Czy w latach 1976-1978 nastąpiła zmiana reżimu cyrkulacyjnego i klimatycznego półkuli północnej?

• Autorzy: Marsz A.A.

Warianty tytułu

EN

Did a change in circulating and climatic regime of the Northern Hemisphere take place in the years 1976-1978?

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Autor zajmuje się analizą skutków, jakie dała zmiana położenia centrów działania atmosfery na półkuli północnej i zmiana ciśnienia w tych centrach, jakie nastąpiły w latach 1976-1978. Nad Atlantykiem Północnym doszło do przesunięcia się Niżu Islandzkiego na ENE oraz Wyżu Azorskiego w tym samym kierunku (Hilmer, Jung, 2000). Nad Syberią doszło do spadku ciśnienia w Wyżu Syberyjskim (Panagitopoulos i in., 2005). Jednocześnie centrum Wyżu Syberyjskiego przesunęło się w na WNW. Latem w tym rejonie, gdzie do roku 1976 znajdowało się centrum Wyżu Syberyjskiego, doszło do silnych wzrostów ciśnienia. Niż Aleucki w okresie zimowym znacznie się pogłębi}, a jego centrum przesunęło się na ENE (Trenberth, Hurrell 1994, Overland i in., 1999, Deser, Phillips 2006). Wszystkie te zmiany nastąpiły niemal jednocześnie - w latach 1976-1978. Jedynie położenie centrum i ciśnienie w Wyżu Hawajskim nie wykazało w tym okresie takich zmian, które można by uznać za istotne. Zmiany położenia centrów działania atmosfery i zakresu zmienności zmian ciśnienia doprowadziły w latach 1976-1978 do zmiany reżimu cyrkulacyjnego w skali półkuli północnej. Przejawiło się to we wzroście natężenia cyrkulacji strefowej, czego dowodem jest m. in. spadek frekwencji makrotypu cyrkulacji środkowotroposferycznej E i wzrost frekwencji makrotypu W Wangenheima-Girsa. Zmiana reżimu cyrkulacyjnego, jaka nastąpiła w latach 1976-1978, uruchomiła cały szereg procesów, których rezultatem był postępujący wzrost temperatury powietrza na półkuli północnej. Wzrost temperatury został spowodowany przez zwiększony transfer ciepła z powierzchni Atlantyku Północnego i Pacyfiku Północnego w okresie zimowym i głębsze wnikanie nagrzanego nad oceanem powietrza w głąb lądów (póinoco-zachodnia i północna Europa, Europa Środkowa, Alaska, zachodnie wybrzeża Ameryki Pónocnej). Przesunięcie się na zachód centrum Wyżu Syberyjskiego i jednoczesny spadek ciśnienia w Arktyce Atlantyckiej doprowadziły do aktywizacji Oscylacji Eurazja-tyckiej (Monahan i in., 2000) i wzrostu zimowej temperatury powietrza nad północo-zachodnią Azją. Spadek ciśnienia w Wyżu Syberyjskim doprowadził do osłabienia zimowego monsunu wschodnio-azjatyckiego i tym samym wzrostu temperatury powietrza nad obszarem Dalekiego Wschodu. Letni wzrost ciśnienia nad Syberią zmniejszył zachmurzenie nad tym obszarem i ograniczył letnie adwekcje chłodu znad Morza Wschodniosyberyjskiego nad Syberię. Przesunięcie się Niżu Islandzkiego na ENE i powstanie Niżu Lofockiego (Jahnke-Bornemann, Brummer, 2006) nasiliło eksport lodów z Arktyki, przez co w warunkach zwiększonej dostawy ciepłych wód atlantyckich do Arktyki (Styszyńska, 2005), zwiększyło tam strumienie ciepła z oceanu do atmosfery. Analiza przyczyn, które mogły doprowadzić do zmiany reżimu cyrkulacyjnego w latach 1976-1978, wskazuje, że główną przyczyną były zmiany rozkładu przestrzennego zasobów ciepła w oceanie. Na Atlantyku był to wzrost zasobów ciepła w wodach środkowej części strefy podzwrotnikowej (30-3 6°N, 45-3 5°W), przy jednoczesnym spadku SST w wodach na północ od Prądu Północnoatlantyckiego.

EN

This work deals with the analysis of consequences resulting from changes in the location of centres of atmospheric activity in the Northern Hemisphere in the years 1975-1978. The Icelandic Low and the Azorean High shifted ENE over the North Atlantic (Hilmer and Jung, 2000). Over Siberia the pressure fell in the Siberian High (Panagitopoulos et al., 2005). At the same time the centre of the Siberian Low shifted WNW. During the Summer this region (till 1976 the centre of the Siberian Low was located there) experienced strong rises in pressure. The Aleutian Low considerably increased during winter season and its centre moved ENE (Trenberth and Hurrel (1994), Overland et al. (1999), Deser and Phillips (2006)). All these changes happened almost simultaneously - over the period 1976-1978. Only the location of the centre of the Hawaian High and its pressure did not experience changes of any importance. Changes in both, the location of centres of the atmospheric activity and in the range of variability in pressure changes in the years 1976-1978, led to the transformation in circulating regime over the Northern Hemisphere. This was reflected by the increase in the intensity of zonal circulation which may be evidenced by, among others, decrease in the frequency of circulation of mid-tropospheric macro-type E and increase in frequency of Wangenheim-Girs macro-type W. The change in circulation regime observed in the years 1976-1978 triggered off a sequence of processes which resulted in proceeding increase of air temperature over the Northern Hemisphere. The rise in temperature was caused by the increased heat transfer from the surface of the North Atlantic and the North Pacific in winter season and by farther flow of the air heated over the land area (NW and N Europe, central Europe, Alaska, the western coast of the North America). The shift of the Siberian High's centre westwards, accompanied by the fall in pressure in the Atlantic part of the Arctic, led to activation of Eurasian Oscillation (Monahan et al., 2000) and in winter to the increase air temperature over NW Asia. The fall in pressure in the Siberian High caused that the winter East-Asian Monsoon weakened and in this way resulted in the increase of air temperature over the region of the Far East. The summer rise in pressure over Siberia decreased cloudiness over that region and reduced summer advection of cold air from the East Siberian Sea to the region over Siberia. The shift of the Iceland Low towards ENE and formation of the Lofoten Low (Jahnke-Bornemann and Brummer, 2006) caused that the export of ice from the Arctic increased, and this, in conditions of the greater transport of the Atlantic waters to the Arctic (Styszyńska, 2005), resulted in the greater flow of heat from the ocean to the atmosphere in this region. The analysis of causes which could have led to the change in the circulation regime in the years 1976-1978 indicates that the main reasons to which these changes can be attributed were the changes in spatial distribution of heat resources in the ocean. In the Atlantic it was the increase in heat resources in the waters of the central part of sub-tropical zone (30-36°N, 45-35°W), accompanied by the decrease in SST in the waters N of the North Atlantic Current.

Słowa kluczowe

PL

półkula północna; klimat; zmiana reżimu cyrkulacyjnego; centra działania atmosfery; ocieplenie klimatu

EN

Northern Hemisphere; climate; climate transition; centers of action; warming

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2007
• Tom: Z. 1
• Strony: 7--25
• Opis fizyczny: bibliogr. 33 poz., wykr.

Twórcy

autor

Marsz A.A.

• Katedra Meteorologii i Oceanografii Nautycznej Wydział Nawigacyjny, Akademia Morska w Gdyni

Bibliografia

• Bjerknes J., 1965, Atmosphere-ocean interaction during the "Little Ice Age" (seventeenth to ninneteenth centures A.D.). WMO Technical Note, 66, Geneva, 77-88.
• Bograd S., Schwing E, Mendelssohn R., Green-Jessen R, 2002, On the changing seasonally over the North Pacific. Geophysical Reserach Letters, 29 (9); doi:10.1029/2001GL013790.
• Cassou Ch., Terray L., Phillips A.S., 2005, Tropical Atlantic influence on european heat waves. Journal of Climate, 18 (15); 2805-2811.
• Cavalieri D.J., 2002, A link between Fram Strait sea ice export and atmospheric planetary wave phase. Geophysical Research Letters, 29 (12); doi:10.1029/2002GL014684.
• Cavalieri D.J., Hakkinen S., 2001, Arctic climate and atmospheric planetary waves., Geophysical Research Letters, 28 (5); 791-794.
• D'Arigo R., Wilson R., Panagiotopoulos E, Wu B., 2005, On the long-term interannual variability of the east Asian winter monsoon. Geophysical Research Letters, 32; doi:10.1029/2005GL023235.
• Deser C, Phillips A.S., Hurrell J.W., 2004, Pacific interdecadal climate variability: Linkages between the tropics and the North Pacific during boreal winter since 1900. Journal of Climate, 17 (16); 3109-3124,
• Deser C, Phillips A.S., 2006, Simulation of the 1976/1977 climate transition over the North Pacific: Sensitivity to tropical forcing. Journal of Climate (w druku: preprint patrz: http://www.cgd.ucar. edu/cas/cdeser/Docs/jclim_7677trans.pdf). Hartmann B., Wendler G., 2005, The significance of the 1976 Pacific climate shift in the climatology of Alaska. Journal of Climate, 18 (22); 4824-4839.
• Hilmer M., Jung T., 2000, Evidence for a recent change in the link between the North Atlantic Oscillation and Arctic sea ice export. Geophysical Research Letters, 27 (7); 989-992.
• Hurrell J.W., 1995, Decadal trends in the North Atlantic Oscillation and relationship to regional temperature and precipitation. Science, 269; 676-679.
• Jahnke-Bornemann A., Briimmer B., 2006, The Lofotes low and its role in northern hemisphere wintertime circulation. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 06062, 2006; SRef-ID: 1607-7962/ gra/EGU06-A-06062.
• Kożuchowski K., Żmudzka E., 2001, Ocieplenie w Polsce: skala i rozkład sezonowy zmian temperatury powietrza w drugiej połowie XX wieku. Prz. Geof., nr 46 (1-2); 81-90.
• Lugina K.M, Groisman P.Ya, Vinnikov K.Ya., Koknaeva V.V., Speranskaya N.A., 2003, Monthly surface air temperature time series area-averaged over the 30-degree latitudinal belts of the globe, 1881-2002. [W:] Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., U.S.A.
• Mann M.E., Bradley R.S., Hughes M.K., 1999, Northern Hemisphere temperatures during the past millennium: Inferences, uncertainties, and limitations. Geophysical Reserach Letters, 26; 759-762.
• Mann M.E, Gille E., Bradley R.S., Hughes M.K., Overpeck J., Keimig F.T., Gross W., 2000, Global temperature patterns in past centuries: An interactive presentation. Earth Interactions, vol. 4, Paper No. 4; 1-29.
• Mann M.E., Jones RD., 2003, Global surface temperature over the past two millennia. Geophysical Research Letters, 30 (15), 1820, doi: 10.1029/2003GL017814.
• Marsz A., 2001, Rozkład anomalii temperatury na powierzchni Północnego Atlantyku a wartość zimowego wskaźnika NAO - problem prognozy wskaźnika. Prace Wydziału Nawigacyjnego, 12, WSM Gdynia; 161-217.
• Marsz A., 2005 a, O oceanicznych uwarunkowaniach cyrkulacyjnego i termicznego charakteru zimy w Polsce i środkowej Europie. AM Gdynia, ss. 63. Marsz A., 2005 b, O momencie i przyczynach końca Małej Epoki Lodowej [w:] Rekonstrukcja i prognoza zmian środowiska przyrodniczego w badaniach geograficznych. Prace Geograficzne IGiPZ PAN, 200; 249-262.
• Marsz A., Styszyńska A., 2006, O "arktycznych" i "atlantyckich" mechanizmach sterujących zmiennością temperatury powietrza na obszarze Europy i północo-zachodniej Azji. Problemy Klimatologii Polarnej, 16,47-49.
• Meeker L.D., M a y e w s k i RA., 2002, A 1400-year high-resolution record of atmospheric circulation over the North Atlantic and Asia. The Holocene, 12 (3); 257-266.
• Monahan A.H., Fyfe J.C., Flato G.M., 2000, A regime view of Northern Hemisphere atmospheric variability and change under global warming. Geophysical Research Letters, 27 (8); 1139-1142.
• Overland J.E, Adams M.J., Bond N.A., 1999, Decadal variability of the Aleutian Low and its relation to high-latitude circulation. Journal of Climate, 12 (5); 1542-1548
• Panagitopoulos E, Shahgedanova M., Hannachi A., Stephenson D.B., 2005, Observed trends and teleconnections of the Siberian High: a recently declining center of action. Journal of Climate, 18; 1411-1422.
• Proshutinsky A., Yang J., Krish field R., Gerdes R., Karcher M., Kauker E, Koeberle C, Hakkinen S., Hilber W, Holland D., Maqueda M., Holloway G., Hunke E., Maslowski W, Steele M., Zhang J., 2005, Arctic Ocean study: Syntesis of model results and observations. EOS, 86 (40); 368-371.
• Rossby C. G., 1939, Relation between variations in the intensity of the zonal circulation of the atmosphere and the displacements of the semi-permanent centers of action. Journal of Marine Research, 1 (II); 38-55.
• Serreze M.C., Walsh J.E., Chapin F.S., OsterkampT., Dyurgerov M., Romanovsky V., Oechel W.C., Morison J., Zhang T., Barry R. G., 2000, Observational evidence of recent change in the northern high-latitude environment. Climatic Change, 46; 159-207.
• Styszyńska A., 2005, Przyczyny i mechanizmy współczesnego (1982-2002) ocieplenia atlantyckiej Arktyki. Wyd. A.M. Gdynia, ss. 109.
• Trenberth K.E., Hurrell J.W., 1994, Decadal atmosphere-ocean variations in the Pacific. Climate Dynamics, 9; 303-319.
• Vinje T., 2001, Fram Strait ice fluxes and atmospheric circulation: 1950-2000. Journal of Climate, 14 (16); 3508-3517.
• Wu B., 2005, Weakening of Indian summer monsoon in recent decades. Advances in Atmospheric Sciences, 22 (1); 21-29.
• Wu B., Wang J., 2002, Winter Arctic Oscillation, Siberian High and east Asian winter monsoon. Geophysical Research Letters, 29(19), 1897, doi:10.1029/2002GL015373.