Upload
daisy-ilene-mitchell
View
253
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Eesti kliima muutused viimastel aastakümnetel ja nende seosed muutustega suuremõõtmelises
atmosfääri tsirkulatsioonis
Jaak Jaagus
Tartu ülikooli geograafia osakond
EGS 55 9. detsembril 2010
Sisukord
• Üldised mõtted kliimast ja selle muutumisest• Atmosfäär kui omavõnkumiste süsteemide
kogum, atmosfääri kaugseosed• ENSO nähtus kui tüüpiline omavõnkesüsteem• Kaugseoste mustrid Põhjapoolkeral• Põhja-Atlandi ja Arktika ostsillatsioonid ning
nende seosed tsirkulatsiooniga stratosfääris• Kliima muutused stratosfääris• Tsirkulatsiooni mõju Eesti kliima kõikumistele• Eesti kliima muutused erinevas ajavahemikus
Üldised mõtted kliimast ja selle muutumisest
• Kliima on oma olemuselt väga muutlik looduse komponent. Ta on pidevat muutunud minevikus, muutub kaasajal ja kindlasti ka tulevikus.
• Teadmised kliimast on selgelt ebapiisavad põhjalikumate järelduste ja täpsete ennustuste tegemiseks. Sellealased seisukohad võivad lähiaastatel oluliselt muutuda.
Atmosfäär kui omavõnkumiste süsteemide kogum
• Atmosfääris toimuvad pidevalt selle sisemised kõikumised (õhurõhk, õhutemperatuur jt.), mis on nii perioodilised kui ka mitteperioodilised
• Kaugseos (teleconnection) – sünkroonsete ilmastiku, eelkõige õhurõhu anomaaliate esinemine kaugel (mitutuhat km) asetsevate piirkondade vahel
• Omavõnkesüsteem – üks kaugseose muster
Atmosfäär kui omavõnkumiste süsteemide kogum
• Atmosfääri tsirkulatsiooni võnkumised erinevas ajavahemikus alates päevadest kuni sajanditeni
• Esimest korda avastas kaugseose Sir Gilbert Walker 19. saj. lõpus – lõunaostsillatsioonid (õhurõhu vastasmärgilised kõikumised Põhja-Austraalia ja Tahiti vahel)
• Madden-Julian Oscillation – troopilise atmosfääri suurim sesoonne kõikumine Vaikses ja India ookeanis – 30-60 päevaga läänest itta liikuvad saju- ja põua-alad
ENSO indeksi aegrida 1950-2010
A Hovmöller diagram of the 5-day running mean of outgoing longwave radiation showing the MJO. Time increases from top to bottom in the figure, so contours that are oriented from upper-left to lower-right represent movement from west to east
ENSO = El Niño/Southern Oscillation• Kvaasiperioodiline atmosfääri ja ookeani
omavõnkesüsteem Vaikse ookeani troopilistel laiustel lõunapoolkeral
• El Niño – soe faas, Austraalia kohal rõhk kõrgem, Tahitil madalam, lõunapassaathoovus nõrgeneb, ekvatoriaalne vastuhoovus tugevneb
• La Niña (El Viejo) – külm faas, Austraalia kohal madalam rõhk, Tahitil kõrgem, Peruu hoovus ja Lõunapassaathoovus on eriti tugevad
La Niña, detsember 1998
Keskmine, detsember 1993
El Niño, detsember 1997
Veepinna temperatuur Vaikses Ookeanis 31. mail 1988 (La Niña) ja 13. mail 1992 (El Niño)
Põhjapoolkera kaugseose mustrid(Barnston, Livezey, 1987)
• Teostati õhurõhuväljade (kuude andmed) peakomponentanalüüs
• Defineeriti iga kuu jaoks peamised kaugseose mustrid (teleconnection patterns) ehk omavõnkesüsteemid
• Hilisema töötluse tulemusena on eristatud 2 mustrit Põhja-Atlandil, 3 mustrit Euraasia kohal ja 5 mustrit Vaikse ookeani kohal
• North Atlantic Oscillation (NAO)• East Atlantic pattern (EA)• East Atlantic/Western Russia pattern
(EATL/WRUS)• Scandinavian pattern (SCAND)• Polar/Eurasia pattern • West Pacific pattern (WP)• East Pacific/North Pacific pattern (EP-NP)• Pacific/North American pattern (PNA)• Tropical/Northern Hemisphere pattern (TNH)• Pacific Transition pattern (PT)
Põhja-Atlandi ostsillatsioonid (NAO)
Vastandmärgilised õhurõhu kõikumised Assoori maksimumi ja
Islandi miinimumi vahel.
Määravad ära läänevoolu tugevuse Atlandi ookeani põhjaosast Euroopa
mandrialale
NAO positiivne ja negatiivne faas
NAO indeks talvel 1822-2010
Mõõdetud NAO indeks 8. augustist 5. detsembrini 2010 ja kümne
päeva prognoos (punane)
Korrelatsioon NAO indeksi ja Tartu õhutemperatuuri vahel
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Korrelatsioon NAO indeksi ja Tartu temperatuuri vahel talvel (r = 0,79)
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
NAO index
°C
Korrelatsioon NAO indeksi ja Eesti keskmiste sademete vahel talvel (r = 0,68)
50
100
150
200
250
300
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
NAO indeks
mm
Arktika ostsillatsioon
NCEP, 26%
Korrelatsioon AO ja NAO indeksi vahel talvel, XII-III (r = 0,89)
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
-3 -2 -1 1 2 3 4
AO index
NA
O in
dex
AO positiivne ja negatiivne faas
Muutused stratosfääris (IPCC 2007. aasta aruandest)
• Osooni kontsentratsiooni vähenemine suurtel laiustel
• Õhutemperatuuri langus stratosfääris 0,3-0,5°C kümnendi kohta (1979-2004)
• Tropopausi tõusmine ca 200 m (1979-2001)• Õhutemperatuuri gradiendi suurenemine
ekvaatori ja polaaralade vahel• Polaarse õhupöörise ehk läänevoolu
tugevnemine
Troposfääri soojenemine ja stratosfääri jahenemine
Stratosfääri mõju troposfäärile
• Tugev polaarne õhupööris (läänevool) stratosfääris mõjutab sedasama ka troposfääris
• Tsirkumpolaarse läänevoolu intensiivsust väljendab Arktika ostsillatsiooni (AO) indeks
• Läänevoolu tugevnemine põhjapoolkera parasvöötmes
• Tormide tee nihkumine põhja poole 180 km võrra Põhja-Atlandil talvel (I, II, III)
Aasta keskmine õhutemperatuur Tartus tõusnud 1,3°C (1866-2009)
2
3
4
5
6
7
8
1866 1876 1886 1896 1906 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 2006
t°C
Talve õhutemperatuur Tartus tõusnud 1,7°C (1866/67-2009/10)
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
1867 1877 1887 1897 1907 1917 1927 1937 1947 1957 1967 1977 1987 1997 2007
t°C
Kevade õhutemperatuur Tartus tõusnud 2,0°C (1866-2010)
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1866 1876 1886 1896 1906 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 2006
t°C
Suve õhutemperatuur Tartus tõusnud 0,4°C (1866-2010)
13
14
15
16
17
18
19
1866 1876 1886 1896 1906 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 2006
t°C
Sügise õhutemperatuur Tartus tõusnud 0,9°C (1866-2010)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1866 1876 1886 1896 1906 1916 1926 1936 1946 1956 1966 1976 1986 1996 2006
t°C
Aastase tuuleroosi muutus trendi järgi 1966. ja 2008 a. Vilsandis
0
5
10
15
20
251
2
3
4
5
6
7
8
1966
2008
Kevade tuuleroosi muutus trendi järgi 1966. ja 2008 a. Vilsandis
0
5
10
15
20N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
1966
2008
Suve tuuleroosi muutus trendi järgi 1966. ja 2008 a. Vilsandis
0
5
10
15
20
25
30N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
1966
2008
Sügise tuuleroosi muutus trendi järgi 1966. ja 2008 a. Vilsandis
0
5
10
15
20
25N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
1966
2008
Talve tuuleroosi muutus trendi järgi 1966/67 ja 2007/08 Vilsandis
0
5
10
15
20
25N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
1967
2008
Talve tuuleroosi muutus trendi järgi 1966/67 ja 2007/08 Jõhvis
0
5
10
15
20
25
30N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
1967
2008
Talve (XII-III) sademed Tartus
0
50
100
150
200
250
300
1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008
mm
Kliima muutumiste olemus Eestis
• Minevikus (pärastjääajal) toimunud Eesti kliima muutused on peamiselt toimunud kliima kontinentaalsuse näitajate kõikumises
• Soojadel aegadel on Atlandi ookeani mõju olnud tugev, külmadel aegadel aga nõrk
• Kliima soojenedes on Eesti kliima sarnanenud lääne- ja edelapoolsemate alade kliimaga (Lõuna-Rootsi, Taani), külmematel aegadel aga ida- ja kirdepoolsemate alade kliimaga (Põhja-Venemaa)
Kliima muutumise põhjus
Tsüklonaalse tegevuse aktiviseerumine külmal poolaastal
on põhjustatud muutustest atmosfääri tsirkulatsioonis. Tugevnenud on tsonaalne
tsirkulatsioon ehk läänevool, mis kannab sooja ja niisket õhku
Atlandi ookeani kohalt kaugele Euraasia mandri siseossa.
Prognoos
• NAO indeks määrab suuresti ära talvise ilma iseloomu
• Viimase kümnekonna aasta jooksul on NAO indeksile omane kahanemise tendents (on muutunud rohkem negatiivseks)
• Järgnevatel aastatel on oodata NAO negatiivse faasi domineerimist, mis tähendab Atlandi mõju vähesust, pigem keskmisest külmemat kui soojemat talve