Kontinentalitás és Óceánia az északi félteke középső és magas szélességi fokain és kapcsolataik a légköri keringéssel
absztrakt
az éghajlati kontinentalitás vagy Óceánia a helyi éghajlati viszonyok egyik fő jellemzője, amely a globális és regionális éghajlatváltozástól függ. Ez a tanulmány a kontinentalitás és az óceánok indexeit elemzi, valamint az északi félteke középső és magas szélességi fokainak változásait az 1950-2015 közötti időszakban. A klimatológiát és a kontinentalitás és az Óceánia változásait a Conrad-féle Kontinentalitás Index (CCI) és a Kerner-féle Oceanity Index (KOI) segítségével vizsgálják. Az északi félteke telekommunikációs mintáinak a kontinentális/óceáni viszonyokra gyakorolt hatását is értékelték. A CCI szerint a kontinentalitás jelentősebb Északkelet-Szibériában és Észak-Amerika csendes-óceáni partvidékén, valamint az Atlanti-óceán északi részén található part menti területeken. KOI szerint azonban a magas kontinentalitású területek nem felelnek meg pontosan az alacsony óceániai területeknek, amelyek a CCI által azonosítottaktól délre és nyugatra jelennek meg. A kontinentalitás változásainak térbeli mintái tehát másnak tűnnek. A CCI szerint a kontinentalitás statisztikailag szignifikáns növekedését csak Északkelet-Szibériában találták meg. Ezzel szemben Észak-Amerika nyugati részén és Ázsia nagy részén a kontinentalitás gyengült. KOI szerint az éghajlat egyre kontinentálisabbá vált Észak-Európában, valamint Észak-Amerika és Kelet-Ázsia többségében. A kanadai sarkvidéki szigetvilágban és a Földközi-tenger egyes részein megnőtt az óceánok száma. A kontinentalitás változásai elsősorban a leghidegebb hónap hőmérsékletének emelkedésével voltak összefüggésben a légköri keringés változásai következtében: az észak-atlanti oszcilláció (NAO) és a Kelet-Atlanti (EA) minták pozitív fázisa dominált télen az elmúlt évtizedekben. Az óceáni tendenciák összefüggésben lehetnek a szezonális tengeri jég csökkenésével és a tengerfelszín hőmérsékletének ezzel járó emelkedésével.
1. Bevezetés
a Kontinentalitás és az óceánok fontos paraméterek, amelyek leírják a helyi éghajlati viszonyokat. Bemutatják, hogy a tenger-szárazföld kölcsönhatások milyen mértékben befolyásolják a helyi éghajlatot. A legtöbb más éghajlati mutatóhoz hasonlóan ezek a paraméterek dinamikusak, és mind a globális éghajlatváltozáshoz, mind pedig a légköri keringés változásához kapcsolódnak.
a Kontinentalitást elsősorban számos éghajlati változó befolyásolja, mint például a szélesség, a tengertől való távolság és a légköri keringés. A legtöbb esetben a kontinentalitás index számítása az éves léghőmérséklet-tartományon és szélességi fokon alapul. A nagyobb éves léghőmérséklet-tartomány magasabb hőkontrasztokkal és nagyobb kontinentalitással jár.
a változó éghajlati viszonyok között a kontinentalitás különböző módon befolyásolható . A globális éghajlatváltozás miatt a levegő hőmérséklete a világ legtöbb részén növekszik. Az elmúlt évtizedekben a leggyorsabb felmelegedést az északi félteke középső szélességein figyelték meg . Ezért a különböző éghajlati indexek változásainak elemzése, beleértve az északi félteke középső és magas szélességi területein bekövetkező kontinentalitás változásait is, jelentős jelentőséggel bír. Azokon a területeken, ahol a téli levegő hőmérséklete lényegesen pozitívabb tendenciát mutat, mint a nyári társaik, a kontinentalitás index megfelelő értékei csökkennek, és fordítva. Az éves ciklus amplitúdójának növekedését az északi félteke középső szélességén az elmúlt két évtizedben azonosították: azaz a téli levegő hőmérséklete kissé emelkedett, míg a nyári változások jelentősebbek voltak .
az éves léghőmérséklet-tartomány változásai azonban a különböző régiókban jelentősen eltérnek, ezért az éghajlati kontinentalitás tendenciái is eltérőek. Az éghajlati kontinentalitás regionális vizsgálata a huszadik század első felében kezdődött. Gorczynski , Brunt , Raunio és mások leírták a különböző települések éghajlati kontinentalitását az éves léghőmérséklet-tartomány alapján. Hirschi et al. elemezte a globális kontinentalitás változását az NCEP/NCAR reanalízis adatainak felhasználásával az 1948-2005 közötti időszakban. Az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon a kontinens jelentős csökkenését figyelték meg a leghidegebb hónap hőmérsékletének jelentős emelkedése miatt. Ugyanakkor Délkelet-Európában a kontinentalitás index is nőtt .
az elmúlt években Görögországban, Törökországban és Pakisztánban elemezték a kontinentalitás és az óceánok regionális jellemzőit . Megállapítást nyert, hogy az éghajlati kontinentalitás fokozódott az Ibériai-félszigeten . A kontinentalitás elhanyagolható mértékű növekedését Szlovákiában is megfigyelték, a Cseh Köztársaságban nem találtak jelentős változást, míg a Közel-Keleten és Észak-Afrikában statisztikailag szignifikáns növekedést állapítottak meg . Továbbá a szerzők azzal érvelnek, hogy a regionális keringési minták (pl., a Földközi-tenger felett) nem játszanak kritikus szerepet a kontinentalitásban azonosított tendenciák meghatározásában. Inkább az Atlanti-óceán északi részén zajló nagyszabású légköri keringés változásaira utalnak .
az északi féltekén a sarkvidék felé haladva a szárazföldek nagyobbak lesznek, így a kontinentalitás kevésbé hangsúlyos a fokozott zónakeringésű időszakokban. Ezzel szemben figyelemre méltóbbá válik a fokozott meridiációs keringés és a kontinentális sarkvidéki légtömegek nagyobb befolyása .
a kontinentalitás változásai mind a természetes (például a vegetációs zónák), mind az antropogén (például a vízkészletek és a mezőgazdaság) rendszereket érintik, ezért a kontinentalitás változásainak vizsgálata nagy jelentőséggel bír . Ezenkívül viszonylag kevés tanulmány elemezte a kontinentalitást és annak globális változásait . Ezenkívül hiányzik a légköri keringésnek a kontinentalitás index értékeire gyakorolt hatását elemző kutatás.
ezért a kutatás célja a széles körben elfogadott Conrad ‘s Continentality Index (CCI) és a Kerner’ s Oceanity Index (KOI) térbeli eloszlásának értékelése az északi félteke szárazföldi területeinek középső és magas szélességi területein, valamint ezeknek az indexeknek a huszadik század közepe óta bekövetkezett változásainak és a légköri keringéshez való kapcsolódásának értékelése.
2. Módszerek
ebben a kutatásban a kontinentalitást a Conrad által javasolt CCI segítségével értékelték :ahol (c) az év legmelegebb hónapjainak középhőmérséklete, (C) az év leghidegebb hónapjainak középhőmérséklete és a szélességi fok.
a levegő hőmérsékletének nagy éves tartománya nagyobb indexértékeket eredményez, következésképpen kontinentálisabb éghajlatot jelez. A legkisebb különbségek a legtöbb óceáni éghajlati viszonyban figyelhetők meg. Azok a területek, ahol az indexértékek -20-tól 20-ig terjednek, hiperoceanikusnak, 20-tól 50-ig óceáninak, 50-től 60-ig szubkontinentálisnak, 60-tól 80-ig kontinentálisnak, 80-tól 120-ig pedig hiperkontinentálisnak nevezhetők .
1905-ben Kerner javasolta az oceanity indexet . Ez az index az október és április közötti havi átlaghőmérséklet-különbség, valamint a legmelegebb és leghidegebb hónapok havi átlaghőmérsékletének arányát mutatja. A kis vagy negatív értékek magas kontinentalitást jeleznek, míg a magas indexértékek a tengeri éghajlati viszonyokat jelzik . Az oceanity indexet (KOI) Kerner szerint a következőképpen értékeltük:ahol és (C) az októberi és áprilisi havi átlaghőmérséklet, és és (C) megegyezik az (1) egyenletben leírtakkal. Ez az index azon a feltételezésen alapul, hogy a tengeri éghajlaton a termálvíz nagyobb tehetetlensége miatt a források hidegebbek, mint az ősz, míg a kontinentális éghajlaton a források általában magasabb vagy hasonló hőmérsékletet mutatnak, mint ősszel. Az éghajlat óceániája az indexértékekkel növekszik. A kicsi vagy negatív értékek a kontinentális éghajlati viszonyokat mutatják, míg a nagy értékek a tengeri éghajlatot jelzik . A KOI térbeli eloszlásának vizualizálása érdekében a következő indexosztályokat használtuk ebben a kutatásban: kisebb vagy egyenlő -10 = hiperkontinentális ; -9 – től 0-ig = kontinentális; 1 – től 10-ig = szubkontinentális; 11 – től 20-ig = óceáni; és 21-től 50-ig = hiperoceanikus.
a CCI és különösen a KOI csak olyan régiókban valósítható meg, ahol a levegő hőmérséklete különböző szezonális változásokkal jár. Úgy döntöttünk, hogy elemezzük a kontinentalitást és az Óceániát az északi féltekén, ahol a hőmérsékleti szezonalitás magas, 30 MHz-es szélesség felett.
a föld feletti 1950-2015 közötti időszak átlagos havi léghőmérséklet-értékeit a CRU TS4.00 adatbázisból származtatták . A rácscella mérete 0,5 0,5 fő volt. A CRU TS egy nagy felbontású globális adathalmaz, amely az összes földtömegre kiterjed 60 60 s és 80 N. a CRU TS adathalmaz prioritása a teljessége, nincs hiányzó adat a föld felett. Különös figyelmet fordítanak az adatok minőségének ellenőrzésére . Az adathalmaz azonban nem teljesen homogén, és nagyobb bizonytalanságok tapasztalhatók a meteorológiai állomások ritka hálózatával rendelkező régiókban, különösen a sivatagokban és a hegyekben . Mindazonáltal, bizonyos korlátozások ellenére, a CRU TS adatbázist széles körben használják az éghajlati vizsgálatokhoz .
az 1950-2015 közötti időszakban a kontinentalitás/óceáni index hosszú távú trendjeit a Sen meredekségi tesztjével számítottuk ki. A trendértékek statisztikai szignifikanciáját a Mann–Kendall teszt segítségével értékeltük. A 0,05-nél kisebb értékű változásokat statisztikailag szignifikánsnak tekintették. 1981-2010 kontinentalitás / oceanity index normálokat is meghatároztak.
elemeztük a légköri keringés hatását a szezonális hőmérsékleti mutatókra, így az éghajlati kontinentalitás és az óceánok változékonyságára is. Az északi féltekén az 500 hPa magassági mezőből származó teleconnection patterns (Nhtp) az alacsony frekvenciájú légköri keringési variabilitás vezető módjai az északi féltekén. Az adatok a NOAA Center for Weather and Climate Prediction honlapján érhetők el. A 10 rendelkezésre álló Nhtp közül nyolcat választottunk ki, mert egyedül ezek magyarázhatják az alacsony frekvenciájú légköri keringés változékonyságának kétharmadát az NH extratropikákon belül, és egész évben aktívak, és ugyanazzal a visszakeresési eljárással rendelkeznek (1.táblázat).
|
||||||||||||||||||||||||
az Nhtp-k egyik csoportja (NAO és EA) kiemelkedő az Atlanti-óceán északi részén és Európában. Mások—az SCA, A POL és az EA/WR-Eurázsia középső és magas szélességi területein terjednek, a PNA, az EP/NP és a WP pedig a Csendes-óceán északi részét és Észak-Amerikát képviselik.
az átlagos január–márciusi NHTP–értékek, valamint a július–szeptemberi NHTP–értékek, valamint a Március-májusi NHTP-értékek és a szeptember-novemberi NHTP-értékek közötti összefüggéseket elemezték annak meghatározása érdekében, hogy a légköri keringés milyen hatással van a felszíni levegő hőmérsékletének változására, valamint a CCI-re és a KOI-ra. Az NHTP-indexek három hónapos átlagát a korrelációkban használták az eltérések elkerülése érdekében, valamint az adott leghidegebb téli/legmelegebb nyári hónaphoz. Ezt követően ugyanezt az eljárást alkalmazták a légköri keringés mind a CCI-re, mind a KOI-ra gyakorolt hatásának értékelésének egységesítésére.
az NHTP indexek havi időskálán állnak rendelkezésre. Minden indexérték azonban a számítási eljárás miatt egy adott hónapra összpontosító három hónapos időszakot képviseli.
3. Eredmények és vita
3.1. Éghajlati norma és meghatározó tényező
a klimatológiai standard normál időszakban (1981-2010) a hiperkontinentális éghajlat (CCI értékek >80) Északkelet-Szibériában volt, míg a hiperoceáni éghajlatot (CCI értékek < 20) Észak-Amerika csendes-óceáni partvidékén és az Atlanti-óceán északi részének part menti területein azonosították (1.ábra). A leghidegebb hónap felszíni levegő hőmérséklete jelentette a CCI-értékek legfontosabb meghatározóját szinte az egész vizsgálati területen (2.ábra). Ez azzal magyarázható, hogy az elemzett terület jelentős részén a téli hőmérséklet-ingadozások nagyobbak voltak, mint a nyári társaik. Eközben a legmelegebb hónap hőmérséklete volt a CCI fő tényezője csak a Földközi-tenger medencéjének nyugati részén.
Észak-Amerika középső részén és Eurázsia északkeleti részén (Kelet-Szibéria) a magas kontinentalitást (CCI) elsősorban az év leghidegebb hónapjának nagyon alacsony léghőmérséklete befolyásolta. A szibériai magas (sh) és az észak-amerikai magas (NAH) a téli időszakban a szélsőséges negatív felszíni hőmérsékleteket részesíti előnyben Észak-Ázsia nagyobb részén és Észak-Amerika legészakibb részein. Ezek szezonális nagynyomású rendszerek, amelyek hideg és száraz levegőből állnak; azonban az SH sokkal tartósabb, mint a NAH, és a helyi topográfia (hegyi völgyek) miatt Szibéria északkeleti részén indítja el a legnagyobb hőmérsékleti inverziót . Úgy tűnik, hogy Európa nagyobb részén, az USA délkeleti részén és Észak-Amerika csendes-óceáni partvidékén viszonylag magas a leghidegebb havi hőmérséklet az alacsony CCI-értékekért.
a legerősebb Óceániát (nagy KOI) a Jeges-tenger, az Atlanti-óceán északi része, a Földközi-tenger és a Távol-Kelet part menti területein figyelték meg (1.ábra). A legalacsonyabb KOI Eurázsia belső részén (különösen Közép-Ázsiában és a Tibeti-fennsíkon), a kanadai préri és a Yukon területén található. A KOI ilyen térbeli eltérése részben magyarázható a tengerfelszín hőmérsékletének (SST) októberi és áprilisi különbségeivel: az októberi SST mindig magasabb volt, mint az áprilisi SST az Északi-sarkvidéken, az Atlanti-óceán északi részén, a Földközi-tengeren stb.
a KOI és a legmelegebb () és leghidegebb () hónapok átlaghőmérséklete közötti kapcsolat gyenge (R2 < 0,15). Mind az áprilisi, mind az októberi hőmérséklet nagyobb hatással van a KOI variációira (3.ábra). A levegő hőmérsékletének áprilisi ingadozása vezető szerepet játszik (különösen a kontinensek központi részein), míg az októberi hőmérséklet fontosabb a part menti területeken. A földfelszín hőmérséklete áprilisban általában magasabb, mint októberben ugyanazon a szélességi fokon a szárazföldi területek felett, mindaddig, amíg nincs hótakaró.
az alacsony KOI területek nem pontosan egyeznek meg a magas CCI területekkel; az alacsony KOI területek valóban a magas CCI társaiktól délre és nyugatra helyezkednek el (1.ábra). A ciklonikus aktivitás, valamint az átlagos szélsebesség az Északi-sarkvidéken, az Atlanti-óceán északi részén és a Csendes-óceán északi részén októberben magasabb, mint áprilisban, és a magas szélességi fokok hőáramlásának egyik fő mozgatórugója, hozzájárulva ezzel a magas KOI-hoz e régiók part menti területein .
3.2. Hosszú távú tendenciák
éves minimális és maximális havi levegőhőmérséklet és hőmérséklet áprilisban és októberben a vizsgált terület nagy részében az 1950-2015 közötti időszakban emelkedett (4.ábra). Az éves minimális havi hőmérséklet több mint 0.5 C / 10 év Nyugat-Oroszországban, Kelet-Szibériában és Közép-Ázsia egyes részein (4.ábra), míg a legnagyobb emelkedés Észak-Amerika északnyugati részén volt (több mint 1,0 C/10 év). Az éves minimum havi hőmérséklet csak Szibéria északkeleti részén és Észak-Amerika keleti részén csökkent kissé.
az éves maximális havi hőmérséklet () trend nagysága kisebb volt, mint 1950-2015-ben. Trendek felett 0.25 C / 10 év volt megfigyelhető Szibéria északkeleti részén, Közép-Ázsia és Európa nagy részén, valamint Észak-Amerika északi részén. A nagyobb növekedés mértéke képest csökkentette az éves hőmérséklet amplitúdó és CCI több mint a legtöbb Észak-Amerikában, Ázsiában és Kelet-Európában (5.ábra). Délnyugat-Európában, a CCI növekedett azokon a területeken, ahol több mint nőtt . Szibéria északkeleti részén és az USA keleti részén a CCI növekedése a csökkenéssel és a növekedéssel függ össze .
(a)
(b)
(a)
(b)
egyes telekommunikációs minták egyértelmű tendenciákat is mutattak: egy bizonyos fázis prevalenciája az elmúlt néhány évtizedben-EA (pozitív), EA/WR (negatív) és EP/NP (negatív) ugyanazon okok miatt, mint a NAO esetében.
az óceánok számának jelentős csökkenése Európa nagy részén és Mongóliában, valamint a Kaszpi-tenger-Kaukázus régióban, valamint Észak-Amerika nagy részén az elmúlt évtizedekben azt is jelzi, hogy áprilisban és októberben az egyes keringési minták bizonyos szakaszai elterjedtek: EA, EA/WR, SCA, POL és PNA. A legújabb kutatások azonban azzal érveltek, hogy az Atlanti-óceán szubtrópusi északnyugati részén a fűtési anomáliák, valamint az Atlanti-óceán északi részén a viharpálya-aktivitás jól szervezett EA/WR-szerű hullámmintákat képes előállítani, az Egyesült Államok kontinentális részétől Közép-Ázsiáig terjedő széles körű anomáliákkal, amelyek a legerősebb hatással vannak a Kaszpi-tengerre és a nyugat-európai régiókra .
1950 és 2015 között, április () és október () között a havi hőmérsékletek emelkedése a Jeges-tengerhez közeli területeken volt a legnagyobb (> 0,50 C/10 év) (4.ábra). Az alacsonyabb szélességi fokokon mind az áprilisi, mind az októberi hőmérséklet emelkedett, de a trendek térbeli mintázata nagyon eltérő volt, különösen Ázsiában és Észak-Amerikában. Az áprilisi hőmérsékleti trend Kelet-Szibériában és Közép-Ázsia keleti részén volt a legmagasabb, míg az októberi hőmérséklet Szibéria északi és északkeleti részén, valamint Közép-Ázsia egyes területein nőtt. Jelentéktelen negatív változásokat figyeltek meg Észak-Amerika nagy részén októberben. A térbeli minták tendenciáinak különbségei statisztikailag szignifikáns változásokat eredményeztek a KOI-ban a Balti-tengeri régióban, valamint Szibéria és Mongólia egyes részein (5.ábra). Az éghajlat egyre inkább óceáni lett Kanada északi részén, a Távol-Kelet és Afrika legkülső részein, valamint a mediterrán térség nagy részein.
3.3. Légköri keringés
a légköri keringés fontos mozgatórugója a kiválasztott hőmérsékleti paraméterek térbeli eloszlásának és időbeli változásának: , , , és . Az északi félteke telekommunikációs mintái és az elemzett hőmérsékleti paraméterek közötti összefüggés lehetővé teszi azon területek azonosítását, ahol a légköri keringés jelentős hatással van a szezonális hőmérséklet-különbségek időbeli változására, így a CCI és a KOI (6.ábra). Az alkalmazott telekommunikációs mintákat forgatott főkomponens-analízissel azonosítják, és elméletileg nem lehet multikollinearitás a különböző minták és azok hőmérsékleti mutatókra gyakorolt hatása között.
a légköri keringés volt a legnagyobb hatással a szélességi fokok változására 40 és 60 fő között (6. ábra). A NAO statisztikailag szignifikáns pozitív korrelációt mutatott az Eurázsiai középső és magas szélességi területek nagyobb részével. Ezért a CCI általában csökken Eurázsia északi részén télen, ahol a pozitív Nao fázis uralkodik, és fordítva a negatív Nao fázisban (6.ábra). A NAO, vagy félgömb alakú megfelelője, az Arctic oscillation (Ao) jelentős hatással van a szibériai magas (Sh) alakjára és erejére, és így a szárazföldi téli hőmérsékletre . A PNA és a WP minták hasonló hatást gyakorolnak Észak-Amerika északi részén. Úgy tűnik, hogy más Nhtp-knek csak regionális hatása van : EA Európában, SCA Eurázsia nyugati részén, Pol Szibéria egyes részein, EP/NP a keleti sarkvidéken és Szibériában. A NAO (ao) és bizonyos mértékig az EA pozitív fázisai nagyobb Egyenlítő-pólus hőmérsékleti gradienseket jelentenek a téli szezonban, ami az erősebb zónaszélhez kapcsolódik, amely a tengeri légtömegeket messze a kontinensek belső részeibe hozza . Nyáron úgy tűnik, hogy a NAO jelentős szerepet játszik a felszíni hőmérsékleti anomáliák eloszlásának meghatározásában az északi félteke kontinensein, különösen Eurázsia és az Atlanti-óceán északi részén .
az Nhtp-k közötti korreláció és a CCI-hez való hozzájárulás kevesebb, mint (2. ábra). Továbbá, szinte az összes kiválasztott Nhtp-nek csupán regionális hatása van. A legfontosabbak az EA Európa és a Távol-Kelet számára, a POL Európa és Dél-Szibéria számára, az EA/WR Kelet-Európa és az Urál régió számára, valamint az EP/NP elsősorban Észak-Amerika és Eurázsia egyes részei számára . Úgy tűnik, hogy a legfontosabb keringési módok télen, a Nao és a PNA pedig nyáron csak az északi félteke nagyon diszkrét és helyi szárazföldi területein mutatnak jelentős összefüggéseket (6.ábra).
A KOI esetében az Nhtp-k és az and közötti korreláció szerint a legfontosabb minták az SCA, az EA/WR, A POL és az EA az Eurázsiai régiók esetében, a PNA az észak-amerikai régiók esetében, a Nao Grönland és Északkelet-Kanada esetében, valamint az EP/NP és a WP mind Eurázsia, mind Észak-Amerika esetében (6.ábra). A KOI-t befolyásoló legfontosabb tényező, a képletére hivatkozva, olyan minták lehetnek, amelyek ellentétes hatást gyakorolnak a hőmérsékletre októberben és áprilisban ugyanazon területeken különböző fázisaik során. Ez különösen fontos Eurázsia és Észak-Amerika szárazföldi régióiban (alacsony KOI régiók), valamint a magas és közepes szélességű part menti területeken (magas KOI régiók). Ilyen NHTP-minták a Nao és az SCA Szibéria és az Urál régió esetében, az EA/WR Kelet-Európa, a Kaukázus és Törökország esetében, az EA Közép-Európa és Kelet-Kína esetében, az EP/NP Észak-Amerika keleti részén, valamint a WP Északkelet-Szibéria és az Alföld esetében (6.ábra).
az , , , ÉS és telekommunikációs indexek közötti kapcsolatot leíró nyolc determinációs együttható összegét használtuk az északi félteke kiválasztott telekommunikációs mintáinak kumulatív hatásának mérésére a,,, és így a CCI és a KOI értékekre (7. ábra). A hatás szélességi kiterjedése Eurázsiában 40 és 60, Észak-Amerikában pedig 50 és 70 között van (7.ábra). Ez a térbeli hatás egybeesik a szibériai magas nyugat felé történő kiterjesztésével Eurázsiában, valamint a téli sarkvidéki anticiklonnal Észak-Amerikában. Úgy tűnik, hogy ezek a területek érzékenyek a NAO fázis, valamint a POL, EA és PNA fázis jeleire. A kumulatív hatás meglehetősen diszkrét, következésképpen a Rossby hullámvonatot képviselő NHTP mintáktól függ: EA, EA/WR, EP/NP, WP és POL. Tekintettel arra , hogy a CCI nagymértékben függ, úgy tűnik, hogy az eurázsiai, valamint az észak-amerikai Nao és PNA időbeli változásainak fő okozója a NAO. A KOI esetében az Nhtp-k hőmérsékletre gyakorolt kumulatív hatása erősnek tűnik Kelet-Kanadában és Szibéria északkeleti részén ( és), és kissé gyengébb Nyugat-Szibériában, az Urál régióban és Észak-Kazahsztánban (csak ). Ezért a kumulatív hatáshoz itt elsősorban az EP/NP és a WP járulnak hozzá, míg más telekommunikációs minták csak egy adott évszakban járulnak hozzá a kumulatív hatáshoz, például az októberi EA/WR és az áprilisi SCA (7.ábra).
nagy léptékű légköri keringési minták és rezgések befolyásolják a kontinentalitást (CCI) és az Óceániát (KOI) az északi félteke számos régiójában. Aszimmetriájuk bizonyos időszakokban befolyásolhatja a CCI és a KOI trendjeit. Például a NAO pozitív szakaszának túlsúlyát mutatta a huszadik század utolsó három évtizedében, a csúcs az 1990-es évek elején volt . Ez egybeesett az akcióközpontok nagyságának változásával és helyzetváltozásával, különösen az év hideg évszakában: az Azori-szigetek Magas, szibériai magas, Észak-Amerikai magas, Izlandi alacsony és aleuti alacsony. Ezt a CCI és a KOI tendenciái is megerősítik (5.ábra).
4. Következtetések
ez a tanulmány a kontinentalitás és az óceánok változásait vizsgálta az északi félteke középső és magas szélességi területein az 1950-2015 közötti időszakban. A Conrad Continentality indexet (CCI) és a Kerner Oceanity indexet (KOI) használták erre a célra. Elemeztük a légköri keringés ezen indexek változékonyságára gyakorolt hatásait is.
az éghajlati kontinentalitás és az óceánok térbeli mintázata az óceántól való távolságtól, a topográfiától és a légköri keringéstől függ. A leghidegebb hónap felszíni levegő hőmérsékletének évközi változása () nagyobb, mint a nyári hónapok hőmérsékletváltozása a vizsgálati terület nagy részében. Ezért a legfontosabb tényező, amely meghatározza az éves levegőhőmérséklet amplitúdójának és a CCI értékeinek nagyságát . A legmelegebb havi hőmérséklet () a CCI vezető tényezője csak Európa nyugati részén és Észak-Afrikában. Az április () és október () közötti különbségek időbeli változása nagyobb, mint az éves levegőhőmérséklet amplitúdója, és nagyobb hatással van a KOI időbeli dinamikájára. A kontinensek középső részein található KOI jobban korrelál az áprilisi levegő hőmérsékletével, míg a part menti területeken a KOI szorosan kapcsolódik az októberi hőmérsékleti ingadozásokhoz.
1950 óta az északi félteke számos régiójában pozitív és statisztikailag szignifikáns tendenciákat regisztráltak. A CCI trend irányát és nagyságát az arány és a trendek határozták meg. Az éghajlati kontinentalitás csökkent azokon a területeken, ahol a trendértékek közötti különbség pozitív, és fordítva. Például az 1980-as évek óta megfigyelhető a szibériai csúcs erősségének drámai csökkenése, amely felelős a szélsőséges kontinentális viszonyokért Szibéria és Kelet-Ázsia nagyobb részein, és ezt elsősorban a NAO/AO és EA minták domináns pozitív fázisai befolyásolták. Eközben a pozitív trend térbeli minták jelentős változásokat eredményeztek a KOI-ban Eurázsia nagy részén és Észak-Amerika északi részén a vizsgált időszakban. KOI szerint az éghajlati kontinentalitás a Balti-tenger térségében, valamint Kelet-Szibéria, Mongólia és az Alföld egyes részein nőtt, míg az óceánok statisztikailag szignifikáns növekedése többnyire Kanada északi részén volt megfigyelhető. A CCI szerint a kontinentalitás csökkent Kanada és az USA nyugati részein, valamint Közép-és Kelet-Ázsia egyes részein. Összefoglalva kiemelhetjük, hogy a nagyobb területeken a statisztikailag szignifikáns CCI-trendek csökkent kontinentalitást mutatnak, míg a statisztikailag szignifikáns KOI-trendek csökkent Óceániát mutatnak 1950-től 2015-ig. Ez azzal magyarázható, hogy a vizsgálati időszak alatt télen és tavasszal nagyobb hőmérséklet-emelkedést figyeltek meg. A CCI statisztikailag szignifikáns csökkenése az Atlanti-óceán északi részén és az Északi-sarkvidék keleti részén, valamint az Egyesült Államok délkeleti részén, valamint a CCI növekedése Belső-Mongóliában és a Földközi-tengeren úgy tűnik, hogy a cselekvési központok helyzetének és nagyságának változása következménye, mind a félállandó (pl.
El Kenawy et al. azt állították, hogy a kontinentalitás térbeli változékonyságának változásai szorosan kapcsolódnak az Atlanti változékonyság módjaihoz, különösen az Atlanti-óceán keleti mintájához (a Földközi-tengeren, a Közel-Keleten és Afrika északi részén). Hasonló megállapításokat találtak az észak-atlanti oszcillációval kapcsolatban a nagy tartomány egy korábbi pontján is, amely Kelet-Kanadától a Közép-Sarkvidékig terjedt Európán keresztül . Éppen ellenkezőleg, a kontinentalitás nagy térbeli változékonysága, valamint a gradienseinek változása bizonyos területeken (pl., Grönland) nemcsak a nagyszabású keringési mintáknak, hanem a helyi hatásoknak is oka lehet .
a csökkenő (növekvő) CCI (KOI) nem minden területe magyarázható azonban az egyes telekommunikációs minták prevalenciájával. Észak-Amerika magasabb szélességi fokait és Szibéria északkeleti részeit valószínűleg befolyásolta a szezonális tengeri jég visszahúzódása (későbbi fagyási idő), amelyet a tenger felszíni hőmérsékletének emelkedése okozott .
nagyon valószínű, hogy a kontinentalitás a jövőben megváltozik, és változásai a következő évtizedekben felerősödhetnek. Ezért az éghajlati előrejelzések fontosak a lehetséges kontinentalitás / óceáni változások értékeléséhez, valamint a természetes és antropogén rendszerekre gyakorolt hatás értékeléséhez.
adatok rendelkezésre állása
összeférhetetlenség
a szerzők kijelentik, hogy a jelen cikk közzétételét illetően nincs összeférhetetlenség.
Köszönetnyilvánítás
ezt a munkát a Vilniusi Egyetem Földtudományi Intézete támogatta.