- Tytuł:
-
Delimitacja prądów strumieniowych nad półkulą północną na podstawie reanaliz ERA5 o wysokiej rozdzielczości przestrzennej
The delimitation of jet streams in the Northern Hemisphere on the basis of high-resolution ERA5 Reanalysis - Autorzy:
- Degirmendžić, Jan
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/2175592.pdf
- Data publikacji:
- 2022
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwa Geofizyczne
- Tematy:
-
delimitacja
prąd strumieniowy
jet streak
matryca sferyczna
półkula północna
orografia
delimitation
jet stream
spherical cap matrix
Northern Hemisphere
orography - Opis:
-
Celem analizy jest delimitacja górnotroposferycznych prądów strumieniowych w polach wiatru o wysokiej rozdzielczości przestrzennej. Wykorzystano 6-godzinne pola wiatru (U, V) na powierzchni 300 hPa o rozdzielczości 0.25°×0.25° z bazy ERA5. Analiza dotyczy zakresu 0°-90°N, sezonu zimowego oraz 40-lecia 1981-2020. Procedura polega na wyznaczeniu pozycji tzw. jet streaków, czyli regionów o najwyższym potencjale cyklogenetycznym osadzonych w osi prądu strumieniowego. Określono pozycję geograficzną gridów centralnych jet streaków oraz prędkość wiatru w tych gridach. Punkt centralny jet streak (JSC) zdefiniowano jako lokalne maksimum prędkości wiatru. Identyfikując JSC zastosowano matrycę sferyczną o stałym promieniu R=500 km. Nie wykorzystano matrycy lat×lon, ponieważ zmniejsza ona swoje rozmiary ku biegunowi, co powoduje zwiększenie udziału small-scale wind features w ogólnej liczbie wykrytych jet streaków w szerokościach okołobiegunowych. Wykryto 311 712 jet streaków. Wyniki analizy przedstawiono na mapach częstości jet streaków oraz średniej prędkości wiatru w JSC. Makroskalowa struktura prądów strumieniowych tworzy układ spirali ze strefą wejścia nad Afryką i strefą wyjścia nad północną Europą. Wśród podzwrotnikowych prądów strumieniowych można wyróżnić: NAAJ (North Africa-Asian Jet) oraz EAJ (East Asian Jet). Strefą graniczną jest obszar niezbyt silnych jet streaków nad Himalajami. Te strumienie są wąskie i mają równoleżnikowy przebieg. Prądy strumieniowe nad wschodnim Pacyfikiem (wschodnia część NPJ) oraz nad Atlantykiem (NAJ) cechują się większą dyspersją szerokości geograficznej, co przejawia się poszerzeniem strugi na mapach klimatycznych oraz mają orientację WSW - ENE. Nad kontynentami widać wyraźny podział na dwa strumienie: polarny (w wyższych szerokościach geograficznych) oraz podzwrotnikowy. Strumień polarny nad środkową i północną Eurazją oraz strumień podzwrotnikowy nad Ameryką Północną mają epizodyczny charakter. Odnoga widoczna poniżej 35°N nad Ameryką zanika w polu prędkości. Prąd strumieniowy nad zachodnim Pacyfikiem – EAJ (lub zachodnia część NPJ) jest najsilniejszy spośród wszystkich makroskalowych struktur na półkuli północnej. Zidentyfikowano obszary górskie, które w wyniku interakcji z hemisferyczym prądem strumieniowym przyczyniają się do formowania układów jet streak. Przedstawiona metoda pozwala na precyzyjną identyfikację stref prądów strumieniowych o największym potencjale cyklogenetycznym.
The aim of this research is an attempt at delimiting the upper tropospheric jet streams based on high resolution (0.25°×0.25°) wind fields from ERA5. The procedure is intended to position the jet streaks (JS), i.e. regions cyclogenetically active, embedded within a jet stream. The geographic coordinates of JS-central grid (JSC) and also wind speed in that grid are specified. The analysis: extends for the winter seasons of 1981-2020, is applied to the 300-hPa level and covers the Northern Hemisphere. Jet streak center (JSC) is defined as a local wind maximum. It meets the following criteria: 1. wind speed in JSC ≥ 50 ms-1, 2. wind speed at every other grid, situated no further then 500 km from the JSC ≤ wind speed at JSC. The spherical cap matrix with constant radius equal to 500 km was used for the JSC detection. The lat×lon matrices are not applicable because their dimension decreases with increasing latitude - therefore they have an ability to detect an excessive number of small-scale wind features in high latitudes. It is an undesirable property because smaller than meso-alfa wind features cannot be classified as jet streaks. JSC points were identified on 6-hourly maps. A total number of 311 712 jet streak centers were inventoried. The results of the analysis are presented on the JSC frequency map and average JSC wind speed map. The local impact of orography was also identified on the JSC frequency maps. Macro-structure of jet streams reveals spiral-like shape with entrance region over Africa and exit region over the northern Europe. NAAJ (North Africa-Asian Jet) and EAJ (East Asian Jet) represent subtropical jet stream. Separation zone is formed from weakly active jet streaks over Himalaya. NAAJ and EAJ are relatively narrow and zonally oriented. Variability in jet stream latitude is higher over the eastern Pacific (eastern part of NPJ) and Atlantic (NAJ), which is manifested as a widening of the jet stream flow. In these two geographic regions the jet flow is WSW - ENE oriented. There is a clear division into two streams over the continents: polar in higher latitudes and subtropical. PFJ over the middle and northern Europe and STJ branch over the North America are episodic in nature. The last one, visible below 35°N in JSC frequency field, vanishes in JSC wind speed field. The jet stream over the western Pacific (EAJ / the western part of NPJ) is the strongest of all macro-scale structures in the Northern Hemisphere. Mountain areas that contribute to the formation of jet streaks by interaction with the hemispheric jet stream have been identified. These areas are as follows: Zagros Mountains, Himalayas, mountains of north-eastern Burma, Sayan and Altai Mountains, Scandinavian Mountains, Alps, Pyrenees, mountains of Scotland, Iceland and western Ireland, Japanese Alps, Kyushu Mountains, Chugach Mountains (Alaska), Coast Mountains of Canada, Cascade Range, Sierra Nevada, Sierra Madre Occidental, Appalachian Mountains (Blue Ridge Mountains, Allegheny Plateau, Adirondack Mountains) and the ice cap of southern tip of Greenland. This study presents a novel approach that enables the accurate detection of the jet streaks. It will be used in future research focusing on the contemporary changes in the position and activity of the upper tropospheric jet streams. - Źródło:
-
Przegląd Geofizyczny; 2022, 3-4; 73--97
0033-2135 - Pojawia się w:
- Przegląd Geofizyczny
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł