Wpływ cyrkulacji środkowotroposferycznej na temperaturę powietrza w północnej Kanadzie i na Alasce

• Autorzy: Marsz A. A. , Styszyńska A. , Zblewski S.

Warianty tytułu

EN

The influence of the mid-tropospheric atmospheric circulation on the air temperature in Northern Canada and Alaska

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca omawia wpływ zmian frekwencji „pacyficzno-amerykańskich” makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej Wangengejma-Girsa na kształtowanie się temperatury powietrza na obszarze północnej Kanady i Alaski (> 60°N). Związki te analizowano w przekrojach miesięcznych i rocznych, w latach 1986-2010. Stwierdzono występowanie na ogół słabych związków, wykazujących dodatkowo wyraźne zróżnicowanie sezo-nowe i regionalne. Te na ogół słabe w przekrojach miesięcznych związki wynikają z niewielkiego zróżnicowania kierunków adwekcji stowarzyszonych z występowaniem poszczególnych makrotypów. Na obszarze leżącym na E od 125°W dla każdego z występujących makrotypów charakterystyczna jest dominacja napływów z północy. Związki temperatury rocznej z cyrkulacją środkowotroposferyczną różnicują się w zależności od rozmiarów zmian temperatury. W badanym okresie na obszarze położonym na W od 125°W temperatura roczna nie wykazuje statystycznie istotnego trendu (+0,022(š0,020)°Cźrok-1), a na E od tej długości występuje silny i istotny trend (+0,135(š0,025)°Cźrok-1). Na całym obszarze zmiany temperatury rocznej objaśnia zmienność frekwencji makro-typu Z w styczniu, przy czym na obszarze na W od 125°W objaśnienie to jest niewielkie (~31% zmienności), na E od 125°W zmienność frekwencji tego makrotypu objaśnia ~49% rocznej wariancji temperatury rocznej. W rów-naniu regresji wielokrotnej, której zmiennymi niezależnymi są frekwencje makrotypu Z w styczniu oraz makrotypu M1 w lipcu i wrześniu, zmienność frekwencji wymienionych makrotypów objaśnia 69% wariancji temperatury rocznej, jaka występuje na wschód od 125°W. Analiza wykazuje, że wzrost temperatury na całym obszarze jest związany z ujemnym trendem występującym we frekwencji makrotypu Z w styczniu i zastępowaniem go przez makrotyp M2, a na środkowej i wschodniej części obszaru dodatkowo z dodatnim trendem frekwencji makrotypu M1 w lipcu i wrześniu. Spadek frekwencji makrotypu Z w styczniu nie jest monotoniczny, gwałtowny spadek frekwencji tego makrotypu zaznaczył się w latach 1995-1996. Spadkowi frekwencji tego makrotypu odpowiada wzrost temperatury powietrza na wschód od 125°W o 2 deg. Najbardziej prawdopodobną przyczyną tej zmiany cyrkulacji środkowotroposfe-rycznej jest występujący w tym samym czasie spadek powierzchni lodów morskich na Zatoce Baffina. Ogólnie, zmiany temperatury rocznej na obszarze Alaski i północnej Kanady w latach 1986-2010 są niemal całkowicie objaśnione przez zachodzące w tym samym czasie zmiany cyrkulacji środkowotroposferycznej.

EN

The paper discusses the influence of the frequency of "Pacific-American" Wangengejma-Girs macro-types of mid-tropospheric circulation on the air temperature in the area of northern Canada and Alaska (> 60°N). These correlations were analyzed monthly and annually, the period of analysis covered the years of 1986-2010. Generally weak correlations were found which also showed clear seasonal and regional variations. Generally weak links between the monthly frequency of macro-types and the air temperature result from a slight variation in directions of advection above the described area associated with the occurrence of the particular macro-types. In the area located to the E of 125°W the dominance of the inflows from the north is characteristic for each of the observed macro-types. Relationships of annual temperature with the mid-tropospheric circulation vary depending on the temperature changes in the analyzed area. In the area located W of 125° annual temperature during the examined period does not show a statistically significant trend (0.022 (š 0.020)°Cź year-1), E of this longitude there is a strong and significant trend (0.135 (š 0.025)°Cźyear-1). Changeability in the frequency of the macro-type Z in January explains the changes in the annual temperature in the entire area but in the area W of 125°W the explanation is small (~31% of the variation), in the area E of 125°W the changeability in the frequency of that macro-type explains ~49% of the annual variation of annual temperature. In the multiple regression equation where the frequencies of the macro-type Z in January and the macro-type M1 in July and September are the independent variables, the variability of frequency of the said macro-types explains 69% of the annual temperature variation which is observed east of 125°W. The analysis shows that the temperature rise in the whole area is associated with a negative trend in the frequency of the macro-type Z in January and its replacement by the macro-type M2, and in the central and eastern part of the area it is also associated with the positive trend in the frequency of the macro-type M1 in July and September. The decrease in the frequency of the macro-type Z in January is not monotonic, the sudden drop in the frequency of this macro-type was observed in 1995-1996. The decrease in the frequency of this macro-type is accompanied by the visible increase in the air temperature by 2 degrees E of 125° at the same time. The most likely cause of this change in the mid-tropospheric circulation is, the observed at the same time, decrease in sea ice in the Baffin Bay. Generally, the changes in the annual tempe-rature in the region of Alaska and Northern Canada in the years 1986-2010 are almost entirely explained by the changes in the mid-tropospheric circulation observed at the same time.

Słowa kluczowe

PL

Arktyka Kanadyjska; Zatoka Baffina; cyrkulacja atmosferyczna; makrotypy Wangengejma-Girsa

EN

Alaska; Canadian Arctic; Baffin Bay; air temperature; Wangengejm-Girs macro-types; atmospheric circulation

• Wydawca: Stowarzyszenie Klimatologów Polskich
• Czasopismo: Problemy Klimatologii Polarnej
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 22
• Strony: 117--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marsz A. A.

autor

Styszyńska A.

autor

Zblewski S.

• Katedra Meteorologii i Oceanografii Nautycznej, Akademia Morska w Gdyni ul. Sędzickiego 19, 81-374 Gdynia,

Bibliografia

• 1. Alekseev G.V., Ivanov N.E., Pnyushkov A.V., Balakin A.A., 2010. Izmeneniya klimata v morskoi Arktike v nachale XXI veka. AANII, Problemy Arktiki i Antarktiki, 3 (86): 22-34.
• 2. Arctic Climate Issues, 2011. Changes of Artic snow, water, ice and permafrost. Arctic Monitoring and Assessment Programme, 2012: 98 s.
• 3. Atłas Arktiki, 1985. Gławnoje Uprawlenije Gieodezii i Kartografii pri Sowietie Ministrow, Moskwa: 204 s.
• 4. Chen T., Yoon J., 2002. Interdecadal variation of the North Pacific wintertime blocking. Monthly Weather Review, 130: 3136-3143.
• 5. Drinkwater K.F., 2004. Atmospheric and Sea-Ice Conditions in the Northwest Atlantic During the Decade, 1991-2000. Journal of Northwest Atlantic Fishery Sciences, 34: 1-11.
• 6. Fortak H., 1971. Meteorologie. Carl Haberl, Verlag: 287 s.
• 7. Girs A.A., 1964. O sozdanii iedinoi klassifikacii makrosinopticheskikh orecossov severnogo polushariya. Meteo-rologia i Gidrologiya, 4: 43-47.
• 8. Girs A.A., 1981. K voprosu o formakh atmosfernoj cirkulacii i ikh prognostičeskom ispolzovanii. Trudy AANII, 373: 4-13.
• 9. Grumet N.S., Wake C.P., Mayewski P.A., Zielinski G.A., Whitlow S.L., Koerner R.M., Fisher D.A., Woollett J.M., 2001. Variability of sea-ice extent in Baffin Bay over the last millennium. Climatic Change, 49: 129-145.
• 10. Hansen J., Ruedy R., Sato M., Lo K., 2010. Global surface temperature change. Reviews of Geophysics, 48, RG4004, doi:10.1029/2010RG000345.
• 11. Hartmann D.L., 1994. Global Physical Climatology. Academic Press, San Diego, New York, Boston, ..., Toronto: 408 s.
• 12. Hartmann B., Wendler G., 2005. The Significance of the 1976 Pacific Climate Shift in the Climatology of Alaska. Journal of Climate, 18: 4824-4839.
• 13. Hinkel K.M., Nelson F.E., Klene A.E., Bell J.H., 2003. The urban heat island in winter at Barrow, Alaska. Interna-tional Journal of Climatology, 23: 1889-1905; DOI: 10.1002/joc.971.
• 14. Hinkel K.M., Nelson F.E., 2007. Anthropogenic heat island at Barrow, Alaska, during winter: 2001-2005. Journal of Geophysical Research (Atmosphere), 112 (D6); DOI: 10.1029/2006JD007837.
• 15. Hurrell J.W., 1995. Decadal trends in the North Atlantic Oscillation: Regional temperatures and precipitation. Science, 269: 676-679:
• 16. Johannessen O.M., Bengtsson L., Miles M.W., Kuzmina S.I., Semenov V.A., Alekseev G.V., Nagurnyi A.P., Zakharov V.F., Bobylev L.P., Pettersson L.H., Hasselmann K., Cattle H.P., 2004. Arctic climate change: observed and modelled temperature and sea-ice. variability. Tellus A, 56: 328-341.
• 17. King J.R., Ivanov V.V., Kurashov V., Beamish R.J., McFarlane G.A., 1998. General circulation of the atmosphere over the North Pacific and its relationship to the Aleutian Low. NPAFC (North Pacific Anadromous Fish Commission) Document No. 318, Nanaimo, BC, Canada: 18 s.
• 18. Kożuchowski K., 1989. Markrotypy ogólnej cyrkulacji atmosfery a temperatura powietrza w Polsce. Przegląd Geofizyczny, 34 (4): 427-435.
• 19. Kożuchowski K., Marciniak K., 1998. Variability of mean monthly temperatures and semiannual precipitation totals in Europe in relation to hemispheric circulations patterns Journal of Climatology, 8: 191-199.
• 20. Lamb H.H., 1964. Climatic changes and variations in the atmospheric and ocean circulations. International Journal of Earth Sciences, 54 (1): 486-504.
• 21. Marsz A.A., 2004. Makrotypy cyrkulacji atmosferycznej a temperatura powietrza na Szetlandach Południowych i zachodnim wybrzeżu Półwyspu Antarktycznego. Polish Polar Studies, XXX Międzynarodowe Sympozjum Polarne, Gdynia: 225-236
• 22. Marsz A.A., 2005. O oceanicznych uwarunkowaniach cyrkulacyjnego i termicznego charakteru zimy w Polsce i środkowej Europie. Wyd. Uczelniane AM, Gdynia: 63 s.
• 23. Marsz A.A., 2012. Cyrkulacja atmosferyczna w atlantycko-eurazjatyckim sektorze cyrkulacyjnym – schemat uwarunkowań i mechanizmów działania. [w:] Bielec-Bąkowska Z., Łupikasza E., Widawski A. (red.), Rola cyrkulacji atmosfery w kształtowaniu klimatu. Uniwersytet Śląski, Sosnowiec: 101-118.
• 24. Maszewski R., 2011. Współczynniki korelacji między wybranymi wskaźnikami cyrkulacji atmosferycznej a tempe-raturą powietrza w Arktyce Kanadyjskiej w latach 1951-2010. Problemy Klimatologii Polarnej, 21: 77-90.
• 25. Przybylak R., 2000. Tempral nad spatial variation of surface air temperature over period of instrumental obser-vations in the Arctic. International Journal of Climatology, 20: 587-614.
• 26. Przybylak R., 2007. Recent air-temperature changes in the Arctic, Annals of Glaciology, 46: 316-324.
• 27. Overland J.E., Wang M., 2010. Large-scale atmospheric circulation changes are associated with the recent loss of Arctic sea ice. Tellus 69A: 1-9; DOI: 10.1111/j.1600-0870.2009.00421.x.
• 28. Slonosky V.C., Graham E., 2005. Canadian pressure observations and circulation variability: links to air tempe-rature. International Journal of Climatology 25(11): 1473-1492.
• 29. Stanisz A., 2007. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny, t..2. Modele liniowe i nieliniowe. Wydawnictwo StatSoft, Kraków: 866 s.
• 30. Strong C., Magnusdottir G., 2008. How Rossby wave breaking over the Pacific forces the North Atlantic Oscil-lation. Geophysical Research Letters, 35; L10706; doi:10.1029/2008GL033578.
• 31. Strong C. i Magnusdottir G., 2009. The Role of Tropospheric Rossby Wave Breaking in the Pacific Decadal Oscillation. Journal of Climate, 22 (7): 1819-1833.
• 32. Styszyńska A., Marsz A.A., 2012. Międzystrefowe przepływy powietrza między Arktyką a strefą umiarkowaną (1951-2010). [w:] Bielec-Bąkowska Z., Łupikasza E., Widawski A. (red.), Rola cyrkulacji atmosfery w kształ-towaniu klimatu. Uniwersytet Śląski, Sosnowiec: 345-360.
• 33. Trenberth K.E., Hurrell J.W., 1994. Decadal atmosphere–ocean variations in the Pacific. Climate Dynamics, 9: 303-319.
• 34. Vincent L.A., Gullett D.W., 1999. Canadian historical and homogeneous temperature datasets for climate change analyses. International Journal of Climatology, 19: 1375-1388.
• 35. Wallace J.M., Gutzler D.S., 1981. Teleconnections in the geopotential height field during the Northern Hemi-sphere Winter. Monthly Weather Review, 109: 784-812.
• 36. Wangengejm G.Ya., 1952. Osnovy makrocikulyacionnogo metoda dolgosročnykh meteorologičeskikh prognozov dlya Arktiki. Trudy AANII, 34: 314 s.
• 37. Zblewski S., Marsz A.A., 2010. Zmiany klimatyczne w Arktyce Kanadyjskiej w ostatnim ćwierćwieczu XX i na początku XXI wieku. Problemy Klimatologii Polarnej, 20: 45-62.