Внутрисезонные изменения и пространственные паттерны влияния арктического потепления на циркуляционные и температурные аномалии в Евразии

Феномен «теплая Арктика — холодная Евразия» (ТАХЕ) является проявлением влияния арктического усиления на климат средних широт. Несмотря на активное изучение, многие аспекты, в частности внутрисезонная динамика и точная роль атмосферного блокирования в формировании этого паттерна, остаются дискуссионными. В данном исследовании на основе данных реанализа ERA5 за 1979–2023 гг. проведен комплексный анализ пространственно-временной изменчивости режима ТАХЕ и его связи с блокирующими антициклонами. Установлено, что с начала 2000-х гг. произошла устойчивая перестройка режима циркуляции, выражающаяся в значительном росте индекса ТАХЕ в осенне-зимний период (тренд 1,4 °C/10 лет для зимы) и смене его сезонной динамики. В начале холодного сезона (октябрь-ноябрь) паттерн ТАХЕ тесно связан преимущественно с северным режимом блокирования, причем максимум корреляции между индексом ТАХЕ и интенсивностью северного блокирования смещен в сектор Западной Сибири (70–90° в. д.), а не к Уралу (60–70° в. д.). Это указывает на трансформацию ведущего механизма формирования ТАХЕ после 2000 г., который стал в значительной степени определяться процессами высокоширотного блокирования. Обнаруженная особенность находится в соответствии с тенденциями арктического усиления и уменьшения площади морского льда. Полученные результаты важны для понимания изменений в сезонной циркуляции и совершенствования прогнозов экстремальных погодных явлений в Евразии.

1. Mokhov I.I., Semenov V.A. Weather and climate anomalies in Russian regions related to global climate change. Russian Meteorology and Hydrology. 2016;41:84–92. https://doi.org/10.3103/S1068373916020023

2. Semenov V.A. Modern Arctic climate research: progress, change of concepts, and urgent problems. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2021;57(1):21–33. https://doi.org/10.1134/S0001433821010114

3. IPCC Special report on the ocean and cryosphere in a changing climate. Pörtner H.O., Roberts D.C., Masson-Delmotte V., Zhai P., Tignor M., Poloczanska E., Mintenbeck K., Alegría A., Nicolai M., Okem A., Petzold J., Rama B., Weyer N.M. (eds.). Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press; 2019. 755 p.

4. Лис Н.А., Чернявская Е.А., Лебедев Н.В., Тимохов Л.А. Пространственно-временная изменчивость теплосодержания в Северо-Европейском бассейне по данным реанализа ORAS5. Проблемы Арктики и Антарктики. 2025;71(3):256–276. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2025-71-3-256-276

5. Arrhenius S. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. Philosophical Magazine and Journal of Science. 1896; 41(251):237–276.

6. Budyko M.I. The effect of solar radiation variations on the climate of the Earth. Tellus. 1969;21(5):611–619.

7. Sellers W. D. A Global climatic model based on the energy balance of the Earth-atmosphere system. Journal of Applied Meteorology and Climatology. 1969;8(3):392–400.

8. Manabe S., Wetherald R.T. The effects of doubling the CO2 concentration on the climate of a general circulation model. Journal of the Atmospheric Sciences. 1975;32(1):3–15.

9. Screen J.A., Simmonds I. The central role of diminishing sea ice in recent Arctic temperature amplification. Nature. 2010;464(7293):1334–1337. https://doi:10.1038/nature09051

10. Park H.-S., Lee S., Son S.-W., Feldstein S. B., Kosaka Y. The impact of poleward moisture and sensible heat flux on Arctic winter sea ice variability. Journal of Climate. 2015;28(13):5030–5040. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0074.1

11. Francis J.A., Hunter E., Key J.R. Clues to variability in Arctic minimum sea ice extent. Geophysical Research Letters. 2005;32(21):L21501. https://doi:10.1029/2005GL024376

12. Newson R.L. Response of a general circulation model of the atmosphere to removal of the Arctic ice-cap. Nature. 1973;241(5385):39–40. https://doi:10.1038/241039b0

13. Murray R.J., Simmonds I. Responses of climate and cyclones to reductions in Arctic winter sea ice. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1995;100(D3):4791–4806. https://doi:10.1029/94JC02206

14. Hwang Y.T., Frierson D.M.W. Increasing atmospheric poleward energy transport with global warming. Geophysical Research Letters. 2010;37:L24807. https://doi:10.1029/2010GL045440

15. Luo D. Impact of Ural blocking on winter warm Arctic–cold Eurasian anomalies. Part I: Blocking induced amplification. Journal of Climate. 2016;29(11):3925–3947. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0611.1

16. Tyrlis E., Manzini E., Bader J., Ukita J., Nakamura H., Matei D. Ural blocking driving extreme Arctic sea ice loss, cold Eurasia, and stratospheric vortex weakening in autumn and early winter 2016–2017. Journal of Geophysical Research. Atmospheres. 2019;124(21):11313–11329. https://doi.org/10.1029/2019JD031085

17. Peings Y. Ural blocking as a driver of early-winter stratospheric warmings. Geophysical Research Letters. 2019;46(10):5460–5468. https://doi.org/10.1029/2019GL082097

18. Honda M., Inoue J., Yamane S. Influence of low Arctic sea-ice minima on anomalously cold Eurasian winters. Geophysical Research Letters. 2009;36(8):L08707. https://doi:10.1029/2008GL037079

19. Petoukhov V., Semenov V.A. A link between reduced Barents–Kara sea ice and cold winter extremes over northern continents. Journal of Geophysical Research. 2010;115(D21):D21111. https://doi:10.1029/2009JD013568

20. Mori M., Watanabe M., Shiogama H., Inoue J., Kimoto M. Robust Arctic sea-ice influence on the frequent Eurasian cold winters in past decades. Nature Geoscience. 2014;7(12):869–873. https://doi:10.1038/ngeo2277

21. Nakanowatari T., Sato K., Inoue J. Predictability of the Barents Sea ice in early winter: Remote effects of oceanic and atmospheric thermal conditions from the North Atlantic. Journal of Climate. 2014;27(23):8884–8901. https://doi:10.1175/JCLI-D-14-00125

22. Zhang X., Lu C., Guan Z. Weakened cyclones, intensified anticyclones and recent extreme cold winter weather events in Eurasia. Environ. Res. Lett. 2012;7:1–7. https://doi:10.1088/1748-9326/7/4/044044

23. Tang Q., Zhang X., Yang X., Francis J. A. Cold winter extremes in northern continents linked to Arctic sea ice loss. Environ. Res. Lett. 2013;8:1–6. https://doi:10.1088/1748-9326/8/1/014036

24. Wegmann M., Orsolini Y., Dutra E., Vázquez M., Gimeno L., Nieto R., Bulygina O., Sterin A., Jaiser R., Handorf D., Rinke A., Dethloff K., Sterin A., Brönnimann S. Arctic moisture source for Eurasian snow cover variations in autumn. Environ. Res. Lett. 2015;10(5):1–10. https://doi:10.1088/1748-9326/10/5/054015

25. Song L., Wu R. Processes for occurrence of strong cold events over Eastern China. Journal of Climate. 2017;30(22):9247–9266. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0857.1

26. Inoue J., Hori M. E., Takaya K. The role of Barents Sea ice in the wintertime cyclone track and emergence of a Warm-Arctic Cold-Siberian Anomaly. Journal of Climate. 2012;25(7):2561–2568. https://doi:10.1175/JCLI-D-11-00449.1

27. Cohen J., Screen J. A., Furtado J. C., Barlow M., Whittleston D., Coumou D., Jennifer Francis J., Dethloff K., Entekhabi D., Overland J., Jones J. Recent Arctic amplification and extreme mid latitude weather. Nature Geoscience. 2014;7(9):627–637. https://doi:10.1038/ngeo2234

28. Screen J.A., Blackport R. Is sea-ice-driven Eurasian cooling too weak in models? Nature Climate Change. 2019;9(12):934–936. https://doi:10.1038/s41558-019-0635-1

29. Blackport R., Screen J.A. Weakened evidence for mid-latitude impacts of Arctic warming. Nature Climate Change. 2020;10(12):1065–1066. https://doi:10.1038/s41558-020-00954-y

30. Cohen J., Zhang X., Francis J., Jung T., Kwok R., Overland J., Ballinger T.J., Bhatt U.S., Chen H.W., Coumou D., Feldstein S., Gu H., Handorf D., Henderson G., Ionita M., Kretschmer M., Laliberte F., Lee S., Linderholm H.W., Maslowski W., Peings Y., Pfeiffer K., Rigor I., Semmler T., Stroeve J., Taylor P.C., Vavrus S., Vihma T., Wang S., Wendisch M., Wu Y., Yoon J. Divergent consensuses on Arctic amplification influence on midlatitude severe winter weather. Nature Climate Change. 2020;10(1):20–29. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0662-y

31. Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 Global Reanalysis. Q. J. R. Meteorological Society. 2020;146(730):1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803

32. Gong H., Wang L., Screem J., Chen W., Cohen J., Wu R. Teleconnection from Arctic warming suppresses long-term warming in central Eurasia. Sci. Adv. 2025;11(12):1–9. https://doi:10.1126/sciadv.adq9461

33. Thompson D.W., Wallace J.M. The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields. Geophys. Res. Lett. 1998;25(9):1297–1300. https://doi.org/10.1029/98GL00950

34. Tibaldi S., Molteni F. On the operational predictability of blocking. Tellus. 1990;42(3):343–365. https://doi.org/10.1034/j.1600-0870.1990.t01-2-00003.x

35. Barriopedro D., Garcia-Herrera R., Lupo A.R., Hernandez E. A climatology of Northern hemisphere blocking. Journal of Climate. 2006;19(6):1042–1063. https://doi.org/10.1175/JCLI3678.1

36. Antokhina O.Yu., Antokhin P.N., Devyatova E.V., Martynova Yu.V. Atmospheric blockings in western Siberia. Part 2. Long-term variations in blocking frequency and their relation with climatic variability over Asia. Russian Meteorology and Hydrology. 2018;43(3):143–151. https://doi.org/10.3103/S1068373918030020

37. Antokhina O.Yu., Antokhin P.N., Zorkal’tseva O.S., Martynova Yu.V., Gochakov A., Mordvinov V.I. The autumn-winter response of air temperature to the blocking frequency in the Atlantic-Eurasian sector. Russian Meteorology and Hydrology. 2023;48:919–930. https://doi.org/10.3103/S1068373923110018

38. Semenov V.A., Latif M. Nonlinear winter atmospheric circulation response to Arctic sea ice concentration anomalies for different periods during 1966–2012. Environ. Res. Lett. 2015;10(5):054020. https://doi.org/10.1088/1748-9326/10/5/054020

39. Gochakov A.V., Antokhina O.Yu., Krupchatnikov V.N., Martynova Yu.V. Long-term variability of Rossby wave breaking in the subtropical jet stream area. Russian Meteorology and Hydrology. 2022;47(2):79–88. https://doi:10.3103/S1068373922020017

40. Martynova Yu.V., Krupchatnikov V.N., Gochakova A.V., Antokhina O.Yu. Relationship between anomalies of the rate of snow cover formation in western Siberia and atmospheric dynamics in the Northern Hemisphere in the autumn–winter season. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2022;58(1):95–109. https://doi:10.31857/S0002351522010072