The Effect of Moscow Megapolis on Warm-Season Precipitation Depending on Large-Scale Atmospheric Conditions

Yu. I. Yarinich; Ярынич Ю. И.; M. I. Varentsov; Варенцов М. И.; V. S. Platonov; Платонов В. С.; V. M. Stepanenko; Степаненко В. М.; A. V. Chernokulsky; Чернокульский А. В.; S. G. Davletshin; Давлетшин С. Г.; E. A. Dronova; Дронова Е. А.

doi:10.31857/S0321059623600151

Влияние московского мегаполиса на осадки теплого периода в зависимости от крупномасштабных атмосферных условий

Авторы: Ярынич Ю.И.¹^,2^,3, Варенцов М.И.¹^,3^,4, Платонов В.С.², Степаненко В.М.¹^,2^,4, Чернокульский А.В.³^,5, Давлетшин С.Г.⁶, Дронова Е.А.⁷
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский вычислительный центр
2. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Географический факультет
3. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
4. Московский Центр фундаментальной и прикладной математики
5. Институт географии РАН
6. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – мировой центр данных
7. Российский государственный аграрный университет МСХА им. К.А. Тимирязева
Выпуск: Том 50, № 5 (2023)
Страницы: 550-560
Раздел: ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУШИ С АТМОСФЕРОЙ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
URL: https://journals.eco-vector.com/0321-0596/article/view/659984
DOI: https://doi.org/10.31857/S0321059623600151
EDN: https://elibrary.ru/HOVOYL
ID: 659984

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Оценено влияние Московского мегаполиса на осадки разной интенсивности в различных физико-синоптических условиях. На основе анализа многолетних стандартных наблюдений на метеорологических станциях Московского региона и данных реанализа высокого разрешения ERA5 за период 1988–2020 гг. показано, что наибольшее влияние города на интенсивные осадки достигается в случаях с повышенной статической неустойчивостью атмосферы в сочетании со слабым крупномасштабным потоком, высоким влагосодержанием атмосферы и отсутствием выраженных фронтальных зон в регионе. В среднем за исследованный период превышение сезонной суммы осадков в Москве относительно фоновых значений по Московскому региону составляет 5.3%, при этом отмечено разнонаправленное влияние города на осадки разной интенсивности: ослабление (статистически незначимое) над городом осадков малой и средней интенсивности, усиление наиболее интенсивных осадков (выше 95 процентиля), повторяемость которых в Москве на 11.6% выше фоновой.

Ключевые слова

влияние города на осадки, городская климатология, крупномасштабные атмосферные процессы, интенсивные осадки, реанализ, ERA5.

Список литературы

Брусова Н.Е., Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. Особенности режима осадков в Московском регионе в 2008–2017 гг. // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. № 1. С. 127–142.
Булыгина О.Н., Веселов В.М., Разуваев В.Н., Александрова Т.М. Описание массива срочных данных об основных метеорологических параметрах на станциях России // Свидетельство о гос. регистрации базы данных. 2014. № 2 014 620 549.
Вельтищев Н.Ф. Мезометеорология и краткосрочное прогнозирование // ВМО № 701. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Вып. 701. 136 с.
Григорова Е.С. О мезоклимате московского мегаполиса // Метеорология и гидрология. 2004. № 10. С. 36–45.
Дмитриев А.А., Бессонов Н.П. Климат Москвы (Особенности климата большого города). Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 320 с.
Литвиненко Л.Н., Калинина А.А. Распределение осадков на территории Московской области при наличии и отсутствии крупного антропогенного образования // Экология урбанизированных территорий. 2018. № 2. С. 66–71.
Погода и климат: http://www.pogodaiklimat.ru/
Стулов Е.А. Влияние города Москвы на усиление летних осадков // Метеорология и гидрология. 1993. № 11. С. 34–41.
Aleshina M.A., Semenov V.A., Chernokulsky A.V. A link between surface air temperature and extreme precipitation over Russia from station and reanalysis data // Environ. Res. Let. 2021. V. 16. P. 105004.
Bornstein R., LeRoy M. Urban barrier effects on convective and frontal thunderstorms // Extended Abstracts, Fourth Conf. Mesoscale Processes. 1990. P. 120–121.
Catto J.L., Pfahl S. The importance of fronts for extreme precipitation // J. Geophys. Res. Atmos. 2013. V. 118. № 19. P. 10 791–10 801.
Chernokulsky A., Shikhov A., Yarinich Y., Sprygin A. An Empirical Relationship Among Characteristics of Severe Convective Storms, Their Cloud Top Properties and Environmental Parameters in Northern Eurasia // Atmosphere. 2023. V. 14. № 1. P. 174.
Conticello F., Cioffi F., Merz B., Lall U. An event synchronization method to link heavy rainfall events and large-scale atmospheric circulation features // Int. J. Climatol. 2018. V. 38. № 3. P. 1421–1437.
Doswell C.A., Brooks H.E., Maddox R.A. Flash flood forecasting: An ingredients-based methodology // Weather and forecasting. 1996. V. 11. № 4. P. 560–581.
Grieser J. Convection parameters // Selbstverl. 2012. 22 p.
Han J.Y., Baik J.J., Lee H. Urban impacts on precipitation // Asia-Pacific J. Atmospheric Sci. 2014. V. 50. № 1. P. 17–30.
Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 global reanalysis // Quarterly J. Royal Meteorol. Soci. 2020. V. 146. № 730. P. 1999–2049.
Huber-Pock F., Kress C. An operational model of objective frontal analysis based on ECMWF products // Meteorol. Atmospheric Phys. 1989. V. 40. № 4. P. 170–180.
Khain A.P. Notes on state-of-the-art investigations of aerosol effects on precipitation: a critical review // Environ. Res. Let. 2009. V. 4. №. 1. P. 015004.
Liu J., Niyogi D. Meta-analysis of urbanization impact on rainfall modification // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 1–14.
Markowski P., Richardson Y. Mesoscale meteorology in midlatitudes. Ghichester: Wiley-Blackwell., 2010. 407 p.
Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A. Urban climates. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2017. 509 p.
Pendergrass A.G., Hartmann D.L. Changes in the distribution of rain frequency and intensity in response to global warming // J. Climate. 2014. V. 27. № 22. P. 8372–8383.
Riemann-Campe K., Fraedrich K., Lunkeit F. Global climatology of convective available potential energy (CAPE) and convective inhibition (CIN) in ERA-40 reanalysis // Atmospheric Res. 2009. V. 93. № 1–3. P. 534–545.
Rozoff C.M., Cotton W.R., Adegoke J.O. Simulation of St. Louis, Missouri, land use impacts on thunderstorms // J. Applied Meteorol. 2003. V. 42. № 6. P. 716–738.
Shepherd J.M., Stallins J.A., Jin M.L., Mote T.L. Urbanization: Impacts on clouds, precipitation, and lightning // Urban Ecosystem Ecol. 2010. V. 55. P. 1–28.
Tumanov S., Stan-Sion A., Lupu A., Soci C., Oprea C. Influences of the city of Bucharest on weather and climate parameters // Atmospheric Environ. 1999. V. 33. № 24–25. P. 4173–4183.
Varentsov M., Wouters H., Platonov V., Konstantinov P. Megacity-Induced Mesoclimatic Effects in the Lower Atmosphere: A Modeling Study for Multiple Summers over Moscow, Russia // Atmosphere. 2018. V. 9. № 2. P. 50.
Woollings T., Hannachi A., Hoskins B. Variability of the North Atlantic eddy-driven jet stream // Quarterly J. the Royal Meteorol. Soc. 2010. V. 136. № 649. P. 856–868.