphere and upper layers of the atmosphere. Sudden stratospheric warmings have a significant impact on global circulation, causing changes in air temperature and the content of atmospheric impurities. The effects caused by SSW affect layers of air throughout the atmosphere, and not just in the stratosphere where they are observed. This work is devoted to the evaluation of thermal and dynamic effects that occur during SSW. To identify the features of changes in temperature and wind speed and direction during this phenomenon, changes in these parameters were considered during the dominance of a stable isolated polar vortex, in years when sudden stratospheric warmings were not observed, which affect the intensity of the polar vortex, contribute to its slowdown and even destruction. . To assess the change in temperature and wind speed and direction, 3D maps of the evolution of the above parameters were constructed for the atmospheric layer from the earth's surface to the level of 0.01 hPa according to reanalysis data, for the overlying layers, data from the AURA satellite and meteor radar data were used. An assessment was made of changes in the temperature field and the wind field throughout the atmosphere, including its upper layers, under various states of the winter polar atmosphere. Regular features of the temperature and wind fields during SSW were revealed, which are observed in different layers and change over time. This final qualification work consists of an introduction, two chapters and a conclusion. When writing the work, 22 literary sources were used.