Свойства частотных спектров аномалий температур поверхности океана и приповерхностного воздуха в простой стохастической модели климата с флуктуирующими параметрами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуются частотные свойства спектров аномалий температур поверхности океана (АТПО) и приповерхностного воздуха (АТПВ) на основе простой энергобалансовой модели климата с учетом флуктуаций радиационного баланса, явного и скрытого тепла и скорости приповерхностного ветра в двух частных случаях, когда статистические свойства параметров модели соответствуют белому шуму (мелкомасштабный-мезомасштабный подынтервалы) и комбинированный случай, когда в блоке АТПВ учитываются свойства синоптического подынтервала. установлено, что в первом случае спектры не имеют особенностей, а во втором в них присутствуют выделенные частоты в синоптическом и низкочастотном интервалах. Проанализирована их зависимость от параметров модели. Исследованы свойства среднеквадратичных отклонений АТПВ и АТПО.

Об авторах

Д. А. Петров

Институт прикладной физики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: democrit1@yandex.ru
Россия, 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46

Список литературы

  1. Монин А.С., Шишков Ю.А. Климат как проблема физики // Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 4. С. 419–445.
  2. Дымников В.П., Лыкосов В.Н., Володин Е.М. Проблемы моделирования климата и его изменений: современные проблемы // Вестник РАН. 2012. Т. 82. № 3. С. 227–236.
  3. Голицын Г.С. Статистика и динамика природных процессов и явлений: методы, инструментарий, результаты. М.: URSS, 2013. 400 с.
  4. Монин А.С., Сонечкин Д.М. Колебания климата по данным наблюдений. Тройной солнечный и другие циклы. М.: Наука, 2005. 191 с.
  5. Рожков В.А., Трапезников Ю.А. Вероятностные модели океанологических процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 270 с.
  6. Сергин В.Я., Сергин С.Я. Системный анализ проблемы больших колебаний климата и оледенений Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 282 с.
  7. Rapp D. Ice ages and interglacials. Measurement, interpretation and models. South Pasadena: Springer, 2009. 263 p.
  8. Полтараус Б.В., Кислов А.В. Климатология. Палеоклиматология, теория климата. М.: МГУ, 1984. 144 с.
  9. Bond G. et al. A Pervasive Millennial-Scale Cycle in North Atlantic Holocene and Glacial Climate // Science. 1997. V. 278. P. 1257–1266.
  10. Heinrich H. Origin and consequences of cyclic ice rafting in the Northeats Atlantic Ocean during the past 130000 years //Quaternary Res. 1988. V. 29. P. 142–152.
  11. Tsuchiya C., Sato K., et al. Universal frequency spectra of surface meteorological fluctuation // J. Climate. 2011. V. 24. P. 4718–4732.
  12. Hasselmann K. Stochastic climate model. Part 1. Theory // Tellus. 1976. V. 28. № 6. P. 473–485.
  13. Dickinson R.E. Convergence rate and stability of ocean-atmosphere coupling schemes with a zero-dimensional climate model // J. Atmos. Sci. 1981. V. 38. P. 2112–2120.
  14. Зубарев А.П., Демченко П.Ф. Предсказуемость среднеглобальной температуры воздуха в простой стохастической модели взаимодействия атмосферы и океана // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28. № 1. С. 27–32.
  15. Демченко П.Ф., Кислов А.В. Стохастическая динамика природных объектов. Броуновское движение и геофизические приложения. М.: ГЕОС, 2010. 190 с.
  16. Sura P., Newman M. The impact of rapid wind variability upon air-sea thermal coupling // J. Climate. 2008. V. 21. P. 621–637.
  17. Sura P., Sardeshmukh P.D. A global view of air-sea thermal coupling and related non-Gaussian SST variability // Atmos. Res. 2009. V. 94. P. 140–149.
  18. Питербарг Л.И. Динамика и прогноз крупномасштабных аномалий температуры поверхности океана (Статистический подход). Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 200 с.
  19. Каган Б.А., Рябченко В.А., Сафрай А.С. Реакция системы океан-атмосфера на внешние воздействия. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 304 с.
  20. Bumke K., Schlundt M. et al. Measured and parameterized energy fluxes estimated for Atlantic transects of R/V Polarstern // J. Phys. Ocenography. 2014. V. 44. P. 482–491.
  21. Hsu S.A. A relationship between the Bowen ratio and Sea-Air temperature difference under unstable condition at sea // J. Phys. Oceanography. 1998. V. 22. P. 2222–2226.
  22. Бышев В.И., Иванов Ю.А. Временные спектры некоторых характеристик атмосферы над океаном // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1969. Т. 5. № 1. С. 17–28.
  23. Zolina O., Gulev S.K. Synoptic variability of ocean atmosphere turbulent fluxes associated with atmospheric cyclones // J. Climate. 2003. V. 16. P. 2717–2734.
  24. Демченко П.Ф. Оценки дисперсии среднеполушарной температуры по спутниковым наблюдениям за флуктуациями радиационного баланса // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1982. Т. 18. № 2. С. 138–144.
  25. Liang X., Wunsch C. et al. Vertical redistribution of oceanic heat content // J. Climate. 2015. V. 28. P. 3821–3833.
  26. Зубарев А.П. Теоретическая оценка влияния интенсивности синоптических пульсаций скорости ветра и радиационного баланса на флуктуации температуры воздуха // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28. № 6. С. 574–581.
  27. Hoffman R.N., Ardizzone J.V. et al. Error estimates for ocean surface winds: applying desroziers diagnostics to the cross-calibrated, multiplatform analysis of wind speed //J. Atmos. and Ocenic technol. 2013. V. 30. P. 2596–2603.
  28. Huang Yi, Ramaswamy V. Evolution and trend of the outgoing longwave radiation spectrum // J. Climate. 2009. V. 22. P. 4637–4651.
  29. Ruzmaikin A., Aumann H.H., Jiang J.H. Interhemispheric variability of Earth`s radiation // J. Atmos. Sci. 2015. V. 72. P. 4615–4628.
  30. Fredriksen H.-B., Rypdal K. Spectral Characteristics of Instrumental and Climate Model Surface Temperatures // J. Climate. 2016. V. 29. P. 1253–1268.
  31. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Сов. Радио, 1966. 778 с.
  32. Привальский В.Е. Климатическая изменчивость. Стохастические модели, предсказуемость, спектры. М.: Наука, 1985. 183 с.
  33. Deser C., Alexander M.A., et al. Sea surface temperature variability: patterns and mechanisms // Annu. Rev. Mar. Sci. 2010. V. 2. P. 115–143.
  34. Wang A., Zeng X. Development of global hourly land surface air temperature datasets // J. Climate. 2013. V. 26. P. 7676–7691.
  35. Гройсман П.Я. Оценки изменчивости средней годовой зональной температуры воздуха //Метеорология и гидрология. 1987. № 3. С. 103–105.
  36. Петров Д.А. Влияние флуктуаций коэффициента линейной обратной связи на частотный спектр осредненной температуры в простой энергобалансовой модели климата // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 5. С. 565–574.
  37. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Т. 2. М.: Наука, 1978. 463 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2019

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах