Климатологи исследовали эволюцию полярных вихрей за последние 85 лет
05.11.2026
Наша планета напоминает климатический театр боевых действий, где две самые "горячие точки" — это холодные Арктика и Антарктика. Именно на этих фронтах формируются мощные стратосферные вихри, динамика которых напрямую влияет на температуру стратосферы, содержание озона, а также на погоду и климат высоких широт. Ученые из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск) исследовали эволюцию этих вихрей за последние 85 лет, выявив значительное увеличение продолжительности существования антарктического полярного вихря вплоть до летних месяцев, а также усиление изменчивости арктического вихря.
"Полярные вихри — это гигантские циклональные потоки воздуха, формирующиеся осенью над Северным и Южным полушариями под действием температурного градиента между тропиками и полюсом, которые, подобно барьеру, изолируют атмосферу внутри себя от внешних масс. Внутри вихря зимой температура резко падает, что приводит к образованию полярных стратосферных облаков, представляющих собой переохлажденную жидкость или кристаллики льда — поверхности для протекания гетерогенных реакций с высвобождением молекулярного хлора. С появлением солнечного излучения над полярным регионом запускается хлорный цикл разрушения озона, что впоследствии приводит к формированию крупных озоновых дыр Антарктики и аномалий Арктики", — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории физики средней атмосферы ИМКЭС СО РАН доктор физико-математических наук Екатерина Сергеевна Савельева.
Основным инструментом ученых для анализа динамики полярных вихрей стала глобальная база данных реанализа ERA5. Она содержит сведения о температуре, ветре, давлении и других параметрах атмосферы с 1940 по 2026 год, объединяя спутниковые наблюдения, наземные измерения и данные метеозондов.
Анализ этих данных показал, что в Антарктике наблюдается устойчивое усиление полярного вихря и значительное увеличение его продолжительности — не до конца весны, как это бывало раньше, а вплоть до конца декабря, первого летнего месяца в Южном полушарии. Следует отметить, что чем сильнее и стабильнее вихрь, тем дольше сохраняется низкая температура внутри него: именно это способствует формированию крупных озоновых дыр. Кроме этого, увеличившаяся активность вихря влияет на южную кольцевую моду (режим атмосферной циркуляции в Южном полушарии, во многом определяющий климат Антарктики), которая усиливает циклональность в антарктической тропосфере.
Что касается Арктики, то зародившийся в конце осени полярный вихрь обычно существует около полугода, до начала-середины весны. Однако его поведение всё чаще становится сложно предугадать. Как пояснила Екатерина Савельева, выросшая изменчивость арктического вихря проявляется в том, что он стал чаще смещаться, расщепляться (в этом случае появляются два независимых друг от друга центра холода) или даже полностью разрушаться посреди зимы. Так, смещение арктического вихря вызывает резкие похолодания в средних широтах. Пример этому — случаи внезапного замерзания Ниагарского водопада.
Изменчивость полярного вихря находится в сложной взаимосвязи с процессами сокращения площади морского льда. Его разрушение ускоряет таяние льдов, а это, в свою очередь, ведет к повышению температуры и усилению планетарных волн Россби (крупномасштабных волнообразных движений, которые возникают в атмосфере и океанах из-за вращения нашей планеты), еще больше нарушающих стабильность арктического полярного вихря.
На полярные вихри влияет целый ряд природных явлений. Извержения вулканов нагревают тропическую и субтропическую стратосферу, увеличивая разницу температур воздуха между экватором и полюсом и усиливая сами вихри. Из-за этого в Арктике в годы крупных извержений формируются более масштабные озоновые аномалии.
Согласно проанализированным за 85 лет данным, оказалось, что период с 1940 по 1959 год характеризовался наименьшей активностью обоих вихрей. В последние годы количество выраженных аномалий еще больше увеличилось. В 2019 году наблюдалось заметное ослабление арктического и антарктического полярных вихрей, что привело к одному из самых сильных внезапных стратосферных потеплений в Антарктике. В 2020 году вихри, напротив, стали одними из самых сильных за весь предшествующий период.
"Мы выявили увеличение устойчивости и продолжительности существования антарктического вихря и нарастание изменчивости арктического; можно ожидать, что в дальнейшем эти тенденции будут только нарастать. Убежден, что впереди ученых ждет изучение большого числа интересных явлений", — подвел итог заведующий лабораторией физики средней атмосферы ИМКЭС СО РАН член-корреспондент РАН Владимир Владимирович Зуев.
Исследования выполняются при поддержке РНФ (проект № 23-17-00273-П).
Автор: Ольга Булгакова, пресс-служба ТНЦ СО РАН
Источник: Наука в Сибири
"Полярные вихри — это гигантские циклональные потоки воздуха, формирующиеся осенью над Северным и Южным полушариями под действием температурного градиента между тропиками и полюсом, которые, подобно барьеру, изолируют атмосферу внутри себя от внешних масс. Внутри вихря зимой температура резко падает, что приводит к образованию полярных стратосферных облаков, представляющих собой переохлажденную жидкость или кристаллики льда — поверхности для протекания гетерогенных реакций с высвобождением молекулярного хлора. С появлением солнечного излучения над полярным регионом запускается хлорный цикл разрушения озона, что впоследствии приводит к формированию крупных озоновых дыр Антарктики и аномалий Арктики", — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории физики средней атмосферы ИМКЭС СО РАН доктор физико-математических наук Екатерина Сергеевна Савельева.
Основным инструментом ученых для анализа динамики полярных вихрей стала глобальная база данных реанализа ERA5. Она содержит сведения о температуре, ветре, давлении и других параметрах атмосферы с 1940 по 2026 год, объединяя спутниковые наблюдения, наземные измерения и данные метеозондов.
Анализ этих данных показал, что в Антарктике наблюдается устойчивое усиление полярного вихря и значительное увеличение его продолжительности — не до конца весны, как это бывало раньше, а вплоть до конца декабря, первого летнего месяца в Южном полушарии. Следует отметить, что чем сильнее и стабильнее вихрь, тем дольше сохраняется низкая температура внутри него: именно это способствует формированию крупных озоновых дыр. Кроме этого, увеличившаяся активность вихря влияет на южную кольцевую моду (режим атмосферной циркуляции в Южном полушарии, во многом определяющий климат Антарктики), которая усиливает циклональность в антарктической тропосфере.
Что касается Арктики, то зародившийся в конце осени полярный вихрь обычно существует около полугода, до начала-середины весны. Однако его поведение всё чаще становится сложно предугадать. Как пояснила Екатерина Савельева, выросшая изменчивость арктического вихря проявляется в том, что он стал чаще смещаться, расщепляться (в этом случае появляются два независимых друг от друга центра холода) или даже полностью разрушаться посреди зимы. Так, смещение арктического вихря вызывает резкие похолодания в средних широтах. Пример этому — случаи внезапного замерзания Ниагарского водопада.
Изменчивость полярного вихря находится в сложной взаимосвязи с процессами сокращения площади морского льда. Его разрушение ускоряет таяние льдов, а это, в свою очередь, ведет к повышению температуры и усилению планетарных волн Россби (крупномасштабных волнообразных движений, которые возникают в атмосфере и океанах из-за вращения нашей планеты), еще больше нарушающих стабильность арктического полярного вихря.
На полярные вихри влияет целый ряд природных явлений. Извержения вулканов нагревают тропическую и субтропическую стратосферу, увеличивая разницу температур воздуха между экватором и полюсом и усиливая сами вихри. Из-за этого в Арктике в годы крупных извержений формируются более масштабные озоновые аномалии.
Согласно проанализированным за 85 лет данным, оказалось, что период с 1940 по 1959 год характеризовался наименьшей активностью обоих вихрей. В последние годы количество выраженных аномалий еще больше увеличилось. В 2019 году наблюдалось заметное ослабление арктического и антарктического полярных вихрей, что привело к одному из самых сильных внезапных стратосферных потеплений в Антарктике. В 2020 году вихри, напротив, стали одними из самых сильных за весь предшествующий период.
"Мы выявили увеличение устойчивости и продолжительности существования антарктического вихря и нарастание изменчивости арктического; можно ожидать, что в дальнейшем эти тенденции будут только нарастать. Убежден, что впереди ученых ждет изучение большого числа интересных явлений", — подвел итог заведующий лабораторией физики средней атмосферы ИМКЭС СО РАН член-корреспондент РАН Владимир Владимирович Зуев.
Исследования выполняются при поддержке РНФ (проект № 23-17-00273-П).
Автор: Ольга Булгакова, пресс-служба ТНЦ СО РАН
Источник: Наука в Сибири