Izvestiya, Atmospheric and Oceanic PhysicsIzvestiya, Atmospheric and Oceanic PhysicsИзвестия РАН. Физика атмосферы и океана0002-35153034-6487The Russian Academy of Sciences65828910.31857/S0002351523040028YMRDUQArticlesСтатьиChanges in the Surface Wind Associated with Atmospheric Cyclones at Extra-Tropical Latitudes of the Northern Hemisphere in Recent DecadesИзменения связанного с атмосферными циклонами приземного ветра во внетропических широтах Северного полушария в последние десятилетияAkperovM. G.АкперовМ. Г.aseid@ifaran.ruMokhovI. I.МоховИ. И.aseid@ifaran.ruObukhov Institute of Atmospheric Physics, RASИнститут физики атмосферы им. А.М. Обухова РАНLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова0107202359439840620022025Copyright ©; 2023, М.Г. Акперов, И.И. МоховCopyright ©; 2023, М.Г. Акперов, И.И. Мохов2023М.Г. Акперов, И.И. МоховМ.Г. Акперов, И.И. Моховhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journals.eco-vector.com/0002-3515/article/view/658289

We obtained quantitative estimates of seasonal and regional features and changes in cyclone activity in the atmosphere of the Northern Hemisphere and determined the contribution of extratropical cyclones to the formation of corresponding features and changes in the surface wind, using ERA5 reanalysis data for recent decades (1979–2021). According to these estimates, the contribution of extratropical cyclones to surface wind speeds in the regions of their high occurrence reaches 60% in winter and 50% in summer. The strongest contribution is related to intense cyclones: about 60% in winter and about 25% in summer.

Получены количественные оценки сезонных и региональных особенностей, а также изменений циклонической активности в атмосфере Северного полушария с определением вклада внетропических циклонов в формирование соответствующих особенностей и изменений приземного ветра с использованием данных реанализа ERA5 для последних десятилетий (1979–2021 гг.). Согласно полученным оценкам вклад внетропических циклонов в формирование скорости ветра в областях их высокой повторяемости достигает 60% зимой и 50% летом. При этом наиболее сильный вклад связан с интенсивными циклонами (с интенсивностью более 15 гПа) – около 60% зимой, а летом – около 25%.

atmospheric cyclonessurface windNorthern Hemispherereanalysis datatrendsвнетропические атмосферные циклоныприземный ветерСеверное полушариеданные реанализатрендыАкперов М.Г., Мохов И.И., Дембицкая М.А., Парфенова М.Р., Ринке А. Особенности температурной стратификации и ее изменений в тропосфере арктических широт по данным реанализа и модельным расчетам // Метеорология и гидрология. 2019. № 2. С. 19–27.Акперов М.Г., Бардин М.Ю., Володин Е.М., Голицын Г.С., Мохов И.И. Функции распределения вероятностей циклонов и антициклонов по данным реанализа и модели климата ИВМ РАН // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43. № 6. С. 764–772.Акперов М.Г., Елисеев А.В., Мохов И.И., Семенов В.А., Парфенова М.Р., Кениг Т. Потенциал ветровой энергетики в арктических и субарктических широтах и его изменение в XXI в. по расчетам с использованием региональной климатической модели // Метеорология и гидрология, 2022. № 6. С. 18–29.Акперов М.Г., Мохов И.И. Оценки чувствительности циклонической активности в тропосфере внетропических широт к изменению температурного режима // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 2. С. 129–136.Акперов М.Г., Мохов И.И. Сравнительный анализ методов идентификации внетропических циклонов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46. № 5. С. 620–637.Бардин М.Ю., Полонский А.Б. Североатлантическое колебание и синоптическая изменчивость в Европейско-Атлантическом регионе в зимний период // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41. № 2. С. 3–13.Голицын Г.С., Мохов И.И., Акперов М.Г., Бардин М.Ю. Функции распределения вероятности для циклонов и антициклонов в период 1952–2000 гг.: инструмент для определения изменений глобального климата // Докл. РАН. 2007. Т. 413. № 2. С. 254–256.Интенсивные атмосферные вихри и их динамика. / Под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: ГЕОС., 2018. 482 с.Мохов И.И. Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования // Вестник РАН. 2022. Т. 92. № 1. С. 3–14.Мохов И.И., Акперов М.Г. Вертикальный температурный градиент в тропосфере и его связь с приповерхностной температурой по данным реанализа // Изв. РAH. Физикa aтмocфepы и oкeaнa. 2006. Т. 42. № 4. С. 467–475.Мохов И.И. Сезонные особенности изменений повторяемости экстремальных погодно-климатических явлений в российских регионах в последние десятилетия // Метеорология и гидрология. 2023 (в печати).Мохов И.И., Чернокульский А.В., Акперов М.Г., Дюфрен Ж.-Л., Трет Э.Ле. Изменения характеристик циклонической активности и облачности в атмосфере внетропических широт северного полушария по модельным расчетам в сопоставлении с данными реанализа и спутниковыми данными // Докл. РАН. 2009. Т. 424. № 3. С. 393–397.Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. Влияние глобальных климатических изменений на вихревую активность в атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1992а. Т. 28. № 1. С. 11–26.Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. О влиянии облачности на вихревую активность атмосферы при изменениях климата // Метеорология и гидрология. 1992б. № 1. С. 5–11.Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. СПб.: Наукоемкие технологии. 2022. 676 с.Чернокульский А.В., Елисеев А.В., Козлов Ф А. и др. Опасные атмосферные явления конвективного характера в России: наблюдаемые изменения по различным данным // Метеорология и гидрология. 2022. № 5. С. 27–41.Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I. et al. Future projections of cyclone activity in the Arctic for the 21st century from regional climate models (Arctic-CORDEX) // Glob. Planet. Change. 2019. V. 182. P. 103005Akperov M., Semenov V., Mokhov I., Dorn W. and Rinke A. (2020) Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: Insights from coupled regional climate model simulations // Environ. Res. Lett. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab6399Chernokulsky A.V. et al. Recent variations of cloudiness over Russia from surface daytime observations // Environ. Res. Lett. 2011. V. 6. 035202.Chernokulsky A., Kozlov F., Zolina O. et al. Observed changes in convective and stratiform precipitation in Northern Eurasia over the last five decades // Environ. Res. Lett. 2019. V. 14. 045001–17.Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / V. Masson-Delmotte et al. (eds.). Cambridge Univ. Press., 2021.Gulev S.K., Zolina O., Grigoriev S. Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data // Clim. Dyn. 2001. V. 17. № 10. P. 795–809.Hersbach H.B. et al. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049.Neu U., Akperov M.G., Benestad R., Blender R., Caballero R., Cocozza A., Dacre H., Feng Y., Grieger J., Gulev S., Hanley J., Hewson T., Hodges K., Inatsu M., Keay K., Kew S.F., Kindem I., Leckebusch G.C., Liberato M., Lionello P., Mokhov I.I., Pinto J.G., Raible C.C., Reale M., Rudeva I., Schuster M., Simmonds I., Sinclair M., Sprenger M., Tilinina N.D., Trigo I.F., Ulbrich S., Ulbrich U., Wang X.L., Wernli H., Xia L. IMILAST – a community effort to intercompare cyclone detection and tracking algorithms: quantifying method-related uncertainties // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2013. V. 94(4). P. 529–547.Simmonds I., Keay K. Extraordinary September Arctic sea ice reductions and their relationships with storm behavior over 1979–2008 // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. L19715. https://doi.org/10.1029/2009GL039810Sun B. et al. Recent changes in cloud type frequency and inferred increases in convection over the United States and the Former USRR // J. Climate. 2001. V. 14. P. 1864–1880.Ulbrich U., Leckebusch G.C., Grieger J., Schuster M., Akperov M., Bardin M.Yu., Feng Y., Gulev S., Inatsu M., Keay K., Kew S.F., Liberato M.L.R., Lionello P., Mokhov I.I., Neu U., Pinto J.G., Raible C.C., Reale M., Rudeva I., Simmonds I., Tilinina N.D., Trigo I.F., Ulbrich S., Wang X.L., Wernli H. and the IMILAST team. Are Greenhouse Gas Signals of Northern Hemisphere winter extra-tropical cyclone activity dependent on the identification and tracking algorithm? // Meteorologische Zeitschrift. 2013. V. 22. № 1. P. 61–68.