Кліматичні індекси (осциляції)

    Багато з тих, хто цікавиться метеорологією і кліматом напевно чули про такі явища, як Північно-Атлантичне, Арктичне коливання, Ель-Ніньо тощо. Але мало хто розуміє суть цих явищ і звідки вони беруться. Перш за все зазначимо, що характер погоди визначається взаємодією трьох ланок кліматичної системи — сушею, океаном і атмосферою, а єдиним джерелом всіх процесів в атмосфері виступає Сонце і його енергія (див. схему). Завдяки цій складній системі взаємодій формуються елементи загальної циркуляції атмосфери (ЗЦА) і центри дії атмосфери (ЦДА), які обумовлюють певні кліматичні умови в будь-якому районі земної кулі. Серед таких елементів можна відмітити західний перенос в помірних широтах, Ісландський мінімум, Азорский максимум, Сибірський зимовий антициклон тощо.

Система взаємодії Океану та Атмосфери

    У свою чергу, взаємодія між собою цих ЦДА, а також зміна їх структури в просторі і часі, призводить до виникнення дальнодіючих кліматичних сигналів (teleconnections) — режимів мінливості або коливань (oscillation — осциляції), які викликають періодичні зміни в циркуляції, характер погодних умов в тому чи іншому регіоні. Причому, зміни можуть проходити десь в Північній Атлантиці, а відгуки таких змін будуть проявлятися на території Східної Європи (наприклад).

    Розглянемо Північно-Атлантичне коливання (ПАК) — North Atlantic Oscillation. З фізичної точки зору воно характеризує ступінь взаємодії між ісландським мінімумом (область зниженого тиску) і Азорських максимумом (антициклон). Кліматологам відомо, що чим більше баричний градієнт між ними, тим сильніше західний перенос, тим більше циклонів надходить в центральну і східну Європу (додатня фаза ПАК), які в зимовий період приносять часті відлиги, вітряну погоду та опади. У літній період активність цих ЦДА зменшується, що тягне за собою зменшення кількості циклонів в Європі. Для визначення ступеня розвитку САК та його фази, введений спеціальний чисельний показник інтенсивності — індекс САК (NAOI). При додатних його значеннях у нас спостерігається активізація циклонічної діяльності в Європі, а при негативних — її ослаблення. Поточні та прогностичні значення даного індексу наведені нижче у таблиці

Індекс ПАК — Climate Prediction Center (NOAA)

Факт + ансамбль

Прогноз + факт

    Іншим важливим коливанням є Арктичне (Arctic Oscillation). Воно характеризує ступінь розвинутості арктичного полярного антициклону в зимовий період. Тут також прийнято виділяти 2 фази — додатню та від’ємну. Характерною рисою від’ємної фази є переважання відносно високого атмосферного тиску над полярними районами та низького тиску в середніх широтах (близько 45° пн.ш.). При додатній фазі ми спостерігаємо протилежну картину баричного поля. Високий атмосферний тиск над середніми широтами змушує циклони переміщуватися по більш високим широтам, обумовлюючи тим самим збільшення кількості опадів на Алясці, Великобританії та Скандинавії, в той час як на Середземномор’ї та заходом США спостерігається більш суха погода. Через активну циклонічну діяльність в Європі, за винятком її південних районів, спостерігається волога погода з частими штормовими вітрами. При від’ємній фазі частішають вторгнення арктичного повітря в Європу, а також на територію Північної Америки. Посилюється циклогенез та опади уздовж акваторії Середземного моря. Поточні та прогностичні значення даного індексу наведені нижче у таблиці.

Індекс Арктичного коливання — Climate Prediction Center (NOAA)

Факт + ансамбль

Прогноз + факт

    Крім зазначених, в Атлантико-Європейському регіоні виділяють ще кілька осциляцій, які в меншій мірі визначають мінливість погодних умов в Україні. Серед них можна виділити Північноморсько-Каспійське коливання з центрами аномалій над Північним та Каспійським морем, Середземноморське коливання, Східно-Атлантичне коливання, Скандинавське коливання, а також коливання Північна Атлантика — Західна Росія. Місячні індекси деяких з них наведені нижче у таблиці:

Climate Prediction Center (NOAA)

Скандинавське коливання

Східно-Атлантичне коливання

    Важливо також відзначити, що всі перераховані коливання найкраще проявляються саме в зимовий період, коли атмосфера в Північній півкулі найбільш динамічно активна. Також ви ніколи не побачите ці осциляції на синоптичних або кліматичних картах. Їх можна виявити тільки в результаті застосування компонентного або кореляційного аналізів до полів тиску або геопотенциала. Тому, в деякій мірі їх можна вважати метеорологічними абстракціями, що дозволяють описати декадні та сезонні мінливості погоди.