Подробности

Категория: Январь 2021

Метод идентификации и объединения в кластеры событий обрушения волн Россби в Северном полушарии

А. В. Гочаков, О. Ю. Антохина, В. Н. Крупчатников, Ю. В. Мартынова

Большое количество крупномасштабных динамических явлений в атмосфере Земли связано с процессами распространения и обрушения (опрокидывания) волн Россби. В настоящей работе предлагается новый метод идентификации опрокидываний волн Россби. Метод основан на определении центров опрокидываний на основе исследования геометрии контуров потенциальной завихренности или температуры на квазиматериальных поверхностях — изэнтропических и изэртелических (поверхностях постоянной потенциальной завихренности — PV) и дальнейшей кластеризации центров опрокидываний в крупные регионы. В данной работе метод реализован для уровней PV от 0,3 до 9,8 PVU с шагом 0,5 PVU на поверхности потенциальной температуры 350 К для 12 ч ВСВ. Основой для разработки метода послужили данные реанализа ERA-Interim c 1979 по 2019 г. На основе анализа геометрии вихря для каждого уровня PV для каждого дня определяется тип опрокидывания — циклонический или антициклонический, а также площадь и центр опрокидывания. Для первичных опрокидываний, полученных на данном этапе за каждый месяц, применяется алгоритм кластеризации DBSCAN (Density-based Spatial Clustering of Applications with Noise). В результате сформирован архив графической информации, содержащий сведения об основных областях опрокидывания и их динамике в течение каждого месяца в период 1979—2019 гг. Также рассчитаны повторяемости опрокидываний волн Россби для каждой долготы, учитывающие длительность опрокидываний и число уровней, формирующих каждое опрокидывание, а также аномалии этих величин.