Введение
Блоки в метеорологии – это крупномасштабные структуры в поле атмосферного давления, которые практически неподвижны, эффективно "блокируя" или перенаправляя перемещающиеся циклоны. Они также известны как блокирующие максимумы или блокирующие антициклоны. Эти блоки могут сохраняться на месте в течение нескольких дней или даже недель, вызывая устойчивую погоду в затронутых регионах в течение длительного времени (например, осадки в одних районах и ясное небо в других). В Северном полушарии наиболее часто продолжительные блоки возникают весной над восточной частью Тихого и Атлантического океанов. Особенно сложно точно прогнозировать начало и завершение этих явлений с помощью численных моделей погоды, и эта область остается предметом активных исследований.
Blocks in meteorology are large scale patterns in the atmospheric pressure field that are nearly stationary, effectively "blocking" or redirecting migratory cyclones. They are also known as blocking highs or blocking anticyclones. These blocks can remain in place for several days or even weeks, causing the areas affected by them to have the same kind of weather for an extended period of time (e. g. precipitation for some areas, clear skies for others). In the Northern Hemisphere, extended blocking occurs most frequently in the spring over the eastern Pacific and Atlantic Oceans. particularly the onset and decay of these events is still not well captured in numerical weather forecasts and remains an open area of research.
Взрыв полярного вихря
Полярные циклоны – это климатические образования, которые постоянно находятся вблизи полюсов в течение всего года. Летом они ослабевают, а зимой достигают максимальной силы. Когда полярный вихрь силён, западные ветры усиливаются. Когда полярный циклон слаб, общая картина циркуляции в умеренных широтах искажается, и происходят значительные вторжения холодных воздушных масс. Внетропические циклоны, которые оклюдируются и перемещаются в более высокие широты, формируют холодные ядра внутри полярного вихря. Вулканические извержения в тропиках приводят к усилению полярного вихря зимой на срок до двух лет после извержения. Интенсивность и положение циклона определяют характер циркуляции в полушарии, на которое он влияет. Индекс, используемый в Северном полушарии для оценки его силы, – это арктическое колебание.
Омега-блоки
Омега-блоки получили свое название из-за того, что изобары или линии равного геопотенциала высоты, связанные с ними в Северном полушарии, напоминают греческую букву Ω (омега). Как правило, они характеризуются схемой «низкое-высокое-низкое», расположенной с запада на восток. Блоки Рекса названы в честь метеоролога Дэниела Ф. Рекса, который впервые выявил их в 1950 году.
Высокие и низкие значения
Когда система высокого или низкого давления верхнего уровня застревает на месте из-за отсутствия направляющих потоков, она называется "отрезанной". Типичная ситуация, приводящая к этому, – отступление струйного течения к полюсу, оставляющее отрезанную систему позади. Характер системы – высокого или низкого давления – определяет погоду, которую вызывает блокировка. Именно такая ситуация наблюдалась на юге Соединенных Штатов в конце весны и начале лета 2007 года, когда отрезанная циклоническая система, задерживавшаяся над регионом, принесла необычно прохладные температуры и обильные дожди в Техас и Оклахому (см. наводнение в Техасе в июне 2007 года), а отрезанный антициклон у побережья Джорджии вызвал засуху на юго-востоке в том же году. Если блокировка представляет собой циклон в США, то результатом будет дождливая и прохладная погода. Ураган Ян в последнюю неделю сентября 2022 года смещался на север, и его остатки отделились от струйного течения, образовав стационарную циклоническую систему у северо-востока США, которая принесла несколько дней осадков, пока фронт не прошел 6 октября, вызвав экстремальные засухи в 1967 году. Однако, когда блокирующий антициклон расположен в Тасмановом море, он может вызывать проливные дожди в восточной Австралии, как это было во время наводнений 2021 и 2022 годов. Блокирующий антициклон в южной части Тасманового моря направляет циклоны и атмосферные фронты к восточной Австралии, обеспечивая тем самым осадки на восточном побережье. В Австралии блокирующие антициклоны обычно формируются в Большом Австралийском заливе и Тасмановом море – это мощные системы высокого давления, которые обычно развиваются южнее обычного. Они остаются практически неподвижными в течение длительного времени (то есть от нескольких дней до нескольких недель) и, таким образом, блокируют регулярное движение погодных систем с востока над южной Австралией.
Защита от холодной струи
Блокировка атмосферных систем вблизи поверхности Земли происходит, когда устойчивая система высокого давления, направленная к полюсу, располагается рядом или на пути наступающей штормовой системы. Чем мощнее холодная воздушная масса, тем эффективнее она может блокировать вторжение более теплого воздуха. Глубина холодной воздушной массы обычно меньше высоты горного барьера, который вызвал заграждение холодным воздухом, или CAD. Некоторые явления в регионе межгорных районов могут продолжаться до десяти дней. Загрязняющие вещества и дым могут оставаться во взвешенном состоянии в стабильной воздушной массе, связанной с заграждением холодным воздухом.
Холодные волны средних широт
В средних широтах Северного полушария районы, расположенные восточнее блокирующих антициклонов или находящиеся под влиянием аномальных потоков из более холодных континентальных областей, связанных с этими блоками, испытывают суровые зимы – явление, известное с момента открытия Североатлантического колебания (NAO) в 1840-х годах. Эти блокирующие структуры также часто приводят к аномально мягким условиям на высоких широтах, по крайней мере, в регионах, подверженных аномальным потокам с океана, как в Гренландии и Берингии, или воздействию чинуковых ветров, как во Внутренней Аляске. Холодные зимы в сопределенных Соединенных Штатах и южной Канаде, такие как 1911/12, 1935/36, 1949/50, 1977/78 и 1978/79, 1993/94 и 2017/18 годов, были вызваны блоками в Аляскинском заливе или к востоку от гор Маккензи, которые направляли очень холодный арктический воздух с протяженной траекторией до южных штатов Америки, как и западные холодные волны 1889/90 и января 1950 года. В Северной и Западной Европе холодные зимы, такие как 1683/84, 1739/40, 1794/95, 1829/30, 1894/95, 1916/17, 1941/42, февраль 1947 и 1962/63 годов, почти всегда связаны с атлантической блокировкой высоких широт и смещением полярного фронта к экватору в сторону Португалии и даже Марокко. Также они связаны с блокировкой вблизи Уральских гор, которая расширяет Сибирский антициклон на запад, выталкивая очень холодный воздух из сибирского "холодного полюса" в сторону Аральского и Каспийского морей. Однако, в отличие от других регионов умеренных широт Северного полушария, холодные зимы в Европе (например, 1916/17, 1962/63 годов) часто сопровождаются мягкой погодой в Центральной Азии, которая может получать теплый приток воздуха от субтропических циклонов, смещаемых на юг в условиях отрицательной фазы NAO.
Тепловые волны
Летние волны жары являются результатом схожих блокирующих ситуаций, обычно связанных с расположением полупостоянного субтропического гребня. Некоторые необычайно жаркие лета, такие как 1936 год в Соединенных Штатах, 1999, 2002 и 2011 годы, а также в Европе – 1976, 2003 год (европейская волна жары) и 2019 год – были вызваны устойчивыми областями высокого давления, которые на длительный период отделились от струйного течения и позволили теплому, сухому воздуху задерживаться над территорией. Во многих случаях, например, засуха в США в 1999 году, волне жары предшествовали месяцы с количеством осадков ниже нормы, что препятствовало понижению температуры. В отличие от этого, европейская волна жары 2003 года произошла в год, когда в Северной Америке наблюдались значительно более низкие температуры и более обильные осадки, особенно весной. Большое количество осадков в Северной Америке увеличило энергию полярного струйного течения, оттеснив его далеко на север в Европу и приведя к образованию длительного, стационарного гребня высокого давления, который принес горячий воздух из пустыни Сахара в Европу.