The Effect of Moscow Megapolis on Warm-Season Precipitation Depending on Large-Scale Atmospheric Conditions

Yu. I. Yarinich; Ярынич Ю. И.; M. I. Varentsov; Варенцов М. И.; V. S. Platonov; Платонов В. С.; V. M. Stepanenko; Степаненко В. М.; A. V. Chernokulsky; Чернокульский А. В.; S. G. Davletshin; Давлетшин С. Г.; E. A. Dronova; Дронова Е. А.

doi:10.31857/S0321059623600151

Влияние московского мегаполиса на осадки теплого периода в зависимости от крупномасштабных атмосферных условий

Авторы: Ярынич Ю.И.¹^,2^,3, Варенцов М.И.¹^,3^,4, Платонов В.С.², Степаненко В.М.¹^,2^,4, Чернокульский А.В.³^,5, Давлетшин С.Г.⁶, Дронова Е.А.⁷
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский вычислительный центр
2. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Географический факультет
3. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
4. Московский Центр фундаментальной и прикладной математики
5. Институт географии РАН
6. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – мировой центр данных
7. Российский государственный аграрный университет МСХА им. К.А. Тимирязева
Выпуск: Том 50, № 5 (2023)
Страницы: 550-560
Раздел: ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУШИ С АТМОСФЕРОЙ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
URL: https://ogarev-online.ru/0321-0596/article/view/140798
DOI: https://doi.org/10.31857/S0321059623600151
EDN: https://elibrary.ru/HOVOYL
ID: 140798

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Оценено влияние Московского мегаполиса на осадки разной интенсивности в различных физико-синоптических условиях. На основе анализа многолетних стандартных наблюдений на метеорологических станциях Московского региона и данных реанализа высокого разрешения ERA5 за период 1988–2020 гг. показано, что наибольшее влияние города на интенсивные осадки достигается в случаях с повышенной статической неустойчивостью атмосферы в сочетании со слабым крупномасштабным потоком, высоким влагосодержанием атмосферы и отсутствием выраженных фронтальных зон в регионе. В среднем за исследованный период превышение сезонной суммы осадков в Москве относительно фоновых значений по Московскому региону составляет 5.3%, при этом отмечено разнонаправленное влияние города на осадки разной интенсивности: ослабление (статистически незначимое) над городом осадков малой и средней интенсивности, усиление наиболее интенсивных осадков (выше 95 процентиля), повторяемость которых в Москве на 11.6% выше фоновой.

Ключевые слова

влияние города на осадки, городская климатология, крупномасштабные атмосферные процессы, интенсивные осадки, реанализ, ERA5.

Список литературы

Брусова Н.Е., Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. Особенности режима осадков в Московском регионе в 2008–2017 гг. // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. № 1. С. 127–142.
Булыгина О.Н., Веселов В.М., Разуваев В.Н., Александрова Т.М. Описание массива срочных данных об основных метеорологических параметрах на станциях России // Свидетельство о гос. регистрации базы данных. 2014. № 2 014 620 549.
Вельтищев Н.Ф. Мезометеорология и краткосрочное прогнозирование // ВМО № 701. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Вып. 701. 136 с.
Григорова Е.С. О мезоклимате московского мегаполиса // Метеорология и гидрология. 2004. № 10. С. 36–45.
Дмитриев А.А., Бессонов Н.П. Климат Москвы (Особенности климата большого города). Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 320 с.
Литвиненко Л.Н., Калинина А.А. Распределение осадков на территории Московской области при наличии и отсутствии крупного антропогенного образования // Экология урбанизированных территорий. 2018. № 2. С. 66–71.
Погода и климат: http://www.pogodaiklimat.ru/
Стулов Е.А. Влияние города Москвы на усиление летних осадков // Метеорология и гидрология. 1993. № 11. С. 34–41.
Aleshina M.A., Semenov V.A., Chernokulsky A.V. A link between surface air temperature and extreme precipitation over Russia from station and reanalysis data // Environ. Res. Let. 2021. V. 16. P. 105004.
Bornstein R., LeRoy M. Urban barrier effects on convective and frontal thunderstorms // Extended Abstracts, Fourth Conf. Mesoscale Processes. 1990. P. 120–121.
Catto J.L., Pfahl S. The importance of fronts for extreme precipitation // J. Geophys. Res. Atmos. 2013. V. 118. № 19. P. 10 791–10 801.
Chernokulsky A., Shikhov A., Yarinich Y., Sprygin A. An Empirical Relationship Among Characteristics of Severe Convective Storms, Their Cloud Top Properties and Environmental Parameters in Northern Eurasia // Atmosphere. 2023. V. 14. № 1. P. 174.
Conticello F., Cioffi F., Merz B., Lall U. An event synchronization method to link heavy rainfall events and large-scale atmospheric circulation features // Int. J. Climatol. 2018. V. 38. № 3. P. 1421–1437.
Doswell C.A., Brooks H.E., Maddox R.A. Flash flood forecasting: An ingredients-based methodology // Weather and forecasting. 1996. V. 11. № 4. P. 560–581.
Grieser J. Convection parameters // Selbstverl. 2012. 22 p.
Han J.Y., Baik J.J., Lee H. Urban impacts on precipitation // Asia-Pacific J. Atmospheric Sci. 2014. V. 50. № 1. P. 17–30.
Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 global reanalysis // Quarterly J. Royal Meteorol. Soci. 2020. V. 146. № 730. P. 1999–2049.
Huber-Pock F., Kress C. An operational model of objective frontal analysis based on ECMWF products // Meteorol. Atmospheric Phys. 1989. V. 40. № 4. P. 170–180.
Khain A.P. Notes on state-of-the-art investigations of aerosol effects on precipitation: a critical review // Environ. Res. Let. 2009. V. 4. №. 1. P. 015004.
Liu J., Niyogi D. Meta-analysis of urbanization impact on rainfall modification // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 1–14.
Markowski P., Richardson Y. Mesoscale meteorology in midlatitudes. Ghichester: Wiley-Blackwell., 2010. 407 p.
Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A. Urban climates. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2017. 509 p.
Pendergrass A.G., Hartmann D.L. Changes in the distribution of rain frequency and intensity in response to global warming // J. Climate. 2014. V. 27. № 22. P. 8372–8383.
Riemann-Campe K., Fraedrich K., Lunkeit F. Global climatology of convective available potential energy (CAPE) and convective inhibition (CIN) in ERA-40 reanalysis // Atmospheric Res. 2009. V. 93. № 1–3. P. 534–545.
Rozoff C.M., Cotton W.R., Adegoke J.O. Simulation of St. Louis, Missouri, land use impacts on thunderstorms // J. Applied Meteorol. 2003. V. 42. № 6. P. 716–738.
Shepherd J.M., Stallins J.A., Jin M.L., Mote T.L. Urbanization: Impacts on clouds, precipitation, and lightning // Urban Ecosystem Ecol. 2010. V. 55. P. 1–28.
Tumanov S., Stan-Sion A., Lupu A., Soci C., Oprea C. Influences of the city of Bucharest on weather and climate parameters // Atmospheric Environ. 1999. V. 33. № 24–25. P. 4173–4183.
Varentsov M., Wouters H., Platonov V., Konstantinov P. Megacity-Induced Mesoclimatic Effects in the Lower Atmosphere: A Modeling Study for Multiple Summers over Moscow, Russia // Atmosphere. 2018. V. 9. № 2. P. 50.
Woollings T., Hannachi A., Hoskins B. Variability of the North Atlantic eddy-driven jet stream // Quarterly J. the Royal Meteorol. Soc. 2010. V. 136. № 649. P. 856–868.