Проект ученых из Иркутска, Томска и Москвы по изучению внезапных стратосферных потеплений получил поддержку РНФ еще на три года

Проект ученых из Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) и Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН (Томск), Гидрометеорологического научно-исследовательский центр Российской Федерации (Москва) и Иркутского государственного университета получил поддержку РНФ еще на три года.

Он выиграл в конкурсе научных групп под руководством молодых ученых на проведение фундаментальных и поисковых научных исследований в 2025 – 2027 годах, являющихся продолжением проектов, поддержанных в 2022 году. Всего по результатам экспертизы поддержано 128 проектов.

Как рассказала Ольга Зоркальцева, проект направлен на углубление понимания механизмов образования внезапных стратосферных потеплений (ВСП) и их влияния на вертикальные связи в атмосфере:

— Актуальность исследования объясняется растущей частотой экстремальных погодных явлений и необходимостью улучшения прогнозирования космической погоды.

Ученые уже разработали инновационный метод идентификации опрокидываний волн Россби (ОВР) в стратосфере, который позволил количественно оценить подготовку к ВСП и различать сценарии их возникновения. Метод ОВР, впервые объединивший анализ ключевых регионов (Атлантико-Европейского и Азиатско-Тихоокеанского), выявил связи между расположением волн и деформацией стратосферного полярного вихря. Это открывает возможности для прогноза внезапных стратосферных потеплений, отметила Ольга Зоркальцева.

Ученые планируют масштабировать региональные исследования с использованием данных спутника SABER/TIMED, что позволит выявить асимметрию воздействия ВСП на мезосферное свечение атомарного кислорода и гидроксила.

— Было установлено, что в Сибири интенсивность свечения снижается на 20–30% во время ВСП, однако аналогичные процессы в других регионах Северного полушария могут иметь другую динамику. Поэтому надо построить карты пространственных аномалий свечения, которые помогут определить наиболее уязвимые к ВСП регионы.

Особое внимание в проекте будет уделено взаимодействию режима «Теплая Арктика – Холодная Евразия» (ТАХЕ) с динамикой стратосферного полярного вихря:

— Усиление арктического потепления и формирование Уральского блокирующего антициклона создают предпосылки для дестабилизации стратосферы. Расчет индексов ТАХЕ и их корреляция с частотой ВСП дадут возможность прогнозировать стратосферные аномалии за 1–2 месяца, а изучение обратной связи «стратосфера → тропосфера» раскроет механизмы изменения климатических условий, которые могут влиять на погоду по всему миру.

Новым аспектом проекта станет исследование динамики снежного покрова как активного фактора, который влияет на меридиональные температурные градиенты, планетарные волны и возмущения стратосферного полярного вихря.

— В отличие от предыдущих работ, рассматривавших снежный покров статично, мы проанализируем сценарии его формирования (сроки, интенсивность, распределение), что даст возможность выявить новые механизмы в системе «снег – тропосфера – стратосфера».

Одной из задач проекта будет изучение влияния геомагнитных бурь на стратосферу во время ВСП. По данным спутника Aura/MLS и реанализа ERA-5 ученые выявят совпадение эпизодов ВСП и сильных геомагнитных возмущений. Это позволит оценить, как бури изменяют температуру, концентрацию озона и структуру стратосферного полярного вихря, что важно для понимания солнечно-атмосферных связей и их роли в климатических моделях.

Справка:

Внезапное стратосферное потепление – это сильное и внезапное повышение температуры в полярной и субполярной стратосфере зимой в течение нескольких суток, возникающее при разрушении стратосферного вихря. ВСП заметно влияет на околоземную космическую среду, в частности, на спутниковую навигацию и сигналы связи, а также на земную погоду.

Стратосферный полярный вихрь – это область низкого давления, окруженная высокоскоростными циклоническими ветрами на высоте от 15 до 50 км, расположенная к полюсу от 50° и наиболее активная зимой. СПВ формируется осенью, когда температура в Арктике или Антарктике резко падает с наступлением полярной ночи. Увеличение разницы температур между полюсом и тропиками приводит к возникновению сильных ветров.