Изменения интенсивности колебаний суточной температуры воздуха в диапазонах внутримесячной изменчивости на территории России в 1970–2018 гг.

Анализируются среднеквадратические отклонения (СКО) среднесуточной температуры воздуха в диапазоне – внутримесячном (до 30 сут), устойчивых погодных режимов (от 10 до 30 сут), в синоптическом (от 4 до 9 сут) и в межсуточном (меньше 3 сут) по данным станционных наблюдений на территории России в 1970–2018 гг. Получены оценки СКО для базового (1970–1999 гг.) и современного (2000–2018 гг.) климатических периодов, а также их изменений для всех сезонов. Изменения сравниваются с изменениями среднесезонной температуры воздуха. Для современного периода в большинстве регионов России характерно уменьшение изменчивости суточной температуры (как правило, на 10–20%) на фоне роста среднесезонной температуры. Наибольшее уменьшение (33– 37%) получено весной и осенью в синоптическом диапазоне на Дальнем Востоке и юго-востоке Европейской территории России (ЕТР). Зимой наиболее значительное уменьшение (18–23%) изменчивости во всех диапазонах отмечается в центральных и северо-западных районах ЕТР, среднесезонная температура воздуха увеличилась зимой и осенью на севере ЕТР до 4–5^oС. Увеличение изменчивости отмечается во все сезоны в южных районах России, зимой оно максимально (на 16%) в диапазоне устойчивых погодных режимов на юге Сибири (Алтайский край), максимальные изменения в остальные сезоны приходятся на межсуточный диапазон: весной на 20% и осенью на 17% на ЕТР (Татарстан, Тамбовская область), летом на 14% в Иркутской области. Таким образом, в целом, потепление на территории России в последние 50 лет сопровождается уменьшением внутримесячной изменчивости температурных аномалий.

1. Алексеев Г.В. Арктическое измерение глобального потепления // Лёд и Снег. 2014. Т. 54. № 2. С. 53—68.

2. Астахов Н.В., Башкиров А.В., Журилова О.Е., Макаров О.Ю. Частотно-временной анализ нестационарных сигналов методами вейвлет-преобразования и оконного преобразования Фурье // Радиотехника. 2019. № 6 (8). С. 109—112.

3. Бабина Е.Д., Семенов В.А. Внутримесячная изменчивость среднесуточной приземной температуры воздуха на территории России в период 1970—2015 гг. // Метеорология и гидрология. 2019. № 8. С. 21—33.

4. Бардин М.Ю., Платова Т.В. Изменения порогов экстремальных значений температур и осадков на территории России в период глобального потепления // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2013. № 25. С. 71—93.

5. Виноградова В.В. Зимние волны холода на территории России со второй половины ХХ века // Изв. РАН. Сер. геогр. 2018. № 3. С. 37—46.

6. Володин Е.М., Грицун А.С. Воспроизведение возможных будущих изменений климата в XXI веке с помощью модели климата INM-CM5 // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 3. С. 255—266.

7. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Обнаружение изменений климата: состояние, изменчивость и экстремальность климата // Метеорология и гидрология. 2004. № 4. С. 50—66.

8. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Наблюдаемые и ожидаемые изменения климата России: температура воздуха. М.: ФГБУ “ВНИИГМИ-МЦД”, 2012. 193 с.

9. Киктев Д.Б., Круглова Е.Н., Куликова И.А., Муравьев А.В. Экстремальные метеорологические явления на сезонных и внутрисезонных интервалах времени в контексте изменения климата // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 1 (379). С. 36—57.

10. Коваленко О.Ю., Бардин М.Ю., Воскресенская Е.Н. Изменения характеристик экстремальности температуры воздуха в Причерноморском регионе и их изменчивость в связи с крупномасштабными климатическими процессами межгодового масштаба // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. № 2. С. 42—62.

11. Логинов С.В., Елисеев А.В., Мохов И.И. Влияние негауссовой статистики атмосферных переменных на экстремальные внутримесячные аномалии // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 3. С. 307—317.

12. Мохов И.И., Семенов В.А. Погодно-климатические аномалии в Российских регионах и их связь с глобальными изменениями климата // Метеорология и гидрология. 2016. № 2. С. 16—28.

13. Мохов И.И., Тимажев А.В. Модельные оценки возможных изменений атмосферных блокирований в северном полушарии при RCP-сценариях антропогенных воздействий // Доклады АН. 2015. Т. 460. № 2. С. 210—214.

14. Поляк И.И. Численные методы анализа наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 212 с.

15. Попова В.В. Летнее потепление на Европейской территории России и экстремальная жара 2010 г. как проявление тенденций крупномасштабной атмосферной циркуляции в конце XX в. - начале XXI в. // Метеорология и гидрология. 2014. № 3. С. 37-49.

16. Рубинштейн К.Г., Оганесян В.В., Грачев Н.В. Воспроизведение приземной температуры воздуха и ее изменчивости // Метеорология и гидрология. 2004. № 12. С. 42-51.

17. Семенов В.А. Связь аномально холодных зимних режимов на территории России с уменьшением площади морских льдов в Баренцевом море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2016. Т. 52. № 3. С. 257-266.

18. Семенов В.А., Шелехова Е.А., Мохов И.И. Влияние Атлантического долгопериодного колебания на формирование аномальных климатических режимов в регионах Северной Евразии по модельным расчетам // Доклады АН. 2014. Т. 459. № 6. С. 742-745.

19. Спорышев П.В., Катцов В.М., Матюгин В.А. Согласованность изменений температуры на территории России в ансамблевых модельных расчетах и данных наблюдений // Метеорология и гидрология. 2012. № 1. С. 5-20.

20. Стонт Ж.И., Демидов А.Н. Современные тенденции изменчивости температуры воздуха над акваторией юго-восточной Балтики // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2015. № 2. С. 50-58.

21. Титкова Т.Б., Черенкова Е.А., Семенов В.А. Изменения зимних экстремальных температур и осадков на территории России в последние десятилетия и их региональные особенности // Лёд и Снег. 2018. №4. С. 486-497.

22. Тищенко В.А., Хан В.М., Вильфанд Р.М., Рожет Е. Исследование развития атмосферных процессов блокирования и квазистационирования антициклонов в Атлантико-Европейском секторе // Метеорология и гидрология. 2013. № 7. С. 15-30.

23. Шакина Н.П., Иванова А.Р. Блокирующие антициклоны: современное состояние исследований и прогнозирования // Метеорология и гидрология. 2010. № 11. С. 5-18.

24. Шукуров К.А., Семенов В.А. Характеристики зимних аномалий приземной температуры в Москве в 1970-2016 гг. при сокращении площади морских льдов в Баренцевом море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 1. С. 13-27.

25. Bekryaev R., Polyakov I., Alexeev V. Role of polar amplification in long-term surface air temperature variations and modern Arctic warming // J. Climate. 2010. Vol. 23. P. 3888-3906.

26. Borodina A., Fischer E.M., Knutti R. Potential to constrain projections of hot temperature extremes // J. Climate. 2017. Vol. 30. № 24. P. 9949-9964.

27. Cattiaux J., Douville H. et al. Projected increase in diurnal and interdiurnal variations of European summer temperatures // Geophys. Res. Lett. 2015. Vol. 42 (3). P. 899-907.

28. Cheung A., Mann M. et al. Comparison of low frequency internal climate variability in CMIP5 models and observations // J. Climate. 2017. № 30. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0712.1

29. Christoph M., Ulbrich U., Haak U. Faster determination of the intraseasonal variability of storm tracks using Murakami's recursive filter // Mon. Wea. Rev. 1995. Vol. 123. № 2. P. 578-581.

30. Cui J., Yang S., Li T. Intraseasonal Variability of Summertime Surface Air Temperature over Mid-High-Latitude Eurasia and Its Prediction Skill in S2S Models // J. Meteorol. Res. 2021. Vol. 35. P. 815-830.

31. Fischer E.M., Rajczak J.,Schar C. Changes in European summer temperature variability revisited // Geophys. Res. Lett. 2012. Vol. 39. P. 1-8.

32. Fischer E.M., Schar C. Future changes in daily summer temperature variability: driving processes and role for temperature extremes // Climate Dynam. 2009. Vol. 33. P.917-935.

33. Fredriksen H.B., Rypdal K. Spectral characteristics of instrumental and climate model surface temperatures // J. Climate. 2016. Vol. 29. P. 1253-1268.

34. Gough W., Shi B. Impact of coastalization on day-to-day temperature variability along China's East Coast // J. Coastal Res. 2020. Vol. 36 (3). P. 451-456.

35. Guo F., Do V., Cooper R. et al. Trends of temperature variability: Which variability and what health implications? // Sci. of the Total Environ. 2021. Vol. 768, P. 144-487.

36. Holmes et al. Robust future changes in temperature variability under greenhouse gas forcing and relationship with thermal advection // J. Climate. 2016. Vol. 29. P. 2221-2236.

37. Kiktev D., Sexton D. et al. Comparison of Modeled and Observed Trends in Indices of Daily Climate Extremes // J. Climate. 2003. Vol. 16. P. 3560-3571.

38. Li S.F., Jiang D.B., Lian Y., Yao Y.X. Trends in day-to-day variability of surface air temperature in China during 1961-2012 // Atmos. Ocean. Sci. Lett. 2017. Vol. 10. № 2. P. 122-129.

39. Lupo A.R., Oglesby R.J., Mokhov I.I. Climatological features of blocking anticyclones: a study of Northern Hemisphere CCM1 model blocking events in present-day and double CO2 concentration atmospheres // Climate Dynam. 1997. № 13. P. 181-195.

40. Meehl G., Zwiers F. et al. Trends in extreme weather and climate events: issues related to modeling extremes in projections of future climate change // Bull. Meteorol. Soc. 2000. Vol. 81. № 3. P. 427-436.

41. Mitchell J.M. An Overview of Climatic variability and its causal mechanisms // Quat. Res. 1976. Vol. 6. P. 481-493.

42. Schar C., Vidale P., Luthi D, Frei C., Haberli C., Liniger M., Appenzeller C. The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves // Nature. 2004. Vol. 427. P. 332-336.

43. Schneider T., Bischoff T., Plotka H. Physics of changes in synoptic midlatitude temperature variability // J. Climate. 2015. V. 28. P.2312-2331.

44. Screen J.A. Arctic amplification decreases temperature variance in northern mid- to high-latitudes // Nature Clim. Change. 2014. Vol. 4. P. 577-582.

45. Screen J.A., Deser C., Sun L. Reduced risk of North American cold extremes due to continued Arctic sea ice loss // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2015. Vol. 96. P. 1489-1503.

46. Signal Processing Toolbox User's Guide // Natick: The MathWorks, Inc. 1993. 658 p.

47. Szyga-Pluta K. Large day-to-day variability of extreme air temperatures in Poland and its dependency on atmospheric circulation // Atmosphere. 2021, Vol. 12. № 1. P. 80-100.

48. Wan H., Kirchmeier-Young M.C. et al. Human influence on daily temperature variability over land // Environ. Res. Lett. 2021. Vol. 16. № 9. 94026.

49. Weisheimer A., Palmer T.N. Changing frequency of occurrence of extreme seasonal temperature under global warming // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32. № 20. L20721. https://doi.org/10.1029/2005GL023365

50. Woolings T., Masato G., Dunn-Sigouin E., Barnes E. Exploring recent trends in Northern Hemisphere blocking // Geoph. Res. Lett. 2014. Vol. 1. P. 1-15.

51. Yeh S.W., Hyun S.H., Park I.H., Zheng X.T. Surface temperature variability in climate models with large and small internal climate variability // Quart. J. Royal Meteorol. Soc. 2021. Vol. 147 (738). P. 3004-3016.

52. Ylhaisi J.S., Raisanen J. Twenty-first century changes in daily temperature variability in CMIP3 climate models // Int. J. Climatol. 2014. Vol. 34. P. 1414-1428.

53. Zhao S., Zhang J., Deng Y., Wang N. Understanding the Increasing Hot Extremes over the Northern Extratropics Using Community Atmosphere Model // Asia-Pacific J. Atmos Sci. 2021. https://doi.org/10.1007/s13143-021-00264-z