aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2023-69-2-141-156aari-527Research ArticleМЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯMETEOROLOGY AND CLIMATOLOGYНекоторые закономерности формирования экстремальных приземных температур воздуха в районе архипелага Шпицберген в холодный период годаSome patterns of formation of extreme surface air temperature in the area of the Spitzbergen (Svalbard) archipelago during the cold periodИльющенковаИ. А.IlyushchenkovaI. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ilyushenkova@aari.ruКоржиковА. Я.KorzhikovA. Ya.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ИвановБ. В.IvanovB. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian FederationГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute; Saint Petersburg State UniversityRussian Federation202312072023692141156Copyright © Ильющенкова И.А., Коржиков А.Я., Иванов Б.В., 20232023Ильющенкова И.А., Коржиков А.Я., Иванов Б.В.Ilyushchenkova I.A., Korzhikov A.Y., Ivanov B.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/527

В статье представлены результаты исследования метеорологических условий при формировании экстремальных приземных температур воздуха (ПТВ) в холодный период года с октября по май в районе поселка Баренцбург, арх. Шпицберген. В исследовании получены экстремальные значения ПТВ, проведена оценка связи экстремальной ПТВ в Баренцбурге с ПТВ в пунктах Лонгйир, Хорнсунн, Ис-фьорд Радио, Пирамида, Ню-Олесунн. Выделены и рассмотрены экстремально холодные и теплые периоды года с октября по май за ряд наблюдений с 1912 по 2022 г. Проанализированы особенности атмосферной циркуляции на приземном уровне, уровнях высот геопотенциальных поверхностей 500 гПа и 700 гПа, аномалии ПТВ, приводятся результаты сопоставления индексов атмосферной циркуляции NAO и AO при формировании экстремальных ПТВ. Полученные оценки макропроцессов могут применяться при составлении долгосрочных прогнозов по северной полярной области и детализации их по району Шпицбергена.

The article presents research findings of meteorological conditions during the formation of extreme surface air temperature (SAT) in the cold period from October to May in the Barentsburg area, the Spitzbergen (Svalbard) archipelago. Six extremely cold periods and six extremely warm periods for the weather sequence from 1912 to 2022 are considered. Correlation coefficients of extreme SAT in Barentsburg with extreme SAT in the points of Longyearbyen, Hornsund, Isfjord Radio, Pyramiden, Nu-Alesund, located in the west of Spitzbergen (Svalbard), were calculated. Also, characteristics of atmospheric circulation at the surface level, the level of the geopotential surface 500 hPa and 700 hPa and air temperature anomalies are analyzed, the results of comparing atmospheric circulation indices NAO and AO in the formation of extreme SAT are presented. Characteristic localizations of the polar vortex were found during the formation of negative and positive anomalies of SAT. For cold periods with extremely low temperatures, the localization of the polar vortex in the northeast of the Kara Sea and Severnaya Zemlya archipelago is observed. At the surface level the baric trough from the Atlantic depression is shifted to the coast of Scandinavia and the southern part of the Barents Sea. The Svalbard region is under the influence of the periphery of the anticyclonic field over the Arctic basin, Greenland, over the western Arctic Seas, conditions are formed for the deviation of SAT by 3–4 degrees below normal. In the case of extremely high SAT, the polar vortex is shifted to the eastern part of the Canadian Arctic Archipelago and the Baffin Sea. At the surface level, the baric trough from the Icelandic depression develops over the Greenland, Norwegian and Barents Seas, which leads to the moving of warm air masses from the Atlantic to polar latitudes and the formation of average SAT in the Spitzbergen (Svalbard) region above long-term values by 1–2 degrees. The estimates of macroprocesses obtained can be used for preparing long-term forecasts for the northern polar region and detailing them for the Spitzbergen (Svalbard) region.

атмосферная циркуляцияЗападная Арктикасиноптические процессытемпература воздухациркумполярный вихрьШпицбергенair temperatureatmospheric circulationpolar vortexSvalbardsynoptic processesWestern ArcticИсследование выполнено в рамках проекта 5.1.4 Плана НИТР Росгидромета, 2020–2024 гг. «Мониторинг состояния и загрязнения природной среды, включая криосферу, в Арктическом бассейне и районах научно-исследовательского стационара «Ледовая база Мыс Баранова», Гидрометеорологической обсерватории Тикси и Российского научного центра на архипелаге Шпицберген».This study was made within the framework of Project 5.1.4, «Monitoring of State and Pollution of the Environment, Including the Cryosphere, in the Arctic Basin and in the Area of Scientific Station Ice Base Cape Baranov, Hydrometeorological Observatory of Tiksi and Russian Scientific Centre on Spitsbergen», within the Plan NITR of Roshydromet 2020–2024.ReferencesМатишов Г.Г., Бердников С.В., Жичкин А.П., Макаревич П.Р., Дженюк С.Л., Кулыгин В.В., Яицкая Н.А., Поважный В.В., Шевердяев И.В., Кумпан С.В., Третьякова И.А., Цыганкова А.Е. Атлас климатических изменений в больших морских экосистемах Северного полушария (1878–2013). Регион 1. Моря Восточной Арктики. Регион 2. Черное, Азовское и Каспийское море. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2014. 256 с.Matishov G.G., Berdnikov S.V., Zhichkin A.P., Makarevich P.R., Dzheniuk S.L., Kulygin V.V., Iaitskaia N.A., Povazhnyi V.V., Sheverdiaev I.V., Kumpan S.V., Tret’iakova I.A., Tsygankova A.E. Atlas klimaticheskikh izmenenii v bol’shikh morskikh ekosistemakh Severnogo polushariia (1878–2013). Region 1. Moria Vostochnoi Arktiki. Region 2. Chernoe, Azovskoe i Kaspiiskoe more. Atlas of Climatic Changes in Large Marine Ecosystems of the Northern Hemisphere (1873–2013). Region 1. The Eastern Arctic Seas. Region 2. The Black Sea, the Sea of Azov, and the Caspian Sea. Rostov-on-Don: SSC RAS Publishers, 2014: 256 p. [In Russian].Вангенгейм Г.Я. Основы макроциркуляционного метода долгосрочных метеорологических прогнозов для Арктики // Труды ААНИИ. 1952. Т. 34. 314 с.Vangengeim G.Ia. Osnovy makrotsirkuliatsionnogo metoda dolgosrochnykh meteorologicheskikh prognozov dlia Arktiki. Fundamentals of the macrocirculatory method of long-term meteorological forecasts for the Arctic. Trudy AANII. 1952, 34: 314 p. [In Russian].Гирс А.А. Макроциркуляционный метод долгосрочных метеорологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 488 с.Girs A.A. Makrotsirkuliatsionnyi metod dolgosrochnykh meteorologicheskikh prognozov. Macrocirculatory method of long-term meteorological forecasts. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1974: 488 p. [In Russian].Погосян Х.П. Общая циркуляция атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 395 с.Pogosian Kh. P. Obshchaia tsirkuliatsiia atmosfery. General circulation of the atmosphere. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1972: 395 p. [In Russian].Turner J., Marshall G.J. Climate change in the polar regions. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 434 p. doi: 10.1657/1938-4246-44.1.151b.Turner J., Marshall G.J. Climate change in the polar regions. Cambridge: Cambridge University Press, 2011: 434 p. doi: 10.1657/1938-4246-44.1.151b.Lemke P., Jacobi H.W. Arctic climate change. The ACSYS decade and beyond. Dordrecht; New York: Springer, 2012. 464 p. doi: 10.1007/978-94-007-2027-5.Lemke P., Jacobi H.W. Arctic climate change. The ACSYS decade and beyond. Dordrecht; New York: Springer, 2012: 464 p. doi: 10.1007/978-94-007-2027-5.Przybylak R. The climate of the Arctic. Second edition. Cham: Springer, 2015. 287 p. doi: 10.1007/978-3-319-21696-6.Przybylak R. The climate of the Arctic. Second edition. Cham: Springer, 2015: 287 p. doi: 10.1007/978-3-319-21696-6.Przybylak R., Araźny A., Ulandowska-Monarcha P. The influence of atmospheric circulation on the spatial diversity of air temperature in the area of Forlandsundet (NW Spitsbergen) during 2010–2013 // International Journal of Climatology. 2018. № 38 (1). P. 230–251. doi: 10.1002/joc.5172.Przybylak R., Araźny A., Ulandowska-Monarcha P. The influence of atmospheric circulation on the spatial diversity of air temperature in the area of Forlandsundet (NW Spitsbergen) during 2010–2013. International Journal of Climatology. 2018, 38 (1): 230–251. doi: 10.1002/joc.5172.Священников П.Н., Прохорова У.В., Иванов Б.В. Сравнение атмосферной циркуляции в районе архипелага Шпицберген во время потепления 1920–1950 гг. и в современный период // Метеорология и гидрология. 2020. № 1. С. 36–44.Svyashchennikov P.N., Prokhorova U.V., Ivanov B.V. Comparison of atmospheric circulation in the area of Spitsbergen in 1920–1950 and in the modern warning period. Meteorologiia i gidrologiia. Meteorology and Hydrology. 2020, 45 (1): 36–44. [In Russian].Ильющенкова И.А., Коржиков А.Я., Александров А.Я. Характеристики полей приземного давления и аномалий температуры воздуха в Арктике в период глобального потепления // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2015. № 40. С. 142–149.Il’iushchenkova I.A., Korzhikov A.Ia., Aleksandrov A.Ia. Features fields of surface pressure and air temperature anomalies in the Arctic in the period of global warming. Ucheniye zapiski RGGMU. Scientific notes of RSHU. 2015, 40: 142–149. [In Russian].Прохорова У.В., Священников П.Н., Иванов Б.В. Исследование временной изменчивости характеристик атмосферной циркуляции в районе арх. Шпицберген // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 4 (114). C. 47–56. doi: 10.30758/0555-2648-2017-0-4-47-56.Prokhorova U.V., Sviashchennikov P.N., Ivanov B.V. Investigation of the temporary variability of the characteristics of atmospheric circulation in the area of Spitsbergen. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2017, 4 (114): 47–56. doi: 10.30758/0555-2648-2017-0-4-47-56. [In Russian].Cullather R.I., Lim Y.-K., Boisvert L.N., Brucker L., Lee J.N., Nowicki S.M.J. Analysis of the warmest Arctic winter, 2015—2016 // Geophysical Research Letters. 2016. № 43 (20). P. 10,808–10,816. doi: 10.1002/2016GL071228.Cullather R.I., Lim Y.-K., Boisvert L.N., Brucker L., Lee J.N., Nowicki S.M.J. Analysis of the warmest Arctic winter, 2015–2016. Geophysical Research Letters. 2016, 43 (20): 10,808–10,816. doi: 10.1002/2016GL071228.Overland J.E., Wang M. Recent extreme Arctic temperatures are due to a split polar vortex // Journal of Climate. 2016. № 29 (15). P. 5609–5616. doi: 10.1175/jclid-16-0320.1.Overland J.E., Wang M. Recent extreme Arctic temperatures are due to a split polar vortex. Journal of Climate. 2016, 29 (15): 5609–5616. doi: 10.1175/jclid-16-0320.1.Papritz L. Arctic lower-tropospheric warm and cold extremes: Horizontal and vertical transport, diabatic processes, and linkage to synoptic circulation features // Journal of Climate. 2020. № 33 (3). P. 993–1016. doi: 10.1175/JCLI-D-19-0638.1.Papritz L. Arctic lower-tropospheric warm and cold extremes: Horizontal and vertical transport, diabatic processes, and linkage to synoptic circulation features. Journal of Climate. 2020, 33(3): 993–1016. doi: 10.1175/JCLI-D-19-0638.1.Демин В.И., Иванов Б.В., Ревина А.Д. Восстановление ряда приземной температуры воздуха на российской станции в поселке «Баренцбург» (Шпицберген) // Российская Арктика. 2020. № 2 (8). C. 30–40. doi: 10.24411/2658-4255-2020-12093.Demin V.I., Ivanov B.V., Revina A.D. Reconstruction of air temperature series at Russian station in Barentsburg (Svalbard). Rossiiskaia Arktika. Russian Arctic. 2020, 2 (8): 30–40. doi: 10.24411/2658-4255-2020-12093. [In Russian].Карандашева Т.К., Демин В.И., Иванов Б.В., Ревина А.Д. Изменения температуры воздуха в Баренцбурге (Шпицберген) в ХХ–XXI вв. Обоснование введения новой климатической нормы // Российская Арктика. 2021 № 2 (13). С. 26–39. doi: 10.24412/2658-4255-2021-2-26-39.Karandasheva T.K., Demin V.I., Ivanov B.V., Revina A.D. Air temperature changes in Barentsburg (Svalbard) in XX–XXI centures. Justification for introducing a new climate standart. Rossiiskaia Arktika. Russian Arctic. 2021, 2 (13): 26–39. doi: 10.24412/2658-4255-2021-2-26-39. [In Russian].Дегтярев А.С., Драбенко В.А. Статистические методы обработки метеорологической ин- формации. СПб.: ООО «Андреевский издательский дом», 2015. 225 с.Degtiarev A.S., Drabenko V.A. Statisticheskie metody obrabotki meteorologicheskoi informatsii. Statistical methods of processing meteorological information. St. Petersburg: OOO «Andreevskii izdatel’skii dom», 2015: 225 p. [In Russian].North Atlantic Oscillation, Arctic Oscillation. National Centers for Environmental Prediction — Climate Prediction Center (NOAA). URL: https://psl.noaa.gov/data/climateindices/ (дата обращения: 10.05.2023).North Atlantic Oscillation, Arctic Oscillation. National Centers for Environmental Prediction — Climate Prediction Center (NOAA). Available at: https://psl.noaa.gov/data/climateindices/ (accessed 10.05.2023).Нестеров Е.С. Североатлантическое колебание: атмосфера и океан. Москва: Триада, 2013. 127 с.Nesterov E.S. Severoatlanticheskoe kolebanie: atmosfera i okean. North Atlantic oscillation: atmosphere and ocean. Moscow: Triada, 2013: 127 p. [In Russian].Thompson D.W., Wallace J.M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields // Geophysical Research Letters. 1998. № 25 (9). P. 1297–1300. doi: 10.1029/98gl00950.Thompson D.W., Wallace J.M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields. Geophysical Research Letters. 1998, 25 (9): 1297–1300. doi: 10.1029/98gl00950.Johannessen O.M., Kuzmina S.I., Bobylev L.P., Miles M.W. Surface air temperature variability and trends in the Arctic: new amplification assessment and regionalization // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2016. № 68 (1). P. 28234. doi: 10.3402/tellusa.v68.28234.Johannessen O.M., Kuzmina S.I., Bobylev L.P., Miles M.W. Surface air temperature variability and trends in the Arctic: new amplification assessment and regionalisation. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2016, 68 (1): 28234. doi: 10.3402/tellusa.v68.28234.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.