pohjoisen pallonpuoliskon Keski-ja korkeilla leveysasteilla vallitseva Manner-ja Merenalaisuus sekä niiden yhteydet ilmakehän kiertoon
Abstrakti
ilmaston mantereisuus tai merenalaisuus on yksi paikallisten ilmasto-olojen pääpiirteistä, jotka vaihtelevat globaalin ja alueellisen ilmastonmuutoksen myötä. Tässä artikkelissa analysoidaan mantereisuuden ja valtamerien indeksejä sekä niiden vaihteluita pohjoisen pallonpuoliskon Keski-ja korkeilla leveysasteilla vuosina 1950-2015. Ilmastotiedettä ja mannerten ja valtamerien muutoksia tarkastellaan Conradin Continentality Indexillä (CCI) ja Kernerin Oceanity Indexillä (KOI). Lisäksi arvioitiin pohjoisen pallonpuoliskon teleyhteyskuvioiden vaikutusta Manner-ja valtameriolosuhteisiin. CCI: n mukaan mantereisuus on merkittävämpää Koillis-Siperiassa ja alempana Pohjois-Amerikan Tyynenmeren rannikolla sekä Atlantin valtameren pohjoisosan rannikkoalueilla. Koin mukaan korkean mantereen alueet eivät kuitenkaan vastaa tarkasti matalameren alueita, vaan esiintyvät CCI: n tunnistamista alueista Etelä-ja länsipuolella. Mannermaisuuden muutosten tilalliset kuviot näyttävät siis olevan erilaisia. CCI: n mukaan mantereisuuden tilastollisesti merkittävää lisääntymistä on havaittu vain Koillis-Siperiassa. Sen sijaan Pohjois-Amerikan länsiosassa ja suurimmassa osassa Aasiaa mantereisuus on heikentynyt. Koin mukaan ilmasto on muuttunut yhä mantereisemmaksi Pohjois-Euroopassa ja suurimmassa osassa Pohjois-Amerikkaa ja Itä-Aasiaa. Oseania on lisääntynyt Kanadan Arktisessa saaristossa ja paikoin Välimeren alueella. Mantereisuuden muutokset liittyivät ennen kaikkea kylmimmän kuukauden lämpötilan nousuun ilmakehän kiertokulun muutosten seurauksena: Pohjois-Atlantin oskillaation (NAO) ja Itä-Atlantin (EA) positiivinen vaihe on hallinnut talvea viime vuosikymmeninä. Valtamerien kehitys voi liittyä merijään vuodenaikojen vähenemiseen ja siihen liittyvään meren pintalämpötilan nousuun.
1. Johdanto
Manner ja meri ovat tärkeitä muuttujia, jotka kuvaavat paikallisia ilmasto-olosuhteita. Ne osoittavat, missä määrin meren ja maamassojen vuorovaikutus vaikuttaa paikalliseen ilmastoon. Kuten useimmat muut ilmastoindikaattorit, nämä parametrit ovat dynaamisia ja liittyvät sekä globaaliin ilmastonmuutokseen että sen myötä ilmakehän kiertokulun muutoksiin.
Mantereisuuteen vaikuttavat ensisijaisesti erilaiset ilmastomuuttujat, kuten leveysaste, etäisyys mereen ja ilmakehän kierto. Useimmissa tapauksissa continentality index-laskelmat perustuvat ilman vuotuiseen Lämpötila-alueeseen ja leveysasteeseen. Suurempi vuotuinen ilman lämpötila-alue liittyy korkeampiin lämpökontrasteihin ja suurempaan jatkuvuuteen.
muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa mantereisuus voi vaikuttaa eri tavoin . Globaalin ilmastonmuutoksen vuoksi ilman lämpötila yleensä nousee suurimmassa osassa maailmaa. Viime vuosikymmeninä nopeinta lämpeneminen oli pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteilla . Siksi erilaisten ilmasto-indeksien muutosten analysointi, mukaan lukien pohjoisen pallonpuoliskon Keski-ja korkeilla leveysasteilla tapahtuvat continentaliteettimuutokset, on erittäin tärkeää. Alueilla, joilla talvi-ilman lämpötilojen kehitys on merkittävämpi kuin kesän vastaavilla lämpötiloilla, mannerindeksin vastaavat arvot laskevat ja päinvastoin. Pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteilla on havaittu vuosikierron amplitudin nousua viimeisen kahden vuosikymmenen aikana: talvi-ilman lämpötila nousi hieman, kun taas kesällä muutokset olivat merkittävämpiä .
kuitenkin ilman vuotuisen lämpötila-alueen muutokset vaihtelevat huomattavasti eri alueilla, ja siksi myös ilmastomenneisyyden trendit eroavat toisistaan. Alueelliset tutkimukset ilmastomenneisyydestä alkoivat 1900-luvun alkupuoliskolla. Gorczynski, Brunt, Raunio ja muut kuvasivat eri paikkakuntien ilmastokontinenssia ilman vuotuisen lämpötila-alueen perusteella. Hirschi ym. analysoitiin globaali mantereen muutos käyttäen NCEP / NCAR-analyysitietoja vuosilta 1948-2005. Arktisella alueella ja Antarktiksella havaittiin mantereisuuden merkittävää vähenemistä, joka johtui kylmimmän kuukauden lämpötilan suuresta noususta. Mannerindeksi nousi kuitenkin myös Kaakkois-Euroopassa .
viime vuosina Manner-ja valtamerten alueellisia piirteitä on analysoitu Kreikassa, Turkissa ja Pakistanissa . On päätelty, että ilmastomenneisyys on voimistunut Iberian niemimaalla . Myös Slovakiassa mantereisuus lisääntyi vain vähän, Tšekissä ei havaittu merkittäviä muutoksia, kun taas Lähi-idässä ja Pohjois-Afrikassa havaittiin tilastollisesti merkitsevää mantereisuuden kasvua . Lisäksi kirjoittajat väittävät, että alueellinen levikki malleja (esim. Välimeren yli) eivät ole ratkaisevassa asemassa määritettäessä mantereen suuntauksia. Ne viittaavat pikemminkin muutoksiin ilmakehän laajamittaisessa liikkeessä Pohjois-Atlantin yllä .
pohjoisella pallonpuoliskolla liikkuvat polewardit, maamassat laajenevat, joten mantereisuus on yleensä vähäisempää jaksoissa, joissa vyöhykkeiden kiertokulku on tehostunut. Sen sijaan se tulee merkittävämmäksi meridionaalisen kierron lisääntyessä ja Manner-arktisten ilmamassojen suuremman vaikutuksen myötä .
mannermaisuuden muutokset vaikuttavat sekä luonnollisiin (kuten kasvillisuusvyöhykkeisiin) että ihmisen aiheuttamiin (esimerkiksi vesivaroihin ja maatalouteen) järjestelmiin, joten mannermaisuuden muutosten tutkiminen on erittäin tärkeää . Lisäksi suhteellisen harvoissa tutkimuksissa on analysoitu mantereisuutta ja sen muutoksia maailmanlaajuisesti . Lisäksi puuttuu tutkimus, jossa analysoidaan ilmakehän kierron vaikutusta continentality index-arvoihin.
tämän tutkimuksen tavoitteena on siis arvioida yleisesti hyväksyttyjen Conradin Mannerindeksin (CCI) ja Kernerin Oceanity Indexin (KOI) alueellista jakautumista pohjoisen pallonpuoliskon maa-alueiden Keski-ja korkeilla leveysasteilla sekä arvioida näiden indeksien muutoksia 1900-luvun puolivälistä lähtien ja niiden yhteyksiä ilmakehän kiertoon.
2. Menetelmät
tässä tutkimuksessa continentality arvioitiin Conradin ehdottaman CCI: n avulla :missä (°c) on vuoden lämpimimpien kuukausien keskilämpötila, (°C) on vuoden kylmimpien kuukausien keskilämpötila ja on leveysaste.
suuri vuosittainen ilman lämpötila-alue johtaa suurempiin indeksiarvoihin ja viittaa siten mantereisempaan ilmastoon. Pienimmät erot voidaan havaita merellisimmissä ilmasto-olosuhteissa. Alueita, joissa indeksiarvot vaihtelevat välillä -20-20, voidaan kuvata hyperoseenisiksi, 20-50 oseaanisiksi, 50-60 subkontinentaalisiksi, 60-80 mannermaisiksi ja 80-120 hypercontinentaalisiksi .
vuonna 1905 Kerner ehdotti oseanity-indeksiä . Indeksi kuvaa ilman keskilämpötilan eron kuukausittaista keskiarvoa lokakuun ja huhtikuun välillä sekä lämpimimpien ja kylmimpien kuukausien keskilämpötilojen eroa. Pienet tai negatiiviset arvot viittaavat korkeaan jatkuvuuteen, kun taas korkeat indeksiarvot kertovat merellisistä ilmasto-oloista . Oseanity index (KOI) Kernerin mukaan arvioitiin seuraavasti:missä ja (°C) ovat kuukauden keskilämpötila lokakuussa ja huhtikuussa, vastaavasti, ja (°C) ovat samat kuin yhtälössä (1). Tämä indeksi perustuu olettamukseen, että meri-ilmastossa lähteiden lämpöerottuvuus on suurempaa, joten ne ovat syksyjä kylmempiä, kun taas mannerilmastoissa lähteet ovat yleensä korkeampia tai vastaavia lämpötiloja kuin syksyllä. Ilmaston merellisyys kasvaa indeksiarvojen myötä. Pienet tai negatiiviset arvot kuvaavat mannerilmastoa, kun taas suuret arvot kertovat meri-ilmastosta . Koin spatiaalisen jakauman visualisoimiseksi tässä tutkimuksessa käytettiin seuraavia indeksiluokkia: pienempi tai yhtä suuri kuin -10 = hypercontinentaalinen; -9: stä 0: een = mannermainen; 1-10 = subkontinentaalinen, 11-20 = oseanistinen ja 21-50 = hyperoseaninen.
CCI-ja erityisesti KOI-arvot ovat mahdollisia vain alueilla, joilla ilman lämpötila muuttuu selvästi kausittain. Päätimme analysoida pohjoisella pallonpuoliskolla 30° leveysasteen yläpuolella olevaa mantereisuutta ja valtamerta, jossa lämpötilojen kausiluonteisuus on korkea.
maan yläpuolella vuosina 1950-2015 olleet ilman kuukausittaiset keskilämpötilan arvot on johdettu CRU TS4.00-tietokannasta . Ruudukon koko oli 0,5 × 0,5°. CRU TS on korkean resoluution maailmanlaajuinen tietokokonaisuus, joka kattaa kaikki 60°S: n ja 80°n: n väliset maa-alueet.CRU TS-tietokokonaisuuden ensisijaisena tavoitteena on sen täydellisyys, eikä siitä puutu tietoja maasta. Erityistä huomiota kiinnitetään tietojen laadunvalvontaan . Aineisto ei kuitenkaan ole täysin homogeeninen, ja suurempia epävarmuustekijöitä on alueilla, joilla on harva sääasemaverkosto, erityisesti aavikoilla ja vuorilla . Joistakin rajoituksista huolimatta CRU TS-tietokantaa käytetään kuitenkin laajalti ilmastotutkimuksissa .
continentality/oceanity-indeksin pitkän aikavälin kehityssuuntaukset vuosina 1950-2015 laskettiin Senin rinnetestillä. Trendiarvojen tilastollista merkitsevyyttä arvioitiin Mann-Kendallin testillä. Alle 0, 05: n arvojen muutoksia pidettiin tilastollisesti merkitsevinä. 1981-2010 määritettiin myös Manner-ja merenantia-indeksin normaalit arvot.
analysoimme myös ilmakehän kierron vaikutusta vuodenaikojen lämpötilamittareihin ja sitä kautta ilmaston mantereisuuden ja valtamerien vaihteluun. 500 hPa: n korkeuskentästä johdetut pohjoisen pallonpuoliskon teleconnection-mallit (Nhtps) ovat pohjoisen pallonpuoliskon matalataajuisen ilmakehän kiertovaihtelun johtavia tiloja. Tiedot käyvät ilmi Sää-ja Ilmastoennustekeskus NOAA: n verkkosivuilta. Valitsimme kahdeksan 10 käytettävissä NHTPs koska ne yksin voivat selittää kaksi kolmasosaa matalataajuisen ilmakehän kierto vaihtelua sisällä NH extratropics, ja ne ovat aktiivisia ympäri vuoden ja on sama haku menettely (Taulukko 1).
|
||||||||||||||||||||||||
yksi nhtp-ryhmä (NAO ja EA) on merkittävä Pohjois-Atlantilla ja Euroopassa. Toiset-SCA, POL ja EA/WR—ulottuvat Euraasian Keski-ja korkeille leveysasteille, ja PNA, EP/NP ja WP edustavat Pohjoista Tyyntämerta ja Pohjois-Amerikkaa.
tammi–maaliskuun nhtp–arvojen, heinä–syyskuun nhtp–arvojen, maalis-toukokuun Nhtp-arvojen ja syys-marraskuun nhtp-arvojen korrelaatiot analysoitiin, jotta voitiin määrittää ilmakehän kierron vaikutus pintailman lämpötilojen vaihteluun sekä CCI-ja KOI-arvoihin. Nhtp-indeksien kolmen kuukauden keskiarvoa korrelaatioissa käytettiin epäsuhtaisuuden välttämiseksi ja erityisen kylmimmän talvi – /lämpimimmän kesäkuukauden kanssa. Samaa menettelyä sovellettiin myöhemmin ilmakehän kierron vaikutusten arviointiin sekä kuluttajien LUOTTAMUSINDIKAATTOREIHIN että KOI: iin ja sen yhtenäistämiseksi.
NHTP-indeksit ovat saatavilla kuukausittain. Jokainen indeksiarvo edustaa kuitenkin kolmen kuukauden ajanjaksoa, joka keskittyy tiettyyn kuukauteen sen laskentatavan vuoksi.
3. Tulokset ja keskustelu
3.1. Ilmastonormaali ja determinantti
ilmastonormaalin normaalijaksolla (1981-2010) hypercontinental-ilmasto (CCI-arvot >80) oli Koillis-Siperiassa, kun taas hyperoseaaninen ilmasto (CCI-arvot <20) havaittiin Pohjois-Amerikan Tyynenmeren rannikolla ja Atlantin valtameren pohjoisosien rannikkoalueilla (Kuva 1). Kylmimmän kuukauden pintailman lämpötila oli tärkein CCI-arvojen määrittäjä lähes koko tutkimusalueella (kuva 2). Tämä voidaan selittää sillä, että merkittävällä osalla analysoitua aluetta talven lämpötilavaihtelut olivat suurempia kuin kesäisin. Samaan aikaan lämpimimmän kuukauden lämpötila oli tärkein tekijä CCI: lle vain Välimeren altaan länsiosassa.
Pohjois-Amerikan keski-ja pohjoisosan sekä Euraasian koillisosan (Itä-Siperia) korkeaan mantereisuuteen vaikutti ennen kaikkea hyvin alhainen ilman lämpötila vuoden kylmimpänä kuukautena. Siperian Ylälämpötila (Sh) ja Pohjois-Amerikan Ylälämpötila (NAH) suosivat talvisin äärimmäisiä negatiivisia pintalämpötiloja laajemmassa osassa Pohjois-Aasiaa ja Pohjois-Amerikan pohjoisimmissa osissa. Nämä ovat kylmän ja kuivan ilman muodostamia kausittaisia korkeapainejärjestelmiä; SH on kuitenkin paljon pysyvämpi kuin NAH, ja paikallisen topografian (vuorilaaksojen) vuoksi se käynnistää suurimmat lämpötilanvaihtelut Siperian koillisosassa . Suhteellisen korkeat kylmimmät kuukauden lämpötilat suuremmassa osassa Eurooppaa, Kaakkois-Yhdysvalloissa ja Tyynenmeren rannikolla Pohjois-Amerikassa näyttävät olevan vastuussa alhaisista CCI-arvoista siellä.
voimakkainta Oseaniaa (koisoa) havaittiin Jäämeren, Pohjois-Atlantin, Välimeren ja Kaukoidän rannikkoalueilla (Kuva 1). Alimmillaan KOI oli Euraasian sisäosissa (erityisesti Keski-Aasiassa ja Tiibetin ylängöllä), Kanadan preerioilla ja Yukonissa. Tällainen koin alueellinen vaihtelu selittyy osittain loka-ja huhtikuun merien pintalämpötilojen (SST) eroilla: lokakuun SST oli aina huhtikuun SST: tä korkeampi arktisella alueella, Pohjois-Atlantilla, Välimerellä ja niin edelleen; lisäksi monet rannikkoseudut korkeilla leveysasteilla huhtikuussa ovat merijään peitossa, mutta lokakuussa ne ovat jäättömiä.
koin suhde lämpimimpien () ja kylmimpien () kuukausien keskilämpötilaan on heikko (R2 < 0,15). Sekä huhtikuun että lokakuun lämpötiloilla on suurempi vaikutus koin vaihteluihin (kuva 3). Ilman lämpötilan vaihtelut huhtikuussa ovat johtavassa asemassa (erityisesti maanosien keskiosissa), kun taas lokakuun lämpötilat ovat tärkeämpiä rannikkoalueilla. Maan pintalämpötila on huhtikuussa yleensä korkeampi kuin lokakuussa samalla leveysasteella sisämaan yllä, kunhan lumipeitettä ei ole.
matalat KOI-alueet eivät tarkalleen vastaa korkean kuluttajien luottamusindikaattorin alueita; matalat KOI-alueet sijaitsevatkin korkean kuluttajien luottamusindikaattorin etelä-ja länsipuolella (Kuva 1). Syklonin aktiivisuus sekä keskimääräinen tuulennopeus arktisella alueella, Pohjois-Atlantilla ja pohjoisella Tyynellämerellä on lokakuussa suurempi kuin huhtikuussa, ja se on yksi tärkeimmistä lämpövirran aiheuttajista korkeille leveysasteille, mikä osaltaan aiheuttaa suurta KOI-ilmiötä näiden alueiden rannikkoalueilla .
3.2. Pitkän aikavälin trendit
ilmojen vuosittaiset vähimmäis-ja enimmäiskuukausilämpötilat sekä huhti-ja lokakuun lämpötilat nousivat valtaosassa tutkimusaluetta vuosina 1950-2015 (Kuvio 4). Vuotuinen minimikuukausilämpötila nousi yli 0.5°c/10 vuotta Länsi-Venäjällä, Itä-Siperiassa ja paikoin Keski-Aasiassa (Kuva 4), kun taas suurin nousu oli Pohjois-Amerikan luoteisosassa (yli 1,0°c / 10 vuotta). Vuotuinen kuukausittainen minimilämpötila laski hieman vain Siperian koillisosassa ja Pohjois-Amerikan itäosassa.
vuosittaisen kuukausilämpötilan () trendin suuruus oli pienempi kuin vuosina 1950-2015. Trendit yli 0.25°c / 10 vuotta havaittiin Siperian koillisosassa, suuressa osassa Keski-Aasiaa ja Eurooppaa sekä Pohjois-Amerikan pohjoisosissa. Suurempi nousuvauhti suhteessa pienensi vuotuista lämpötilan amplitudia ja CCI: tä suurimmassa osassa Pohjois-Amerikkaa, Aasiaa ja Itä-Eurooppaa (kuva 5). Lounais-Euroopassa luottamusindikaattori nousi alueilla, joilla kasvoi enemmän kuin . Siperian koillisosassa ja Yhdysvaltojen itäosassa CCI: n kasvu liittyi vähenemiseen ja nousuun .
(a)
(b)
(a)
(b)
jotkin teleyhteyskuviot osoittivat myös selviä taipumuksia: tietyn vaiheen esiintyvyys viime vuosikymmeninä – EA (positiivinen), EA/WR (negatiivinen) ja EP / NP (negatiivinen) samoista syistä kuin NAO.
valtamerien määrän voimakas väheneminen suurimmassa osassa Eurooppaa ja Mongoliaa sekä Kaspianmeren ja Kaukasuksen alueen sekä suuren osan Pohjois-Amerikkaa lisääntyminen viime vuosikymmeninä osoittavat myös tiettyjen levikkivaiheiden yleisyyden huhti-ja lokakuussa: EA, EA/WR, SCA, POL ja PNA. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin väittäneet, että lämpöpoikkeamat subtrooppisella Luoteis-Atlantilla sekä myrskyratatoiminta Pohjois-Atlantilla pystyvät tuottamaan hyvin organisoituja EA/WR-kaltaisia aaltokuvioita, joihin liittyy laajalle levinneitä poikkeamia manner-Yhdysvalloista Keski-Aasiaan ja joilla on voimakkain vaikutus Kaspianmeren ja Länsi-Euroopan alueilla .
vuosina 1950-2015 huhtikuusta () lokakuuhun () kuukausilämpötilojen nousu oli suurinta Jäämeren lähialueilla (>0,50°c/10 vuotta) (Kuvio 4). Alemmilla leveysasteilla sekä huhtikuun että lokakuun lämpötilat kohosivat, mutta trendien tilallinen kaava oli hyvin erilainen erityisesti Aasiassa ja Pohjois-Amerikassa. Huhtikuun lämpötilakehitys oli korkein Itä-Siperiassa ja Keski-Aasian itäosassa, kun taas lokakuun lämpötilat nousivat merkittävämmin Siperian Pohjois-ja koillisosissa sekä joillakin alueilla Keski-Aasiassa. Lokakuussa havaittiin merkittäviä negatiivisia muutoksia suuressa osassa Pohjois-Amerikkaa. Maantieteellisten kuvioiden kehityssuuntien erot johtivat tilastollisesti merkittäviin muutoksiin koissa Itämeren alueella sekä osissa Siperiaa ja Mongoliaa (kuva 5). Ilmasto muuttui merellisemmäksi Kanadan pohjoisosissa, Kaukoidän ja Afrikan syrjäisimmissä osissa sekä suuressa osassa Välimeren aluetta.
3.3. Ilmakehän kierto
ilmakehän kierto on tärkeä tekijä valittujen lämpötilaparametrien alueellisessa jakaumassa ja ajallisessa vaihtelussa: , , , ja . Pohjoisen pallonpuoliskon teleyhteyskuvioiden ja analysoitujen lämpötilaparametrien välinen korrelaatio mahdollistaa niiden alueiden tunnistamisen, joilla ilmakehän kiertoliikkeellä on merkittävä vaikutus vuodenaikojen lämpötilaerojen ajalliseen vaihteluun ja siten CCI-ja KOI-vaihteluun (kuva 6). Käytetyt teleyhteyskuviot tunnistetaan pyörivällä pääkomponenttianalyysillä, ja teoriassa eri kuvioiden ja niiden vaikutusten lämpötilamittareihin ei pitäisi olla monisolineaarisia.
ilmakehän kierto vaikutti eniten leveysasteiden vaihteluun 40°: n ja 60°: n välillä (kuva 6). NAO: lla oli tilastollisesti merkitsevä positiivinen korrelaatio suurempaan osaan Euraasian Keski-ja korkeusasteita. Siksi CCI: llä on taipumus laskea Pohjois-Euraasiassa talvisin vallitsevana positiivisena NAO-vaiheena ja päinvastoin negatiivisena NAO-vaiheena (kuva 6). NAO eli sen pallonpuoliskon vastine arktinen oskillaatio (ao) vaikuttaa merkittävästi Siperian ylängön (SH) muotoon ja voimakkuuteen ja sitä kautta maan pinnan talvilämpötiloihin . PNA-ja WP-kuvioilla on samanlainen vaikutus Pohjois-Amerikan pohjoisosissa. Muut Nhtp: t näyttävät vaikuttavan vain alueellisesti : EA Euroopassa, SCA Euraasian länsiosassa, POL osassa Siperiaa ja EP/NP itäisellä Jäämerellä ja Siperiassa. NAO: n (AO) ja jossain määrin EA: n positiiviset vaiheet merkitsevät suurempia päiväntasaajasta napaan ulottuvia lämpötilagradientteja talvikaudella, mikä liittyy voimakkaampiin vyöhykkeisiin tuuliin, jotka tuovat merellisiä ilmamassoja kauas mantereiden sisäosiin . Kesäisin NAO näyttää myös olevan merkittävässä roolissa määritettäessä pintalämpötilan poikkeamien jakautumista pohjoisen pallonpuoliskon mantereille, erityisesti Euraasiaan ja Pohjois-Atlantille .
Nhtp: n ja kuluttajien LUOTTAMUSINDIKAATTOREIDEN väliset korrelaatiot vaikuttavat vähemmän kuluttajien LUOTTAMUSINDIKAATTOREIHIN kuin korrelaatiot (Kuvio 2). Lisäksi lähes kaikilla valituilla Nhtp: llä on pelkästään alueellisia vaikutuksia . Tärkeimpiä ovat EA Euroopassa ja Kaukoidässä, POL Euroopassa ja Etelä-Siperiassa, EA/WR Itä-Euroopassa ja Uralin alueella sekä EP/NP lähinnä Pohjois-Amerikassa ja joissakin osissa Euraasiaa . Tärkeimmillä kiertomuodoilla talvella ja NAO: lla ja PNA: lla kesällä näyttää olevan merkittäviä korrelaatioita vain hyvin diskreeteillä ja paikallisilla maapinta-aloilla pohjoisella pallonpuoliskolla (kuva 6).
KOI: n osalta NHTPS: n ja and: n välisten korrelaatioiden mukaan tärkeimmät kuviot näyttävät olevan SCA, EA/WR , POL ja EA Euraasian alueilla, PNA Pohjois-Amerikan alueilla, NAO Grönlannissa ja Koillis-Kanadassa sekä EP/np ja WP sekä Euraasiassa että Pohjois-Amerikassa (Kuvio 6). Ratkaisevin koihin vaikuttava tekijä sen kaavaan nähden voivat olla kuviot, joilla on vastakkainen vaikutus lämpötilaan loka-huhtikuussa samoilla alueilla eri vaiheissaan. Tämä on erityisen tärkeää Euraasian ja Pohjois-Amerikan sisämaa-alueilla (koin matalat alueet) sekä rannikkoalueilla korkealla ja keskisellä leveysasteella (koin korkeat alueet). Tällaisia NHTP-malleja ovat NAO ja SCA Siperiassa ja Uralin alueella, EA/WR Itä-Euroopassa, Kaukasuksella ja Turkissa, EA Keski-Euroopassa ja Itä-Kiinassa, EP/NP Itä-Pohjois-Amerikassa ja WP Koillis-Siperiassa ja Suurilla tasangoilla (kuva 6).
kahdeksan määrityskertoimen summaa, jotka kuvaavat , , ja ja teleconnection-indeksien välistä suhdetta, käytettiin valittujen pohjoisen pallonpuoliskon teleconnection-mallien kumulatiivisen vaikutuksen mittana , , ja ja siten CCI-ja KOI-arvoihin (Kuva 7). Vaikutus on ulottunut leveysasteelle välillä 40°N-60°N Euraasiassa ja välille 50°N-70°N Pohjois-Amerikassa (Kuva 7). Tällainen spatiaalinen ilmiö osuu samaan aikaan, kun Siperian ylänköalue laajenee länteen Euraasiassa ja talvinen arktinen antikloni Pohjois-Amerikassa. Nämä alueet näyttävät olevan herkkiä NAO-vaiheen sekä POL -, EA-ja PNA-vaiheen merkeille. Kumulatiivinen vaikutus on melko diskreetti ja riippuu näin ollen NHTP-kaavoista, jotka edustavat Rossby-wavetrainia: EA, EA/WR, EP/NP, WP ja POL. Koska kuluttajien luottamusindikaattori on pitkälti riippuvainen, NAO näyttää olevan tärkein tekijä sen ajallisessa vaihtelussa Euraasiassa ja NAO ja PNA Pohjois-Amerikassa. Koille nhtp: n kumulatiivinen vaikutus lämpötilaan näyttää olevan voimakas itäisessä Kanadassa ja Siperian koillisosassa ( ja ) ja hieman heikompi Länsi-Siperiassa, Uralin alueella ja Pohjois-Kazakstanissa (vain ). Näin ollen kumulatiivisen vaikutuksen pääasialliset tekijät ovat EP/NP ja WP, kun taas muut televiestintämallit vaikuttavat kumulatiiviseen vaikutukseen vain tiettynä kautena, esimerkiksi EA / WR lokakuussa ja SCA huhtikuussa (Kuva 7).
suuret ilmakehän kiertotavat ja heilahtelut vaikuttavat monien pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevien alueiden mantereisuuteen (CCI) ja valtameriin (KOI). Niiden epäsymmetria vaiheittain tiettyinä ajanjaksoina voi vaikuttaa CCI: n ja KOI: n trendeihin. Esimerkiksi NAO osoitti positiivisen vaiheensa hallitsevuuden kahdennenkymmenennen vuosisadan kolmella viimeisellä vuosikymmenellä, huippunsa ollessa 1990-luvun alussa . Tämä tapahtui samanaikaisesti toimintakeskusten suuruuden ja sijainnin muutoksen kanssa, erityisesti vuoden kylmänä vuodenaikana.: Azorien Korkea, Siperian Korkea, Pohjois-Amerikan Korkea, Islannin matala ja Aleuttien Matala. Tämän vahvistavat myös kuluttajien luottamusindikaattorien ja KOI: n suuntaukset (Kuvio 5).
4. Päätelmät
tässä asiakirjassa on tutkittu mantereisuuden ja valtamerien vaihteluita pohjoisen pallonpuoliskon Keski-ja yläasteilla vuosina 1950-2015. Tähän tarkoitukseen käytettiin Conrad Continentality Index (CCI) ja Kerner Oceanity Index (KOI). Myös ilmakehän kierron vaikutusta näiden indeksien vaihteluun analysoitiin.
ilmaston mantereisuuden ja valtamerien avaruudellinen rakenne riippuu etäisyydestä valtamereen, pinnanmuodostuksesta ja ilmakehän kiertokulusta. Kylmimmän kuukauden pintailman lämpötilojen vuosittainen vaihtelu () on suurempaa kuin kesäkuukausien lämpötilojen vaihtelu suurimmalla osalla tutkimusaluetta. Siksi tärkein tekijä, joka määrittää ilman vuotuisen lämpötilan amplitudin ja CCI-arvojen suuruuden, on . Lämpimimmän kuukauden lämpötila () on johtava tekijä CCI: lle vain Euroopan länsiosassa ja Pohjois-Afrikassa. Huhtikuun () ja lokakuun () pintailman lämpötilojen erojen ajallinen vaihtelu on suurempi kuin ilman vuotuisen lämpötilan amplitudin vaihtelu, ja sillä on suurempi vaikutus koin ajalliseen dynamiikkaan. Mantereiden keskiosissa KOI korreloi paremmin ilman lämpötilojen kanssa huhtikuussa, kun taas rannikkoalueilla KOI liittyy läheisesti lokakuun lämpötilavaihteluihin.
vuodesta 1950 monilla pohjoisen pallonpuoliskon alueilla, positiivisia ja tilastollisesti merkittäviä suuntauksia , , , ja kirjattiin. Kuluttajien luottamusindikaattorin suunta ja suuruus määräytyivät suhdeluvun ja trendien mukaan. Ilmastomenneisyys on vähentynyt alueilla, joissa ero trendiarvojen ja trendiarvojen välillä on positiivinen, ja päinvastoin. Esimerkiksi Siperian ylängön, joka on vastuussa äärimmäisistä mantereisista olosuhteista suuremmissa osissa Siperiaa ja Itä-Aasiaa, voimakkuuksien dramaattista vähenemistä on havaittu 1980-luvulta lähtien , ja siihen vaikuttivat pääasiassa nao/AO-ja EA-kaavojen määräävä positiivinen vaihe. Samaan aikaan, ja positiivinen suuntaus spatiaaliset kuviot johti merkittäviä muutoksia KOI yli suurimman osan Euraasiaa ja Pohjois-Amerikan pohjoisosassa tutkitulla kaudella. Koin mukaan ilmastomalttius on lisääntynyt Itämeren alueella sekä osissa Itä-Siperiaa, Mongoliaa ja suuria tasankoja, kun taas tilastollisesti merkitsevä lisäys merenantologiassa tapahtui lähinnä Kanadan pohjoisosan yllä. CCI: n mukaan mannermaisuus on vähentynyt Kanadan ja Yhdysvaltojen länsiosissa sekä osissa Keski-ja Itä-Aasiaa. Yhteenvetona voimme korostaa, että tilastollisesti merkittävät CCI-trendit suuremmilla alueilla osoittavat vähentynyttä mantereisuutta, kun taas tilastollisesti merkittävät KOI-trendit osoittavat vähentynyttä merenalaisuutta vuodesta 1950 vuoteen 2015. Tämä selittyy sillä, että tutkimusjakson aikana havaittiin suurempaa lämpötilan nousua talvella ja keväällä. Tilastollisesti merkittävä CI: n väheneminen Pohjois-Atlanttia ja Itäistä arktista aluetta ympäröivillä alueilla sekä Kaakkois-Yhdysvalloissa ja CCI: n lisääntyminen Sisä-Mongoliassa ja Välimerellä näyttävät olevan seurausta sekä puolipysyvän (esim., NAO) että kausittaisen (esim., Siperian High) toimintakeskusten aseman ja suuruuden muutoksesta.
El Kenawy ym. ovat väittäneet, että mantereen alueellisen vaihtelun muutokset liittyvät läheisesti Atlanttisiin vaihtelutapoihin, erityisesti Itä-Atlanttiseen vaihtelutapaan (Välimerellä, Lähi-idässä ja Afrikan pohjoisosassa). Samanlaisia Pohjois-Atlantin oskillaatiota koskevia havaintoja havaittiin myös aiemmin laajalla alueella, joka ulottui Itä-Kanadasta Euroopan kautta Keski-arktiselle alueelle . Päinvastoin, mannermaisuuden suuri spatiaalinen vaihtelu sekä sen kaltevuuksien muutokset tietyillä alueilla (esim., Grönlanti) voi johtua paitsi laajamittaisesta levikistä myös paikallisista vaikutuksista .
kaikki vähenevän (lisääntyvän) luottamusindikaattorin (KOI) alueet eivät kuitenkaan ole selitettävissä tiettyjen teleyhteyskäytäntöjen yleisyydellä. Pohjois-Amerikan ylemmillä leveysasteilla ja Siperian koillisimmissa osissa vaikutti todennäköisimmin merijään vetäytyminen (myöhempi jäätymisaika), jota ajoi meren pintalämpötilojen nousu .
on hyvin todennäköistä, että mantereisuus muuttuu tulevaisuudessa ja sen muutokset saattavat voimistua seuraavina vuosikymmeninä. Siksi ilmastoennusteet ovat tärkeitä, jotta voidaan arvioida mahdollisia mantereisuuden ja valtamerien muutoksia ja arvioida niihin liittyviä vaikutuksia luonnollisiin ja ihmisen toiminnan aiheuttamiin järjestelmiin.
tietojen saatavuus
eturistiriidat
kirjoittajat ilmoittavat, ettei tämän paperin julkaisemiseen liity eturistiriitoja.
kiitokset
tätä työtä tuki Vilnan yliopiston geotieteiden instituutti.