Г. Алексеев - Метеорологические и геофизические исследования

The outcome of The ANTPAS Project aimed at generalization of historical and current data about the distribution, the thickness, the age, the physical and geochemical properties of Antarctic and sub-Antarctic islands permafrost and soils is the creation of geocryological polygons National net.

The estimations of climate parameters trends for South Polar area for instrumental observation period with account of data obtained during IPY activity are executed. The results of calculations demonstrated that, in spite of remarkable Western Antarctic warming manifestations, the meteorological regime of Antarctic is characterized by atmospheric processes natural variability in whole.

Приведено описание созданных в ААНИИ при участии Тиксинского Филиала Якутского УГМС электронных архивов всех доступных данных аэрологических, стандартных метеорологических и гидрологических наблюдений, выполненных на полярной станции Тикси с августа 1932 по декабрь 2007 года. Описаны методы анализа в диапазонах межгодовой изменчивости, годового хода, изменчивости синоптического масштаба и суточного хода. Выполнен статистический анализ характеристик долгопериодной изменчивости свободной атмосферы, приземного слоя и гидрологического режима района Гидрометеорологической обсерватории Тикси.

Метеорологическая станция Тикси была открыта в поселке «Полярка» 12 августа 1932 года. С момента ее основания на станции выполнялись четырехразовые, а с 1970 года – восьмиразовые измерения атмосферного давления; температуры и влажности воздуха; интенсивности выпадения осадков; высоты снежного покрова; продолжительности солнечного сияния; направления и скорости ветра и температуры поверхности почвы. Кроме этого визуально определялись дальность видимости, количество и формы облачности.

Аэрологические наблюдения на станции были начаты в 1935 году. С 1946 года радиозондирование на станции стало регулярным. Начиная с 1935 года использовались радиозонды РЗ-43 и РЗ-049, затем аэрологические комплексы «Малахит А-22» (1957–1975 гг.), «Метеорит –2» и зонды РКЗ-5 (1975–1988 г. г), «АВК-1» и зонды МРЗ-3 – с 1988 г. до сентября 2010 года, когда был задействован современный аэрологический комплекс МАРЛ-А. Таким образом, на метеорологической станции «Полярка» был получен практически непрерывный ряд данных зондирований атмосферы, который является одним из самых длинных в Арктике.

Морские гидрологические наблюдения на гидрометеорологической станции «Полярка» были начаты в 1932 году и продолжаются до настоящего времени. Данные о морфометрических характеристиках недеформированного льда и снега позволяют отслеживать таяние и нарастание ледяного покрова в течение года.

В настоящей статье приведены основные результаты исследований климатической системы региона, полученные на основе электронных архивов исторических данных, созданных в ААНИИ в сотрудничестве с сотрудниками Якутского УГМС в 2007–2009 годах. На рис. 1 приведен общий вид метеостанции Тикси до преобразования ее в Гидрометеорологическую обсерваторию (в августе 2010 года) и места проведения основных видов наблюдений.

Рис. 1. Общий вид метеостанции Тикси

Создание сети полярных обсерваторий, одной из основных целей которой является исследование изменчивости климата полярных районов, подразумевает изучение состояния атмосферы региона в прошлом в сравнении с ее состоянием в настоящем, что особенно важно, учитывая радикальное изменение природных условий в Арктике в последние годы. В данном разделе приведено описание климата свободной атмосферы по данным аэрологических наблюдений, выполненных в 1959–2009 годах на полярной станции Тикси.

На протяжении более двадцати лет в ААНИИ осуществляется мониторинг климата свободной атмосферы полярных областей Земли на основе базы среднемесячных и срочных данных аэрологических зондирований, выполненных к северу от 60 0с.ш. Были созданы архивы, разработаны методы, технология и программные средства формирования и расширения базы статистик и их оценки. База статистик была сформирована по результатам обработки данных как срочных, так и среднемесячных (до 1978 года) аэрологических наблюдений. Использованные при ее формировании архивы создавались в разных институтах. Их формат, структура, а также перечень характеристик различны для разных периодов. Подробно структура архивов, их организация, методика обработки и программные средства описаны в работах ( Александров, Майстрова 1995; Майстрова, 1981; Майстрова, 1986; Тьюрки, 1981 ). Методы контроля созданного архива приведены в работах ( Алексеев, 1998; Белышев, Клеванцов, 1983 ).

В ходе разработки архива была проведена его адаптация, под которой подразумеваются все манипуляции, которые должны быть выполнены для формирования однородных рядов. Прежде всего, это изменения форматов и структуры объединяемых архивов. В данной работе среднемесячные статистики основных метеорологических параметров были рассчитаны по единой методике по данным срочных наблюдений из архивов AEROSTAN, AEROSTAB, CARDS, что обеспечило однородность анализируемых рядов данных. Ниже приведены результаты анализа межгодовой изменчивости нормированных на среднеквадратическое отклонение аномалий среднемесячных и среднесезонных температуры и удельной влажности воздуха на стандартных изобарических поверхностях.

Как видно из рис. 2, в тропосфере на уровнях от 925 гПа до 300 гПа в течение всего исследуемого периода наблюдалось чередование положительных и отрицательных аномалий температуры воздуха с периодичностью 2–3 года. Потепление тропосферы, начавшееся в 2000 году, было наименее ярко выражено в зимний период. Максимальные значения аномалии температуры (+3 σ) были отмечены зимой и весной в 1960–1961 годах в приземном слое и на уровне 925 гПа. Минимальные значения аномалии температуры (-3 σ) были отмечены зимой 1979 года в слое от земли до 400 гПа. Начиная с 2003 года, наблюдаются устойчивые положительные аномалии во всей толще тропосферы.