Динамика внетропической тропопаузы Северного полушария тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, доктор физико-математических наук Иванова, Анна Рудольфовна

• Иванова, Анна Рудольфовна
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Иванова, Анна Рудольфовна

ОСО Общее содержание озона

ОЦА Общая циркуляция атмосферы

ПВ Потенциальный вихрь

пвэ Потенциальный'вихрь Эртеля

ПКО Приземные концентрации озона

ПЛАВ Полулагранжева модель атмосферы

СНС Самая нижняя стратосфера

спв Средний потенциальный вихрь

ст Струйное течение

сто Стратосферно-тропосферный обмен

стп Стратосферно-тропосферный перенос

РАН Российская Академия Наук

теп Тропосферно-стратосферный перенос

AMV Atmospheric Motion Vector

CARIBIC Civil Aircraft for Regular Investigation of the Atmosphere Based

on an Instrument Container

CSRT Clear-sky radiation temperature

ERA-15 European Reanalysis 1979-1993

ERA-40 European Reanalysis 1957-2002

ESTL Extratropical stability transition layer

GPS Global Positioning System

ICAO International Civil Aviation Organization

IGRA Integrated Global Radiosonde Archive

MOZAIC Measurement of Ozone and Water Vapor by Airbus In-Service

Aircraft

NCAR National Center for Atmospheric Research

NCEP National Center for Environmental Prediction

NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration

ОМІ Ozone Monitoring Instrument

POLARIS Photochemistry of Ozone Loss in the Arctic Region in Summer

PV Potential vorticity

RH Relative humidity

RVSM 3 Reduced Vertical Separation Minimum

SH Specific humidity

SPURT Spurenstofftransport in der Tropopausenregion

STACCATO Stratosphere-Troposphere Exchange in a Changing Climate on

Atmospheric Transport and Oxidation Capacity

SWH Significant weather at high levels

SWM Significant weather at medium levels

TIL Tropopause inversion layer

TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer

TROICA TRanscontinental Observations Into the Chemistry of the

Atmosphere

UKMO United Kingdom Met Office

UTLS upper troposphere-lowermost stratosphere

WMO World Meteorological Organization

wv Water vapor

СОДЕРЖАНИЕ

Список аббревиатур и условных сокращений

Введение

1. Тропопауза как поверхность раздела и ее деформация

1.1. Существующие концепции тропопаузы

1.2. Деформация тропопаузы в зонах атмосферных фронтов

1.2.1 История вопроса

1.2.2 Общие сведения о наклоне тропопаузы

1.2.3 Способ расчета наклона тропопаузы

1.2.4 Оценка погрешности расчета угла наклона тропопаузы

1.2.5 Расчет величины угла наклона тропопаузы по данным 45 реанализа

1.2.6 Исследование влияния горизонтального разрешения данных на 50 расчет величины наклона тропопаузы

1.3. Основные выводы

2.Участие тропопаузы в процессах стратосферно-тропосферного 58 обмена

2.1. Концепции стратосферно-тропосферного обмена (СТО)

2.1.1 Количественные оценки и временные масштабы СТО

2.1.2 Регион верхняя тропосфера — самая нижняя стратосфера

2.2 Внетропический СТО

2.2.1 Структура внетропического СТО

2.2.2 Особенности глубоких стратосферных вторжений

2.3 Стратосферные вторжения в поле радиоактивности

2.3.1 Используемые диагностики

2.3.2 Основные типы стратосферных вторжений

2.4. Стратосферные вторжения в поле приземных концентраций 85 озона

2.4.1 Озон как стратосферный трассер

2.4.2 Волны холода и их сигнатура в озоновых данных 87 Кисловодской высокогорной научной станции

2.4.2.1 Данные и диагностики

2.4.2.2 Наблюдения ПКО

2.4.2.3 Топография тропопаузы 90 2.4.2.4. Приземные фронты

2.4.2.5 Струйные течения

2.4.2.6 Вертикальные разрезы

2.4.2.7 Траектории

2.4.2.8 Особенности стратосферных вторжений над КВНС

2.4.3 Исследование возможного влияния стратосферных вторжений 101 на изменчивость приземных концентраций озона на станции

Ловозеро

2.4.3.1. Краткое описание данных

2.4.3.2 Статистические характеристики динамической тропопаузы 102 над станцией Ловозеро

2.4.3.3 Сигнатура ПКО при деформации тропопаузы над станцией 103 Ловозеро

2.4.3.4 Примеры увеличения ПКО за счет стратосферного влияния

2.4.4 Влияние стратосферных вторжений на ПКО в период 110 эксперимента TROICA

2.5 Основные выводы

3. Тропопауза и общее содержание озона

3.1 Основные сведения о связи тропопаузы и общего содержания 119 озона (ОСО)

3.2 Динамика тропопаузы в случаях резкого изменения общего 126 содержания озона

3.2.1 Постановка задачи

3.2.2 Динамика междусуточных изменений озона в умеренных 130 широтах Северного полушария в 2009 г.

3.2.2.1 Сезонные и широтные особенности резких изменений ОСО

3.2.2.2 Анализ эпизодов резкого увеличения ОСО

3.2.2.3 Анализ эпизодов резкого уменьшения ОСО

3.3. Основные выводы

4. Тропопауза в полярных широтах

4.1 Постановка задачи и использованные данные

4.2 Исследование тропопаузы на станции Барроу

4.2.1 Количественные оценки характеристик тропопаузы на станции 154 Барроу

4.2.2 Изменения характеристик тропопаузы на станции Барроу в 163 период 1990-2007 гг.

4.3 Характеристики арктической тропопаузы в 1990-2007 гг

4.3.1 Высота тропопаузы

4.3.2 Давление на уровне тропопаузы

4.3.3 Температура на уровне тропопаузы

4.3.4 Влажность на уровне тропопаузы

4.3.5 Ветер на уровне тропопаузы

4.3.6 Контрастность тропопаузы

4.4. Основные выводы

5. Энергообмен между движениями различных масштабов в слое 192 тропопаузы

5.1 История вопроса

5.2 Процессы блокирования как проявление обрушения волн Россби 196 на тропопаузе

5.2.1 Критерии блокирования

5.2.2 Энергообмен в слое тропопаузы как возможная причина 202 поддержания атмосферных блокингов

5.3 Анализ процесса блокирования лета 2010 г. в сравнении с 203 другими случаями блокирующих антициклонов над ЕТР

5.3.1 Случай летнего блокирования 2010 г

5.3.2 Сравнительный анализ ситуаций блокирования в 2010, 2002 и 211 2007 гг.

5.3.3 Анализ энергообмена между крупномасштабными 215 движениями и движениями синоптического масштаба с точки

зрения теорем о неускорении

5.4 Основные выводы

6. Воспроизведение тропопаузы в численных моделях прогноза 223 погоды и ее связь с осадками и струйными течениями

6.1 Прогноз характеристик тропопаузы для авиации

6.1.1 Тропопауза как компонент карты особых явлений для авиации

6.1.2 Краткая история развития методов прогноза тропопаузы

6.1.3 Основные требования к точности прогноза характеристик 229 тропопаузы

6.1.4 Изменение порядка вертикального эшелонирования 230 воздушных судов

6.2 Успешность современных прогнозов характеристик тропопаузы

6.2.1 Используемые данные

6.2.2 Оценка качества прогноза характеристик тропопаузы в 234 численных моделях с позиций разных представлений тропопаузы

6.3 Численные эксперименты по усовершенствованию

воспроизведения топографии тропопаузы в глобальной полулагранжевой модели

6.4 Тропопауза как возможный предиктор осадков 244 6.4.. Общие сведения о связи тропопаузы и осадков

6.4.2 Прогностическая значимость высоты тропопаузы как 246 предиктора осадков

6.4.3 Генерация осадков в полулагранжевой модели атмосферы в 251 зависимости от топографии тропопаузы

6.5 Тропопауза и струйные течения

6.5.1 Взаимное расположение тропопаузы и струйного течения

6.5.2 Наклоны тропопаузы в зонах струйных течений

6.5.3 Особенности прогноза высоты тропопаузы и струйных 258 течений в модели ПЛАВ

6.5.4 Современные требования к представлению информации о 263 струйных течений на картах

6.6 Основные выводы

Заключение

Список публикаций по теме диссертации

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика внетропической тропопаузы Северного полушария»

ВВЕДЕНИЕ

Тропопауза - важный объект метеорологии. Она разделяет стратосферу и тропосферу, то есть два основных слоя атмосферы с существенно различающимися динамическим, химическим^ и радиационным режимами (НоНоп et а!,. 1995). Тропосфера — самая плотная часть земной атмосферы, которая содержит почти весь атмосферный водяной пар (99%), облака и осадки. Практически- все погодные феномены, связанные с облачностью, сосредоточены в тропосфере. Вертикальное распределение температуры характеризуется! общим падением температуры с высотой, хотя нередки и температурные инверсии. Тропосфера представляет собой' слой активного перемешивания, -для которого характерны интенсивные вертикальные движениями.

Тропопауза, являющаяся «крышкой» тропосферы, может одновременно рассматриваться как нижняя граница большого инверсионного слоя, то есть стратосферы.

Стратосфера — второй главный слой атмосферы. Он простирается до стратопаузы, расположенной на высоте примерно 50 км, где вертикальный градиент температуры меняет знак. Так как температура воздуха в стратосфере увеличивается с высотой, это подавляет конвекцию и создает стабилизирующее влияние, ограничивая турбулентность тропосферой. Из-за очень низкого содержания водяного пара в стратосфере главную роль в регулировании температурного режима этого слоя играет озон. Температура здесь увеличивается (с увеличением концентрации озона до высот 20-25 км - Перов, Хргиан, 1974). Поглощение молекулами озона ультрафиолетовой радиации в диапазоне длин волн 200-300 нм приводит к нагреванию стратосферы. Одним из многочисленных определений тропопаузы, отражающим физический смысл, является следующее: это граница между конвективно-управляемым

слоем и вышележащим слоем радиационного равновесия (Thuburn & Craig, 2000).

Основным отличием стратосферного химического состава от тропосферного является процентное содержание озона и водяного пара. Поскольку вертикальный температурный* градиент в стратосфере препятствует вертикальному перемешиванию, в противоположность тропосфере, в переходном слое между тропосферой и- стратосферой» обычно- имеют место резкие изменения вертикального градиента концентраций различных химических компонентов (прежде всего озона и водяного пара).

В' целом вариации высоты тропопаузы определяются широтой (в тропиках она- выше и» холоднее, у полюса ниже и теплее), наличием

синоптических систем (низкая тропопауза имеет место в холодных ложбинах,

/

высокая - в теплых гребнях). Колебания высоты тропопаузы происходят в довольно широком диапазоне временных масштабов — от нескольких часов до нескольких лет (квазидвухлетняя-цикличность).

В классической монографии З.М. Маховера (Маховер, 1983), вышедшей в начале 1980-х годов, впервые в систематизированном виде были изложены основные сведения о тропопаузе, определяемой по значению вертикального градиента температуры (WMO, 1957). Результаты этой работы основывались преимущественно- на материалах аэрологического зондирования атмосферы. Главным достижением* явилось климатологическое обобщение характеристик тропопаузы над земным шаром и описание особенностей ее строения и изменчивости в различных географических зонах.

В последние десятилетия в связи с бурным развитием численного моделирования погоды и климата, спутниковых наблюдений и средств дистанционного зондирования атмосферы, а таюке методов изэнтропического и изэртелического (Morgan & Nielsen-Gammon, 1998) анализа появились новые концепции тропопаузы и новые возможности ее исследования.

Изучение тропопаузы является актуальным во многих отношениях. Динамическая, химическая и радиационная связи между стратосферой и тропосферой представляют огромную* важность, так как даже слабые изменения в обмениваемом количестве влаги и химических составляющих могут привести к существенным изменениям« в глобальном климате (Holton, 1995; Hoinka, 1998). Такой обмен влияет на содержание стратосферного озона, тропосферное загрязнение и- глобальное потепление- (Ratnam et al, 2006). Поскольку тропопауза играет ключевую роль,в,обмене между тропосферой и стратосферой, необходимы точные знания ее пространственной и временной структуры.

Данная работа сфокусирована на исследовании динамики внетропической тропопаузы. Граница между тропопаузой в тропиках и в умеренных широтах проходит по оси субтропического струйного течения, где в классическом представлении тропопауза, определяемая по вертикальному градиенту температуры, терпит разрыв, а в рамках динамической концепции — испытывает значительный наклон (Luce et al, 2002). Если в тропиках положение тропопаузы определяется в основном радиационными процессами, что обеспечивает ее относительную стабильность, по крайней мере, на коротких временных масштабах, то высота внетропической тропопаузы подвержена значительной изменчивости. Деформация тропопаузы ответственна за случаи глубокого необратимого переноса из стратосферы в тропосферу (стратосферные вторжения).

Положение внетропической тропопаузы может регулироваться как бароклинными вихрями (Harnic & Lindzen, 1998; Son et al, 2007; Smy & Scott; 2009), так и стационарными волнами (Bordi et al 2004). Vallis & Zurita-Gotor (2011) определили внетропическую тропосферу как бароклинный пограничный слой, вертикальное распространение которого- определяется динамикой бароклинных вихрей и неадиабатическими эффектами.

Колебания высоты тропопаузы связаны с погодообразующими процессами во внетропических широтах, так как они сопровождаются' развитием вертикальных движений в тропосфере (Koshyk & Cho, 1994). Через тропопаузу происходит не только материальный, но и энергетический обмен, между тропосферой,и стратосферой. Особую роль в этом играют волны Россби, которые могут распространяться через тропопаузу и оказывать влияние как на стратосферную, так и тропосферную^ циркуляции {Randel & Newmann, 1998; Haynes et al, 1999).

Отметим также, что большинство дальних авиарейсов осуществляется на высотах от 9 до 12 км - в слое наиболее вероятного положения тропопаузы в умеренных широтах. Прогноз высоты и температуры на этом уровне является составной частью краткосрочного прогноза, необходимого для метеорологического обеспечения авиации, что диктует необходимость точного воспроизведения тропопаузы.в численных моделях прогноза погоды.

Цель работы — представить концепцию пространственно-временной изменчивости- топографии внетропической тропопаузы как фактора, отражающего динамику погодообразующего слоя атмосферы в целом. В ходе исследования были решены следующие основные задачи:

- исследование процессов деформации внетропической тропопаузы с использованием концепции, динамической тропопаузы (представляющей последнюю как поверхность равных значений вертикальной составляющей потенциального- вихря Эртеля) в случаях глубокого стратосферно-тропосферного переноса;

- разработка и применение метода количественной оценки степени деформации тропопаузы;

- изучение процессов деформации тропопаузы в связи с резкими изменениями общего содержания озона;

- исследование характеристик тропопаузы как возможного индикатора климатических изменений в полярных широтах;

- оценка энергообмена движений различных масштабов в слое тропопаузы при обрушении волн Россби, отмечающем процессы блокирования в умеренных широтах;

исследование и реализация возможностей улучшения краткосрочного прогноза характеристик тропопаузы на основе выходной продукции численных моделей прогноза погоды.

Новизна научных результатов определяется тем, что .

- предложенный автором метод количественной оценки деформации тропопаузы впервые позволил оценить изменчивость топографии тропопаузы в процессах интенсивного стратосферно-тропосферного обмена;

- впервые исследована взаимосвязь изменений высоты тропопаузы и резких изменений общего содержания озона по синхронизированным данным;

- обнаружена тенденция увеличения- контрастности тропопаузы в Арктике в период 1990-2007 гг. и произведена оценка стратосферного и тропосферного вкладов в эту тенденцию;

- впервые при анализе эпизодов блокирования обнаружена передача энергии в слое тропопаузы и над ней от крупномасштабных (блокирующий антициклон) к синоптическим масштабам движений.

Практическая значимость работы состоит в получении детальных количественных характеристик топографии тропопаузы и ее эволюции в единстве с динамикой атмосферы средних широт, что имеет важное значение для практических задач:

- метеорологического обеспечения авиации (обнаружение зависимости точности прогноза от широты, оценка времени нахождения воздушного судна в опасных условиях резкой деформации тропопаузы);

выявления модельных факторов, обеспечивающих корректное воспроизведение топографии тропопаузы и в целом полей температуры и ветра в верхней тропосфере и нижней стратосфере численными моделями прогноза

погоды; практически значимое повышение качества прогноза высоты тропопаузы в оперативной глобальной полулагранжевой модели атмосферы;

- исследования и прогноза стратосферных вторжений, переноса в тропосферу стратосферных примесей (радиоактивные частицы, озон);

- исследования процессов атмосферного блокирования, вызывающих аномально жаркую и сухую погоду (лето 2010 г.); обнаруженные особенности энергообмена в слое тропопаузы могут быть индикатором таких процессов.

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения:

В первой главе дан обзор понятий тропопаузы и ее деформации во внетропических широтах в областях высотных фронтальных зон. Предложен метод расчета количественной характеристики деформации тропопаузы как угла» наклона изэртелической поверхности к плоскости, касательной к поверхности Земли в данной точке. Исследована зависимость величины наклона от выбора изэртелической поверхности, аппроксимирующей динамическую тропопаузу, географической, широты, сезона, разрешения данных, по которым производятся расчеты. Произведена оценка погрешности предлагаемого метода.

Во второй главе приводится обзор литературы, относящейсяч к проблеме стратосферно-тропосферного (СТО) обмена массой и химическими составляющими. Исследованы случаи глубокого проникновения стратосферного воздуха в тропосферу, отмеченные регистрацией стратосферных трассеров в приземном воздухе, таких как изотоп бериллия-7, суммарная бета-активность и озон. Произведена типизация процессов глубокого СТО. Показано, что все эти случаи сопровождались резкой деформацией тропопаузы, за исключением эпизодов, связанных с глубокой конвекцией в летний период. По данным регистрации приземных концентраций озона описаны особенности проникновения стратосферного воздуха в тропосферу в различных районах.

В третьей главе на основании спутниковых данных об общем содержании озона (ОСО) исследована динамика тропопаузы и произведен расчет характеристик ее деформации для случаев резких междусуточных изменений ОСО в умеренных широтах Северного полушария на базе специально созданной выборки синхронизированных данных.

В четвертой* главе по данным радиозондирования^ 8 станций в полярной зоне Северного полушария; исследована изменчивость характеристик тропопаузы за период 1990-2007 гг. (высота, тропопаузы, давление, температура, влажность, скорость ветра на уровне тропопаузы, контрастность тропопаузы) и показана их связь с климатическими изменениями в тропосфере и стратосфере.

В пятой главе изучены эпизоды атмосферного блокирования над европейской Россией как проявление процесса обрушения волн Россби на тропопаузе, произведен анализ энергообмена между крупномасштабными движениями и движениями синоптических масштабов с точки зрения теорем о-неускорении.

В шестой главе изучается воспроизведение тропопаузы в глобальных численных моделях прогнозы погоды, анализируются результаты численных экспериментов, направленных на улучшение качества краткосрочного прогноза тропопаузы как составной части карты особых явлений для авиации. Исследована связь между положением тропопаузы и струйных течений, а также способность тропопаузы быть индикатором атмосферных осадков.

В заключении сформулированы основные выводы диссертации.

Диссертация представляет собой результат завершенных исследований в рамках ведомственных НИОКР: «Моделирование региональных процессов и развитие методов прогноза неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений» (2004), «Развитие и модернизация расчета прогностической карты особых явлений на верхних уровнях для обеспечения авиации» (2005), «Разработка и внедрение новых численных методов прогноза

опасных явлений погоды в целях построения карт особых явлений погоды среднего и низкого уровней» (2006), «Совершенствование методов и технологий-прогнозов по аэродрому и на воздушных трассах» (2007); проектов РФФИ: «Исследование вклада стратосферных радионуклидов> в радиоактивное загрязнение приземного слоя, воздуха» (98-05-64743-а), «Исследование мезомасштабной структуры динамического вынуждения вертикальных движений- 'в тропосфере и нижней стратосфере с помощью численного моделирования и диагностических расчетов» (04-05-64646-а), «Воспроизведение особенностей топографии-тропопаузы,и структуры областей максимального ветра в усовершенствованной полулагранжевой модели атмосферы» (08-05-13570-офи_ц); проекта INTAS (01-0016): «Spatial and temporal variations of troposheric ozone and precursors over Russia».

Апробация работы., Основные результаты диссертации были представлены на следующих российских и международных конференциях и совещаниях:

- VI международной конференции по изучению глобальной атмосферной химии (проект IGAC) (Болонья:, Италия, 13-17 сентября 1999 г.),

- Международной конференции- «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях» (Москва, 24-26 апреля 2000 г.),

Всероссийской научной конференции «Проблемы и перспективы гидрометеорологических прогнозов»-(Москва, 17-20 января 2000 г.),

- на III и V конференциях памяти Плиния по средиземноморским циклонам (Байя Сардиния, Италия, 1-3 октября 2001 г.; Аяччо, Корсика, Франция, 1-3' октября 2003 г.),

- Международном совещании по проекту изучения тропосферного озона TOR-2, (Москва, 8-12 сентября 2002 г.),

- Четырехгодичном симпозиуме по озону (Кос, Греция, 1-8 июня 2004 г.),

- Международной конференции по авиационной и спутниковой метеорологии (Санкт-Петербург, 7-10 октября 2008 г.),

- Всероссийском совещании по проблеме состояния воздушного бассейна г. Москвы и Европейской территории России в экстремальных погодных условиях лета 2010 года (25 ноября 2010 г.),

Всероссийской конференции «Михаил Арамаисович Петросянц и современные проблемы метеорологии и климатологии» (Москва, 17-18 ноября 2009 г.),

- Генеральных Ассамблеях Европейского общества наук о Земле в 2004 и 2011 гг.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается

i

корректностью постановки рассматриваемых задач и методов их решения; хорошим соответствием полученных расчетных результатов независимым спутниковым наблюдениям; сопоставлением полученных выводов с работами отечественных и зарубежных исследователей.

Личный вклад автора. Главы 1, 3, 4 написаны по результатам, полученным диссертантом лично. В основе глав 2, 5, 6 лежат работы, выполненные в соавторстве. Однако основные теоретические и методические результаты обобщены непосредственно диссертантом.

Благодарность. Автор благодарит всех своих соавторов, прежде всего профессора, доктора физико-математических наук Н.П. Шакину, E.H. Скриптунову, кандидата географических наук H.H. Кузнецову, доктора физико-математических наук М.А. Толстых, H.H. Богаевскую и весь коллектив Отдела авиационной метеорологии Гидрометцентра России.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Иванова, Анна Рудольфовна

6.6 Основные выводы

В данной главе представлен обзор современного состояния прогнозирования тропопаузы в целях авиационного прогноза глобальными численными моделями прогноза погоды. На базе 1ЖМО (базовой модели Всемирного центра зональных прогнозов Лондон) показано преимущество прогноза тропопаузы в рамках динамической концепции. Проведенные эксперименты с моделью ПЛАВ по улучшению вертикального разрешения и настройке коэффициентов диффузии дивергенции и вихря позволили добиться значимого? (до 5-7%)' улучшения' прогноза положения* тропопаузы с позиций требований- 1САО. Исследовано влияние вертикального и горизонтального разрешения модели, а также начальных данных на воспроизведение топографии тропопаузы, особенно в зонах ее значительной деформации.

Деформация тропопаузы в области высотных фронтальных зон* позволяет предположить некоторую значимость информации о тропопаузе для разделения случаев наличия и отсутствия осадков. Однако, как показали исследования для европейской территории бывшего Союза; это справедливо только при использовании в качестве второго предиктора (помимо высоты тропопаузы) фронтального параметра для холодного сезона. Анализ повторяемостей осадков в зонах сильной деформации тропопаузы показал, что в.зимний период осадки всех градаций встречаются всего в 1.5 -2 раза чаще при низкой тропопаузе, чем'при высокой. В другие сезоны это соотношение достигает 45.5-и особенно велико для слабых осадков.

Исследование взаимного расположения оси СТ и тропопаузы в модели ПЛАВ показало, что прогноз тропопаузы наиболее успешен в областях отсутствия струйных течений; в зонах больших скоростей, там, где происходит деформация тропопаузы, ее положение предсказывается численными моделями гораздо хуже. Что касается прогноза положения оси СТ, то в. настоящее время 1САО рекомендовало его новое представление на картах обоснованное диссертантом в соавторстве с Н.П.Шакиной и др. еще в

1993 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главным объектом выполненного исследования: является внетропическая тропопауза: Северного полушария. Тропопауза, представляющая? собой: особый слой раздела тропосферы и стратосферы: (в определенных предположениях — материальную» поверхность), не является« изолированным; самостоятельным объектом; Ее топография« определяется динамическими^ процессами; охватывающими: мощный' слой тропосферы и стратосферы. Таким образом, исследование топографии тропопаузы-неразрывно связано с исследованиями динамики атмосферы в целом. Во внетропических широтах, в определенном смысле высота тропопаузы может быть, индикатором погоды. Что касается ее роли как индикатора изменений климата; то на этот счет существуют довольно противоречивые мнения; основанные' на; различных сценариях процессов, связанных с эволюцией? озонового слоя Земли.

В настоящей; работе представлен ряд новых результатов; имеющих научную; методическуюи практическую значимость.

Методический« результат работы состоит в: последовательном использовании; концепции динамической; тропопаузы (определяемой; как поверхность, равных значений потенциального; вихря? Эртеля) для? решеншг всех поставленных; в-, диссертации: задач; от анализа: стратосферных вторжений до* применения; ее- (впервые в» мировой практике) для-авиационного прогноза высоты, тропопаузы и струйных течений. Эта концепция используется, в частности, в; предложенном впервые методе расчета угла наклона тропопаузы для оценки степени ее деформации. При этом углы наклона тропопаузы, большие" 1 градуса, считаются значительными; и являются; указателем на глубокую деформацию тропопаузы. Такие случаи зафиксированы В! эпизодах • глубоких стратосферных вторжений,, а также при адвекции; тропопаузы в, системе планетарных волн.

Научные результаты лежат в русле исследований тропопаузы в процессах стратосферно-тропосферного обмена, который направлен во внетропических широтах преимущественно из стратосферы в тропосферу. Такие циркуляции возникают при интенсивных процессах фронтогенеза или фронтолиза в мощных слоях и являются механизмом восстановления баланса термического ветра. Это направление широко' использует концепцию динамической тропопаузы, определяемой как изоповерхность вертикальной составляющей потенциального1 вихря Эртеля — инварианта системы полных (примитивных)- уравнений. На основании данных радиометрической сети Росгидромета, научных станций и поезда-лаборатории Института физики атмосферы РАН' был проведен обширный анализ эпизодов регистрации составляющих стратосферного воздуха в приземном слое. Изучение

ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ ПрОЦеССОВ, СОПрОВОЖДаЮЩИХ ТаКИе ЭПИЗОДЫ, ПОЗВОЛИЛО' выявить ряд общих и специфических особенностей для разных регионов России. Типичной ситуацией для всех случаев (как правило, имевших место в холодный период) является вторжение стратосферного воздуха на тропосферные высоты: наличие глубокого минимума высоты поверхности тропопаузы, имеющего вид широкого стримера, вытянутого вдоль атмосферного фронта, либо локализованной воронки, также обычно связанной с фронтом. Чаще всего опускание тропопаузы имеет место за холодным фронтом, но иногда оно1 может быть довольно значительным и перед теплым фронтом. При этом нижняя динамическая V тропопауза, аппроксимируемая поверхностью РУ=1 руи, во всех случаях обнаруживает наклон более 1 градуса по отношению к поверхности земли (часто такие наклоны характерны и для более высоких изэртелических поверхностей 2 и 3 руи). Одновременно обнаруживается глубокое проникновение к югу холодной воздушной* массы и формирование глубокой высотной ложбины, нередко с замкнутым центром барической циркуляции. При этом струйное течение, очерчивая высотную ложбину и центр холода, описывает петлю.

Интенсивность таких стратосферных вторжений достаточна для появления всплеска радиоактивности или концентраций озона в приземном воздухе.

В летний период компоненты стратосферного воздуха могут обнаруживаться при наземных измерениях и в отсутствие складок тропопаузы, при слабой ее деформации (углы наклона менее 0.5°). Причиной^ этого может быть активная- конвекция, развивающаяся на холодных фронтах, когда кучево-дождевые, облака пробивают тропопаузу и вовлекают стратосферный материал в тропосферу из слоя зарождения нисходящего потока.

Стратосферные вторжения чаще достигают подстилающей поверхности в- горных районах. Так, анализ данных Кисловодской высокогорной научной, станции выявляет узкие холодные фронты, с быстрым прояснением в тылу облачной зоны, связанные с характерной сигнатурой «падение-всплеск» в озонометрических данных, при одновременном изменении относительной влажности от высокой (100%) к низкой (50%). Складки тропопаузы, развивающиеся на циклонической , стороне тропосферных струйных течений, в бароклинных зонах интенсивных вторжений холодного воздуха, в изучаемых случаях не слишком глубоки. Тем не менее субстратосферный воздух на высоту станции 2070 м приходит внутри «языков» или «хвостов», тянущихся из складки тропопаузы. По-видимому, они могут удаляться достаточно далеко от этой складки - на расстояние около 250 км.

Характер стратосферных вторжений оказывается существенно иным на станции Ловозеро, расположенной на равнинной части Кольского полуострова. Сильная циклоническая активность и высокая повторяемость фронтальных процессов и здесь обусловливает увеличение концентраций озона- в опускающемся с больших высот постфронтальном воздухе. Однако это происходит менее чем в 20% случаев складок тропопаузы, проходящих над станцией. Кроме того, даже при наличии выраженного опускания стратосферного воздуха в складке тропопаузы над станцией может происходить нивелирование сигнатуры «падение-всплеск» из-за стока озона, вследствие высокой влажности в течение всего года. В других ситуациях воздух, обогащенный озоном, переносится из складок тропопаузы, расположенных за сотни километров от станции, в процессе горизонтальной адвекции и влияет на сигнатуру приземной концентрации озона.

Выполнен совместный анализ синхронных значений рассчитанных высот динамической тропопаузы и измеренного общего содержания озона (ОСО) в полосе средних широт Северного полушария. Подтвержден вывод о тесной обратной корреляции этих двух величин. Анализ эпизодов резких колебаний ОСО (более на 100 е.Д. в сутки) показал, что они связаны с изменением высоты тропопаузы. Причинами таких изменений является адвекция в системах волновых движений планетарного и синоптического масштаба, а также интенсивный циклогенез. Эти процессы сопровождаются сильной деформацией тропопаузы. Резкое увеличение (уменьшение) ОСО в течение суток может наблюдаться на фоне скачкообразного изменения высоты тропопаузы при общей ее тенденции к понижению (повышению). Случаи резкого увеличения ОСО обнаружили, что чем глубже опускается тропопауза, тем сильнее прирастает ОСО. В случаях резкого уменьшения ОСО связь между возрастанием высоты тропопаузы с одной стороны и падением ОСО с другой не столь очевидна. Для случаев увеличения ОСО в течение суток более чем на 100 е.Д. тропопауза опускалась в среднем, в зависимости от меридиана, на величину 2.0 - 3.8 км. При уменьшении ОСО более чем на 100 е.Д. обнаруживался подъем тропопаузы в течение суток в среднем на 2.4-3.4 км. Экстремальные суточные амплитуды изменения высоты тропопаузы для случаев резких увеличений и уменьшений ОСО составили -8.9 и 7.2 км соответственно.

Одним из важных результатов работы является получение по данным аэрологической сети (58 станций, расположенных севернее 60° с.ш.) тренда контрастности тропопаузы в полярной области Северного полушария в период 1990-2007 гг. Эта характеристика, определяемая как разница вертикальных градиентов температуры в слое над и под тропопаузой, косвенно определяет интенсивность обмена через тропопаузу. Исследования показали, что практически на половине- станций, расположенных севернее 60° с.ш., в указанный период обнаруживается положительный, тренд модуля вертикального градиента температуры в километровом слое над и под тропопаузой, либо ее контрастности. Этот вывод свидетельствует о том, что климатические изменения в данный период проявляются не в повышении тропопаузы, а в формировании более резкой, контрастной границы, между тропосферой и стратосферой. Такая тенденция выражена везде, за исключением« североамериканского сектора Арктики с самой низкой тропопаузой.В наибольшей степени увеличение контрастности тропопаузы-прослеживается; над территорией Евразии — как за счет уменьшения устойчивости в верхней тропосфере, так из-за увеличения устойчивости нижней стратосферы. Над Атлантикой это происходит главным образом за счет тропосферного компонента контрастности, обусловленного, очевидно, распространением по вертикали' сигнала глобального потепления, максимального в приземном слое. Над территорией Евразии отчетливое увеличение вертикального градиента температуры- происходит часто в нижнем километровом слое стратосферы, что согласуется с обнаруженной ранее тенденцией к увеличению- парциального давления озона в нижней стратосфере, начиная с середины 1990-х годов.

Для случаев атмосферного блокирования над Европейской Россией, включавших эпизод аномально продолжительного блокинга лета 2010 г., а также эпизоды в июле 2002 г. и августе 2007 г., получены количественные характеристики энергообмена между движениями различных масштабов в слое тропопаузы; произведена оценка взаимодействия движений масштаба блокирующего антициклона и синоптических вихрей при наличии блокирующих процессов над Европейской территорией России. Процессы блокирования рассматривались как случаи обрушения волн Россби (ОВР). Установлено, что критерии ОВР удовлетворялись для многих (но не всех) сроков в- период существования блокингов. Критерий Тибальди-Мольтени указывал на наличие блокирования чаще, чем критерий Пелли-Хоскинса. Это подразумевает, что обрушение волн имело место чаще на поверхности 500 гИа, нежели на тропопаузе. В'целом, амплитуды волн изменялись во времени по типу «мерцания» (уассШайоп).

Средние по времени и по широте оценки/обмена энергией между вихрями* синоптических масштабов и планетарными- волнами типа Россби, выполненные с использованием квазивектора Ё и потока Элиассена-Пальма, показали, что периоды блокирования характеризуются специфическими особенностями энергообмена, а именно: поглощением энергии, длинноволновым^ потоком^ на нижних уровнях и передачей ее волнам синоптического масштаба в слое над тропопаузой.

Полученные детальные количественные характеристики- топографии тропопаузы- и ее эволюции в единстве с динамикой атмосферы средних широт имеют важное значение для практических-задач:

- метеорологического1 обеспечения авиации (обнаружение зависимости точности прогноза от широты, оценка времени нахождения воздушного судна в опасных условиях резкой деформации тропопаузы); выявления модельных факторов, обеспечивающих корректное воспроизведение топографии-, тропопаузы, и в целом полей температуры, и ветра в^ верхней тропосфере и нижней^ стратосфере численными моделями прогноза погоды; практически значимое повышение* качества прогноза высоты тропопаузы в оперативной глобальной полулагранжевой модели 1 атмосферы;

- исследования и возможного прогноза стратосферных вторжений, переноса в тропосферу стратосферных примесей (радиоактивные частицы, озон);

- исследования- процессов атмосферного блокирования, вызывающих аномально жаркую и сухую погоду (лето 2010 г.); обнаруженные особенности энергообмена в слое тропопаузы могут быть индикатором таких процессов.

Публикации по теме диссертации (* - в журналах из списка ВАК)

1. Иванова А.Р., Борисова В.В. Некоторые особенности сезонной изменчивости взаимного расположения тропопаузы и оси струйного течения. Труды Гидрометцентра России, 1992, вып.321, с.109-114.

2. Иванова А.Р. Расчет фронтогенеза двумерной фронтогенетической функции в слое

300-200 гПа по данным объективного анализа. Труды ГМЦ России, 1992, вып.321, с.115-119.

3. Шакина Н.П., Иванова А.Р., Кузнецова И.Н. Некоторые особенности атмосферной циркуляции при повышении радиоактивности в приземном воздухе за счет стратосферных вторжений. Метеорология и Гидрология, 2000, №2,с.53-б0. *

4. Кузнецова И.Н., Шакина Н.П., Иванова А.Р. Эпизоды повышения радиоактивности в приземном воздухе на территории России. Труды международной конференции «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях», Москва, 24-26 апреля 2000 г., с. 507-513.

5. Chakina N.P., Ivanova A.R., Skriptunova E.N. Quantitative estimates of grid-scale forcing of heavy precipitation in the Mediterranean cyclones in Russia. Mediterranean storms. Proceedings of the 3rd EGS Plinius Conference held at Baja Sardinia, Italy, 1-3 October 2001, p.33-36.

6. Chakina N.P., Skriptunova E.N., Ivanova A.R. The Mediterranean cyclones in the Ukraine and Southern Russia: Diagnostic studies of vertical motion dynamic forcing and the tropopause folding. Mediterranean! Storms.Proceedings of the EGS Plinius Conference held at Ajaccio, Corsica, France, 1-3 October 2003, p.101-106.

7. Shakina N.P., Ivanova A.R., Elansky N.F., Markova T.A. Transcontinental observations of surface ozone registration in the TROICA Experiments: 2. The Effects of Stratosphere-Troposphere Exchange. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2001, Vol.37, Suppl.l, pp.S39-S48. *

8. Шакина Н.П., Иванова A.P., Кузнецова И.Н. Волны холода и их проявление в озонометрических данных Кисловодской высокогорной научной станции. Известия РАН, сер. Физика океана и атмосферы, 2004, т.40,№4, с.485-500.*

9. Ivanova A.R., Chakina N.P., Kuznetsova I.N. Stratospheric intrusion possible contribution to the ozone variability in the Kola Peninsula. Proceedings of the XX Quadrennial Ozone Symposium, 1-8 June 2004, Kos, Greece, pp.882-883.

10. Chakina N.P., Kuznetsova I.N., Ivanova A.R., Tarasova O.A. Horizontal and vertical transport as a cause of ozone maxima in the Kola Peninsula, Russia. Proceedings of the XX Quadrennial Ozone Symposium, 1-8 June 2004, Kos, Greece, pp.895-896

11. Tarasova O.A., Kuznetsov G.I., Elansky N.F., Senik I.A., Ivanova A.R., Kuznetsova I.N., Chakina N.P., M.G.M. Roemer. Preliminary results of LOTOS model application for Russia. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2004. T. 5396. pp. 99-110.

12. Chakina N.P., Ivanova A.R., Kuznetsova I.N. Cold air outbreaks and their signature in the ozonometric data at the mountain station near Kislovodsk, Russia. Atmospheric Chemistry t and Physics Discussion, 2004,4,267-297

13. Иванова A.P. Характеристики тропопаузы в полярной зоне Северного полушария в 1999-2007 гг. Труды международной конференции по авиационной и спутниковой метеорологии памяти проф. С.В.Солонина, 7-10 октября 2008 г., Санкт-Петербург,2008, с.49-51.

14. Шакина Н.П., Скриптунова Е.Н., Иванова А.Р. Прогностическая значимость динамических факторов генерации осадков. Метеорология и гидрология, 2008, №5, с.31-44.*

15. Иванова А.Р. Исследование характеристик тропопаузы в полярной зоне по данным радиозондирования на станции Барроу. Метеорология и гидрология, 2010, №3, с. 18-27. *

16. Иванова А.Р. Наклон тропопаузы как характеристика ее деформации. Метеорология и гидрология, 2011, №2, с. 17-29.*

17. Иванова А.Р. Динамика тропопаузы для случаев резкого изменения озона в умеренных широтах Северного полушария, Метеорология и гидрология, 2011, № 6, с.13-24.*

18. Шакина Н.П., Иванова А.Р., Бирман Б.А., Скриптунова А.Р. Блокирование: условия лета 2010 г. в контексте современных знаний. - Сборник докладов «Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г.», М., Триада лтд, 2011, с.6-21.

19. Иванова А.Р., Шакина Н.П., Скриптунова Е.Н., Богаевская Н.И. Сравнение динамических характеристик блокирующего антициклона лета 2010 г. с более ранними эпизодами - Сборник докладов «Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г.», М., Триада лтд, 2011, с.65-71.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Иванова, Анна Рудольфовна, 2011 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. - М., Мир, 1989, 541 с.

2. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. - М., Наука, 1986, 544 с.

3. Вельтшцев Н. Ф. Результаты определения высоты и типов тропопаузы в Хабаровске. - Труды ЦИП, 1962, вып. 118, с. 13-18.

4. Верле Е. К., Титкова Е. И. К вопросу о, связи между уровнем максимальной скорости ветра и высотой тропопаузы. — Труды ДВНИГМИ, 1971, вып. 32, с. 186-190.

5. Виприцкая А. К. Расположение осей струйных течений относительно тропопаузы. - Труды ДВНИГМИ, 1976, вып. 57, с. 105-113.

6. Воробьев, В. И. Планетарные высотные фронтальные зоны и струйные течения в северном полушарии. - Л., Изд. ЛВИКА, 1967, 370 с.

7. Гораль Г. Г. К определению термодинамических условий зарождения нисходящего потока в кучево-дождевом облаке. — Труды Высокогорного геофизического института, 1973, вып. 24, с. 48-52.

8. Гордин В. А., Локтионова Е. А. Объективный анализ тропопаузы. - Метеорология и гидрология, 1980, №2 с. 32-39.

9. Груза Г. В., Коровкина Л. В. Сезонные особенности пространственного распределения индексов блокирования в Северном полушарии. - Метеорология и гидрология, 1991, №3, с. 108-110. ,

10. Груза Г. В., Коровкина Л. В. Климатический мониторинг процессов блокирования западного переноса в Северном полушарии. — Метеорология и гидрология, 1991, №8, с. 11-18.

11. Груздев А. Н., Безверхний В. А. Квазидвухлетняя цикличность в атмосфере над Северной Америкой по данным озонозондов. — Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2005, т. 41, № 1, с. 36-50.

12. Груздев А. Н., Безверхний В. А. Квазидвухлетние вариации озона и метеопараметров над Западной Европой по данным озонного зондирования. — Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2006, т. 42, № 2, с. 224-236.

13. Груздев А. Н., Мохов И. И. Особенности внутригодовой глобальной динамики общего содержания озона. - Метеорология и гидрология, 1990, № 7, с. 36-46.

14. Дымников В. П. Устойчивость и предсказуемость крупномасштабных атмосферных процессов. - М., ИВМ РАН, 2007,283 с.

15. Егорова Т.. А., Розанов Е. В., Кароль И. JL, Зубов В. А., Малышев С. J1. Моделирование межгодовых изменений; общего содержания озона , в 1993-2000 гг. и; влияние ограничений1 производства озоноразрушающих веществ. — Метеорология, и гидрология, 2002, № 1, с. 5-13. '. • ' .

16. Жадин; Е. А. Возможные - причины увеличения содержания« озона, в отдельных регионах Северного, и: Южного полушарий в 1979-2002 гг. — Метеорология и гидрология. 2001, №4, с; 50-68.. . ,

17. ЗверевА. С. Синоптическая метеорология. -JI¿, Гидрометеоиздат, 1977, 71 Г с.

18; Звягинцев А. М., Крученицкий Г. М., Черников А.' А. Изменения вертикального распределения озона в стратосфере и их корреляция с изменениями высоты тропопаузы. — Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2005. т. 41. № 4, с. 476-486. 19; Иванова; A¿ Р. Методика расчета карты максимального; ветра.. —. Метеорология и гидрология,. 1989, № 4, с. 59-64.

20. Иванова'А. Р. Расчет фронтогенеза двумерной'фронтогенетической*функции в слое 300-200 гПа по данным* объективного анализа. — Труды; Гидрометцентра России; 1992, вып. 321, с. 115-119;

2Г. ИвановаА. Р. Исследование характеристик тропопаузы в полярной зоне.по данным радиозондирования на станции Барроу. — Метеорология и гидрология, 2010, №3, с. 18-27..

22. Иванова- А. Р. Наклон тропопаузы как характеристика ее . деформации. -Метеорология и гидрология, 2011а, №2, с. 17г28.

23. Иванова А. Р. Динамика тропопаузы для случаев; резкого; изменения; озона в умеренных широтах, Северного полушария. — Метеорология и гидрология, 2011 б, №7, с. 13-25.

24. Иванова А. Р., Борисова В. В. Сезонная изменчивость взаимного? расположения; тропопаузьги оси струйного течения. — Труды Гидрометцентра России, 1992, вып. 321, с. 109-114.

25. Иванова А. Р., Шакина II. П. Возмущения поля ветра в струйных течениях и их взаимодействие с осредненным по времени потоком. — Труды Гидрометцентра России, 1989, вып. 305, с. 3-16.

26. Кашкин В. Б. Озоновые дыры и «озоновые дырки». — Материалы XII международного симпозиума «Сложные системы в экстремальных ситуациях». Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, 2005, с. 20-32.

27. Кварацхелия И; Ф. О закономерностях взаимного расположения уровней

i

тропопаузы и; максимальной скорости ветра. — Сборник работ Тбилисской ГМО, 1970, вьш. 5, с. 125-132.

28. Кузнецова И. Н., Шакина Н. П., Иванова А. Р. Эпизоды повышения радиоактивности в приземном воздухе на территории России. — Труды международной конференции «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях», Москва, 24-26 апреля 2000 г., с. 507-513.

29. Ларин И. К. Химия парникового эффекта. — Химия и жизнь, 2001, № 7-8, стр. 46-51.

30. Маховер 3. М. Климатология тропопаузы. - Л., Гидрометеоиздат, 1983, 255 с.

31. Метеорологическое обеспечение аэронавигации. Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации. Международные стандарты и рекомендуемая практика. 10-е издание. Июль 1986.

32. Метеорологическое обеспечение международной аэронавигации. Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации. Издание 15. Июль 2004 г.

33. Метеорологическое обеспечение международной аэронавигации. Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации. Издание 16. Июль 2007 г.

34. Мохов И. И. Действие как интегральная характеристика климатических структур: оценки для атмосферных блокингов. - Доклады РАН, 2006, т. 409, № 3, с. 403-406.

35. Мохов И. И., Петухов В. К. Блокинги и тенденции их изменения. - Доклады РАН, 1997, т. 337, №5, с. 687-689.

36. Нерушев А. Ф., Крамчанинова Е. К. Влияние центров действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона на изменчивость общего содержания озона. — Метеорология и гидрология, 2000, № 3, с. 5-15.

37. Пашкевич А. Р. Связь струйных течений с' нестационарными вихрями синоптического масштаба. — Метеорология и гидрология, 1988, № 4, с. 115-116.

38. Перов С. П., Хргиан А. X. Современные проблемы атмосферного озона. — Л., 1 %

Гидрометеоиздат, 1980, 288 с.

39. Пинус Н. 3. Тропопауза и уровень с максимальной скоростью ветра. — Метеорология и гидрология, 1961, № 3, с. 3-10.

40. Порчхидзе С. А. Результаты апробирования нового определения тропопаузы в различных географических районах Советского Союза. — Труды ЦИП, 1962, вып. 118, с. 512.

41. Пчел ко И. Г. Метеорологические условия полетов на больших высотах. - Л., Гидрометеоиздат, 1957, 56 с.

42. Решетов Г. Д. Прогноз высоты тропопаузы по картам АТ700, ОТ500/1000 и картам тропопаузы способом переноса. Методическое письмо управления службы прогнозов ГУГМС. -М., Гидрометеоиздат, 1959, № 37, с. 13-21.

43. Рубинштейн К.Г., Стерин A.M. Сравнение результатов реанализа с аэрологическими данными. - Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2002, т. 38, № 3, с. 301-315.

44. Садоков В. П. Распределение блокирующих образований в средней тропосфере Северного полушария. — Метеорология и гидрология, 2011, № 4, с. 43-48. х

45. Скриптунова Е. Н., Шакина Н. П. Автоматизированный метод прогноза зон активной конвекции. — Метеорология и гидрология, 1991, № 5, с. 15-19.

46. Солонин С. В., Яшкина А. В. Исследование связи высоты тропопаузы с положением уровня максимального ветра. — Труды Высшего авиационного училища ГА, 1970, вып. 42, с. 30-42.

47. Тарасенко Д. А. Статистические данные о соотношении тропопаузы и уровня с максимальной скоростью ветра. - Труды ЦАО, 1964, вып. 59, с. 47-53.

48. Титова Е. А., Кароль И. JI. Анализ влияния климатической изменчивости на формирование* поля общего содержания озона во внетропических широтах северного полушария. - Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2010, т. 46, с. 685-693.

49. Толстых М. А. Глобальная полулагранжева модель численного прогноза погоды. —

М., Обнинск: ОАО ФОП, 2010, 111 с.

/

50. Федченко JI. М., Гораль Г. Г., Беленцова В. А., Мальбахова Н. М. Опасные конвективные явления и их прогноз в условиях сложного рельефа. — М., Гидрометеоиздат, 1991,425 с.

51. Хргиан А. X. Физика атмосферы. - JL, Гидрометеоиздат, 1969, 648 с.

52. Хргиан А. X. Аномалия атмосферного озона в северном полушарии в 1982-1987 гг. -Метеорология и гидрология, 1989, № 7, с. 115-123.

53. Хргиан А. X. О процессах длительных и кратковременных изменений озона в некоторых областях Северного полушария. - Метеорология и гидрология, 1992, № 7, с. 516.

54. Хромов С. П., Мамонтова JI. И. Метеорологический словарь. — JL, Гидрометеоиздат, 1974, 568 с.

55. Чучкалов Б. С. Особенности тропопаузы над Восточным Памиром в летнее время. - Труды ЦИП, 1962, вып. 118, с. 22-33.

56. Шакина Н. П. Динамика атмосферных фронтов и циклонов. - Л., Гидрометеоиздат, 1985,263 с.

57. Шакина Н. П. Гидродинамическая неустойчивость в атмосфере. — JL, Гидрометеоиздат, 1990, 309 с.

58. Шакина Н. П., Борисова В. В. Опыт использования потенциального вихрям для расчета высоты тропопаузы. - Метеорология и гидрология, 1992, № 9, с. 5-19.

59. Шакина Н. П., Иванова А. Р., Кузнецова И. Н. Волны холода и их проявление в озонометрических данных Кисловодской высокогорной научной станции. — Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2004, т. 40, № 4, с. 485-500.

60. Шакина Н. П., Калугина Г. Ю., Скриптунова «Е. Н., Иванова^А. Р.* Субъективный и объективный анализы атмосферных фронтов. I. Объективные характеристики фронтов, проведенных синоптиками. - Метеорология и гидрология, 1998, № 7, с. 19-30.

61. Шакина Н.П., Кузнецова И.Н., Иванова А.Рг Анализ случаев стратосферных вторжений, сопровождаемых повышением радиоактивности в приземном воздухе. -Метеорология и Гидрология, 2000а, №2, с. 53-60.

62. Шакина Н.П., Иванова А. Р.', Скриптунова Е. Н: , Борисова В. В.Новый* подход к представлению информации о максимальном ветре на картах струйных течений. -Метеорология и гидрология, 1993, № 12, с. 40-47.

63. Шакина Н. П., Кузнецова И. Н. Повышение' суммарной бета-активности в приземном слое в результате стратосферных вторжений. — Доклады РАН, 1997, том 3, № 3, с. 390-392.

64. Шакина Н. П., Скриптунова Е. Н. Спектры повторяемости осадков на территории европейской части бывшего СССР в зависимости от интенсивности фронтальных зон и конвективной неустойчивости сеточного масштаба. - Метеорология и гидрология, 2006, №4, с. 5-18.

65. Шакина Н. П., Скриптунова Е. Н., Иванова А. Р. Объективный анализ атмосферных фронтов и оценка его эффективности. — Метеорология и гидрология, 20006, № 7, с. 5-16.

66. Шакина Н. П., Скриптунова Е. Н., Иванова А. Р. Расчет динамических факторов генерации осадков по данным объективного анализа. — Метеорология и гидрология, 2001, № 5, с. 22-34.

67. Шакина Н. П., Скриптунова Е. Н., Иванова А. Р. Прогностическая значимость динамических факторов генерации осадков. — Метеорология и гидрология, 2008, № 5, с. 31-44.

68. Шакина Н. П., Скриптунова Е. Н., Иванова А. Р., Калугина Г. Ю. Субъективный и объективный анализы атмосферных фронтов. II. Объективное выделение зон фронтов. — Метеорология и гидрология, 1998; № 8, с. 5-15.

69. Шур Г. Н., Ситников Н. М., Дрынков А. В. Мезомасштабная структура полей метеорологических величин в слое тропопаузы и в нижней стратосфере над тропической зоной Южного полушария (Бразилия). — Метеорология и гидрология, 2007, №8, с. 29-36.

70. Ambaum M. H. P. and Hoskins B. J. The NAO Troposphere-Stratosphere Connection. -Journal of Climate, 2002, vol. 15, pp.1969-1978.

71. Anel J. A., Gimeno L., de la Torre L., and Nieto R. Changes in tropopause height for the Eurasian region determined from CARDS radiosonde data. - Naturwissenschaften, 2006, vol. 93, pp. 603-609.

72. Anel J. A., Antuna J. C., de la Torre L., Castanlieira J. M., and Gimeno L. Climatological features of global multiple tropopause events. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D00B08.

73. Anel J. A., Antuna J. C., de la Torre L., Nieto R., and Gimeno L. Global statistics of multiple tropopauses from the IGRA database. - Geophysical Research Letters, 2007, vol. 34, L06709.

74. Anthes R. A., Rocken C., and Kuo Y. H. Applications of COSMIC to meteorology and

(

climate - Terr. Atmos. Oceanic Sci., 2000; vol. 11, pp. 115-156.

75. Appenzeller C. and Davies H. C. Structure of stratospheric intrusion in the troposphere. -Nature, 1992, vol. 358, pp. 570-572.

76. Appenzeller C., Holton J. R., and Rosenlof K. H. Seasonal variation of mass transport across the tropopause. — Journal of Geophysical Research, 1996, 101, pp. 15071-15078.

77. Baray J.-L., Daniel V., Ancellet G., and Legras B. Planetary-scale tropopause folds in the southern subtropics. - Geophysical Research Letters, 2000, vol. 27, pp. 353-356.

78. Beekman M., Ancellet G., and Megie G. Climatology of tropospheric ozone in southern Europe and its relation t o potential vorticity. - Journal of Geophysical Research, 1994, vol. 99, pp. 1,2841-1,2853.

79. Bell S. W. and Geller M. A. Tropopause inversion layer: Seasonal and latitudinal variations and representation in standard radiosonde data and global models. - Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D05109.

80. Berggren R. The distribution of temperature and wind connected with active tropical air in the higher troposphere and some remarks concerning clear air turbulence at high altitude. — Tellus, 1952, vol. 4, pp. 43-53.

81. Bethan S., Vaughan G., and Reid S. J. A comparison of ozone and thermal tropopause heights and the impact of tropopause definition on quantifying the ozone content of the troposphere. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1996, vol. 122, pp. 929944.

82. Bian J. and Chen H. Statistics of the tropopause inversion layer over Beijing. - Advances in Atmospheric Sciences, 2008, vol. 25, No. 3, pp. 381-386.

83. Birner T. Residual circulation and tropopause structure. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2010, vol. 67, pp. 2582-2600.

84. Birner T., Dornbrack A., and Schumann U. How sharp the tropopause at midlatitudes? -Geophysical Research Letters, 2002, vol.29,> No. 14, pp. 45-1 - 45-4.

85. Birner T., Sankey D., and Shepherd T. The tropopause inversion layer in models and analyses. — Geophysical Research Letters, 2006, vol. 33, L14804', pp. 1-4.

86. Bjerknes J. and Palmen E. Investigation of selected European cyclones by means of serial ascents. — Geophysic Publications, 1937,12(2), pp. 1-60.

87. Bordi I., Dell'Aquila A., Speranza A., and Sutera A. On the mid-latitude tropopause height and the orographic-baroclinic adjustment theory. — Tellus A, 2004, vol. 56, pp. 278-288.

88. Bracegirdle T. J. and Gray S. L. The dynamics of a polar low assessed using potential vorticity inversion. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2009, vol. 135, pp. 880-893.

89. Bracegirdle T. J., Connolley W. M., and Turner J. Antarctic climate change over the twenty first century. - Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D03103.

90. Brewer A.M.* Evidence for a world circulation provided by the measurements of helium and water vapor distribution in the stratosphere. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1949, vol. 75, pp. 351-363.

91. Brioude J., Cammas J.-P., Cooper O. R., and Nedelec P. Characterization of the composition, structure, and seasonal variation of the mixing layer above the extratropical tropopause as revealed by MOZAIC measurements. - Journal« of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D00B01,1-17.

92. Brioude Jr., Cammas J.-P., Zbinden R. M., and Thouret V. Evidence of tropospheric layering: interleaved stratospheric and planetary boundary layer intrusion. - Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2007, vol. 7, 1119-1142.

93. Browning K. A. Mesoscale structure of rain systems in the British Islands. - Journal of the Meteorological Society of Japan, 1974, vol. 2, No. 52, pp. 314-327.

94. Browning K. A. Organization and internal structure of synoptic and mesoscale precipitation systems in midlatitudes. - In Radar in Meteorology: Battan Memorial and 40th Anniversary Radar Meteorology Conference, Boston, MA, American Meteorological Society, David Atlas, Ed., 1990, p. 433-460.

95. Browning K. A. and Golding B. W. Mesoscale aspects of a dry intrusion within a vigorous cyclone. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1995, vol. 2, No. 121, pp. 463-493.

96. Browning K. A., Thorpe A. J., Montani A., Parsons D., Griffits G., Panagi P., and Dicks E.M. Interaction of tropopause depressions with an ex-tropical cyclone and sensitivity of forecast to analysis errors. — Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 2734-2755.

97. Burkhardt J. P, and Lupo A. R. The planetary- and synoptic-scale interactions in a Southeast Pacific blocking episode using PV diagnostics. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2005, vol. 62, pp. 1901-1915.

98. Bush A. B.' G. and Peltier W. R. Tropopause folds and synoptic-scale baroclinic wave life cycles. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1994, vol. 51, No.12, pp; 1581-1604.

99. Canziani P. O. and' Legnani W. E. Tropospheric-stratospheric coupling: extratropical synoptic systems in the lower stratosphere. — Quarterly Journal» of the Royal Meteorological Society, 2003, vol. 129, pp. 2315-2329.

100: Canziani P. O:, Compagnucci R. H., Bischoff S. A., and,Escobar. G. Morphology of anextreme low ozone event over southern South America. - Preprints 10th Symposium on Global Change studies, Dallas, USA, Amer. Meteorol. Soc., 1999, pp. 61-64.

101. Canziani P. O., Compagnucci R. H1., Bischoff S. A., and Legnani W. E. A study of

>

impacts of tropospheric synoptic processes on the genesis and evolution of extreme total ozone anomalies over Southern South America. - Journal of Geophysical Research, 2002, vol. 107, pp. 4741-4766.

102. Castanheira J. M., Anel J. A., Marques C. A. F., Antuna J. C., Liberato M. L. R., de la Torre L., and Gimeno L. Increase of upper troposphere/lower stratosphere wave baroclinicity during the second half of the 20th century. — Atmospheric Chemistry and Physics, 2009, vol. 9, pp. 9143-9153*

103. Cavallo S. M. and Hakim G. J. Potential vorticity diagnosis of a tropopause polar cyclone. - Monthly Weather Review, 2009, vol. 137, pp: 1358-1371.

104. Cavallo S. M. and Hakim G. J. Composite structure of tropopause polar cyclones. — Monthly Weather Review, 2010, vol. 138, pp. 3840-3857.

105. Chakina N. P., Ivanova A. R., and Kuznetsova I. N. Cold air outbreaks and their signature in the ozonometric data at the mountain station near Kislovodsk, Russia. -Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2004, vol. 4, pp. 267-297.

106. Chakina N. P., Ivanova A. R., and Skriptunova E. N. Quantitative estimates of grid-scale forcing of heavy precipitation in the Mediterranean cyclones in Russia. — Mediterranean storms. Proceedings of the 3rd EGS Plinius Conference held at Baja Sardinia, Italy, 1-3 October 2001, pp.33-36.

107. Chakina N. P., Skriptunova E. N., and Ivanova A. R. The Mediterranean cyclones in the Ukraine and Southern Russia: Diagnostic studies of vertical motion dynamic forcing and the

tropopause folding. - Mediterranean!-Storms. Proceedings of the 5th EGS Plinius Conference held at Ajaccio, Corsica, France,-1-3 October 2003, pp> 101-106.

108: Chakina N. P., Kuznetsova I. N., Ivanova A. R., and Tarasova O. A. Horizontal and vertical transport as a cause of ozone maxima in the Kola Peninsula, Russia. - Proceedings of the XX Quadrennial Ozone Symposium; Kos, Greece, 1-8 June 2004, pp.895-896. 109. Chan C. J. and Plumb R. A. ¡The response to stratospheric forcing and its dependence on the state of the troposphere. - Journal of, the Atmospheric Sciences, 2009, vol. 66, pp. 21072115:

110; Charlton-A. J., O'Neill A., Berrisford P., and Lahoz W. A. Can the dynamical impact of the stratosphere on the.troposphere be described by large-scale adjustment to the stratospheric PV distribution? - Quarterly Journal-of-the Royal Meteorological Society, 2005, vol. 131, pp. 525-543.

111. Charlton A. J., O'Neill" A., Lahoz W. A., Massacand A. C., and Berrisford P.* The impact of the stratosphere - on the troposphere during the southern hemisphere stratospheric sudden warming, September 2002. - Quarterly Journal of the RoyaLMeteorological Society, 2005, vol: 131, pp. 2171-2188.

112". Charney J. and Drazin P. 0-Propagation of planetary-scale disturbances from the Lower into the upper atmosphere. - Journal of Geophysical Research, 1961, vol. 66, pp.83-109.

113. Chen P. Isentropic cross-tropopause mass exchange in the extratropics. - Journal of Geophysical Research, 1995, vol. 100, pp. 16661-16673;

114. Colucci S.- J". Stratospheric influences on tropospheric weather systems. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2010, vol. 67, pp. 324-344.

115. Gonaty A. L., Jusem J. C., Takacs L., Keyser D., Atlas R". The structure and evolution of extratropical cyclones, fronts, jet streams, and the tropopause in- the GEOSgeneral circulation model. - Bulletin of the American Meteorological Society, 2001, vol.82; No. 9, 1853-1867.

116. Cooper O. R, Moody J. L., Parrish D. D., Trainer M., Ryerson T. B., Holloway J. S., Hubler G., and Fehsenfeld'F. C. Trace gas composition of midlatitude cyclones over the western North Atlantic Ocean: a conceptual,model. — Journal of Geophysical Research, 2002, vol. 107, D7, 10.1029/2001JD00901.

117. Cox B. D:, Bithell M., and Gray L. J. Modelling of stratospheric intrusions within a mid-latitude synoptic-scale disturbance. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1997, vol. 123, pp. 1277-1403.

118: Cristofanelli P., Bonasoni P., Collins W., Feichter W., Forster A., James P., Kentarchos A., Kubik P., Land C., Meloen J., Roelofs G., Siegmund P., Sprenger M., Schnabel C., Stohl A., Tobler L., Tositti L., Trick T., and Zanis P. Stratosphere-to troposphere transport: a model and

method evaluation. - Journal of Geophysical Research, 2003, vol. 108, D12, 10.1029/2002JD002600.

119. Danielsen E. F. A determination of the mass transported from stratosphere to troposphere

\

over North America during a thirty-six hour interval. - Mitt. Deut. Wetterdienstes, 1959, vol. 20, pp. 10-11.

120. Danielsen E: F. Stratospheric-tropospheric exchange based on radioactivity, ozone and* potential vorticity. - Journal* of the Atmospheric Sciences, 1968, vol. 25, pp. 502-518.

121. Danielsen E. F. Ozone transport. - In Ozone in the Free Atmosphere. Van Nostrand Reinhold, New York, 1985, pp.123-159.

122. Danielsen E. F. and Mohnen V. A. Project Dustorm report: Ozone transport, in situ measurements, and meteorological analysis of tropopause folding. - Journal of Geophysical Research, 1977, vol. 82, pp. 5867-5877.

123. Davies T. D. and Shuepbach E. Episodes of high ozone concentration at the earth surface resulting from transport down from the upper troposphere/lower stratosphere: a review and,case studies. - Atmospheric Environment, 1994, vol. 28, pp.53-68.

124. Davis C. A. and Emanuel K.A. Potential vorticity diagnosis of cyclogenesis. - Monthly Weather Review, 1991, vol. 119, pp. 1929-1953.

125. Davis C. A., Grell E. D., and Shapiro M. A. The balanced dynamical nature of a rapidly intensifying oceanic cyclone. - Monthly Weather Review, 1996; vol. 124, pp. 3-26.

126. Delgado G., Redaño A., Lorente J., Nieto R., Gimeno L., Ribera P.', Barriopedro D., Garcia-Herrera R., and Serrano A. Cloud cover analysis associated to cut-off low pressure system over Europe using Meteosat imagery. — Meteorology and- Atmospheric Physics, 2007, vol. 96, pp. 141-157.

127. Dibb J., Meeker L. D., Finkel R. C., Southon J. R:, Caffee M. W., and Barrie L. A. Estimation of stratospheric input to the Arctic troposphere: 7Be and lOBe in aerosols at Alert, Canada. - Journal of Geophysical Research, 1994, vol. 99; D6, pp. 12855-12864.

128. Dickerson R*. R., Doddridge B. G., Kelley P., and Rhoads P. Large-scale pollution of the atmosphere over the remote Atlantic ocean: Evidence from Bermuda. - Journal of Geophysical Research, 1995, vol. 100, pp. 8945-8952.

129. Dickinson R. E. Theory of planetary wave-zonal flow interaction. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1969, vol. 26, pp. 73-81.

130. Dobber M., Kleipool Q., Dirksen R., Levelt P., Jaross G., Taylor S., Kelly T., Flynn L., Leppelmeier G., and Rozemeijer N. Validation of ozone monitoring instrument level lb data products. - Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D15S06.

131. Duchon C. E. Lanczos filtering in one and two dimensions. — Journal of Applied Meteorology, 1979, vol. 18, pp. 1016-1022.

132. Dunkerton T. J. Body force circulation and the Antarctic ozone minimum. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1988, vol. 45, pp. 427-438.

133 Durnford D., Gyakum J., and Atallah E. The conversiomof total column ozone data to numerical' weather prediction model initializing fields, with simulations of the 24-25 January' 2000 East Coast snowstorm. - Monthly Weather Review, 2009, vol. 137, pp. 161-188.

134. Ebel A., Hass H., Jakobs H. J., Laube M., Memmesheimer M , Oberreuter A., Geiss H., and Kuo Y.-H. Simulation of ozone-intrusion caused by a tropopause fold and cut-off low. -Atmospheric Environment, Part A, 1991, vol. 25, pp. 2131-2144.

135. Eckhard S., Stohl A.., Wernli H., Forster C., and Spichtinger N. A 15-years climatology of warm conveyor belts. - Journal of Climate, 2004, vol. 17, pp. 218-237.

136. Edmon H. J. Jr., Hoskins B. J., and Mclntyre M. E. Eliassen-Palm cross sections for the troposphere. - Journal1 of the Atmospheric Sciences, 1980, vol.37, pp. 2600-2616.

137. Egger J. Tropopause height in baroclinic channel flow. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1995, vol. 52, No. 12, pp. 2232-2241.

138. Egger J. Piecewise potential vorticity inversion: elementary tests. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2008, vol. 65, pp. 2015-2024.

139. Eichelberger( S. J. and Hartmann D. L. Zonal jet structure and the leading mode of variability. - Journal of Climate, 2007, vol. 20, pp. 5149-5163.

140. Eisele H., Sladkovic R., and Trickl T. High-resolution lidar measurements of stratosphere-troposphere exchange. - Journal of-the Atmospheric Sciences, 1999, vol. 56 (2), pp. 319-330.

141. El'Amraoui L., Peuch Y.-H., Ricaud-P., Massart S., Semane N., Teyssedre H., Cariolle D., and Karcher F. Ozone loss in the 2002-2003 Arctic vortex deduced from the assimilation of Odin/SMR O3 and N2O measurements: N2O as a dynamical tracer. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2008, vol. 134, pp. 217-228.

142. Elbern H., Hendricks J., and Ebel A. A climatology of tropopause folds by global analyses. -Theor. Appl. Climatol., 1998, vol.59, pp. 181-200.

143. Eliassen A. On the vertical circulation in frontal zones. — Geophysic Publications, 1962, vol. 24, No. 4, pp. 147-160.

144. Engel A., Bonisch H., Brunner D., Fischer H., Franke H., Gunther G., Gurk C., Hegglin M., Hoor P., Konigstedt R., Krebsbach M., Maser R., Parchatka U., Peter Th., Schell D., Schiller C., Schmidt U., Spelten N., Szabo T., Weers U., Wernli H., Wetter Th., and Wirth V. Highly resolved observations of trace gases in the lowermost stratosphere and upper troposphere in the

SPURT project: an overview. - Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2005, vol. 5, pp. 5081-5126.

145. Evtushevsky O. M., Grytsai A. V., Klekociuk A. R., and Milinevsky G. P. Total ozone and tropopause zonal asymmetry during the Antarctic spring. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D00B06, pp. 1-12.

146. Forster P. M. and Shine K. P. Radiative forcing and temperature trends from'stratospheric ozone changes. - Journal of Geophysical Research, 1997, vol. 102, pp. 10841-10855.

147. Forster P. and Wirth W. Radiative decay of idealized stratospheric filaments in the troposphere. - Journal of Geophysical Research, 2000, vol. 105, pp. 10169-10184.

148. Fusco A. and Logan J. Analysis of 1970-1995 trends in tropospheric ozone at Northern Hemisphere midlatitudes with the GEOS-CHEM model. — Journal.of Geophysical Research, 2003, vol. 108; 4449; doi: 10.1029/2002JD002742.

149. Gabriel A. and Peters D. H. W. A diagnostic study of Rossby wave breaking events in the Northern Hemisphere. — Journal of the Meteorological Society of Japan, 2008, vol. 86, Nor 5,.pp. 613-631.

150. Gabriel A., Schmitz G. and Geprags R. The tropopause in a 2D circulation model. -Journal of the Atmospheric Sciences, 1999, vol. 56, pp. 4059-4068.

151. Gerasopoulos E., Zanis P., Papastefanou C., Zerefos C. S., Ioannidou A., and Wernli H. Deep stratosphere-to troposphere transport (SST) over SE Europe: a complex case study captured by enhanced Be-7 concentrations at the surface of a low topography region. — Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2005, vol. 5, pp. 101-129.

152. Gettelman A. and Sobel A. H. Direct diagnosis of stratosphere-troposphere exchange. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2000, vol. 57, No. 1, pp. 3-16.

153. Gettelman A., Forster P. M. F., Fujiwara M., Fu Q., Vomel H., Gohar L. K., Johanson C., and Ammeraman M. The Radiation Balance of the Tropical Tropopause Layer. - Journal of Geophysical Research, 2004, vol. 109, D07103, doi:10.1029/2003JD004190.

154. Gettelman A., Hegglin M., Son S. W., Fujiwara M., Birner T., Kremser S., Rex M., and Aiiel J. A. CCMVal Model Pis. Multi-model assessment of the upper troposphere and lower stratosphere: tropics and trends. - Journal of Geophysical Research, 2010, vol. 115, DOOMO8, doi: 10.1029/2009JD013 63 8.

155. Gimeno L., Nieto R., and Trigo R. M. Decay of the Northern stratospheric polar vortex and the occurrence of cut-off low systems: an exploratory study. — Meteorology and Atmospheric Physics, 2007, vol. 96, pp. 21-28.

156. Gouget H., Vaughan G., Marengo A., and Smit H. G. I. Decay of a cut-off low and» contribution to stratosphere-troposphere exchange. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2000, vol. 126, pp. 1117-1141.

157. Grewe V. and Dameris M. Calculating the global mass exchange between the stratosphere and,troposphere. — Ann. Geophys., 1996, vol. 14, pp. 431—442.

158. Grotjahn R. Linearized tropopause dynamics and cyclone development. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1980, vol. 37, pp. 2396-2406.

159. Guerin R., Desroziers G., and Arbogast P. 4D-Var analysis of potential vorticity pseudoobservations. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2006, vol. 132, pp. 12831298.

160. Hakim G. Climatology of coherent structures on the extratropical tropopause. - Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 385-406.

161. Hakim G. J., Keyser D., and Bosart L. F. The Ohio Valley wave-merger cyclogenesis event of 25-26 January 1978. Part II: Diagnosis using quasigeostrophic potential vorticity inversion. - Monthly Weather Review, 1996, vol. 124, pp. 2176-2205.

162. Harnic N. and Lindzen R. Effect of basic-state potential vorticity gradients on the growth of baroclinic waves and the height of the tropopause. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1998, vol. 55, pp. 344-360.

163. Hartjenstein G. Diffusive decay of tropopause folds and the related cross-tropopause mass flux. - Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 2958-2966.

164. Haynes P. H., Marks C. J., Mclntyre M. E., Shepherd T. G., and Shine K. P. On the "downward control" of extratropical1 diabatic circulations by Eddy-induced mean zonal forces. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1991, vol. 48, No. 4, pp. 651-678.

165. Haynes P. and Shuckburgh E. Effective diffusivity as a diagnostic of atmospheric transport. 2. Troposphere and lower stratosphere. — Journal of Geophysical Research, 2000, vol. 105, pp. 22795-22810.

166. Highwood E. J. and Hoskins B. J. The tropical tropopause. — Quarterly Journal of the

?

Royal Meteorological Society, 1998, vol. 124, pp. 1579-1604.

167. Hinssen Y., van Delden A., Opsteegh T., and de Geus W. Stratospheric impact on tropospheric winds deduced from potential vorticity inversion in relation to the Arctic Oscillation. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2010, vol. 136, pp. 20-29.

168. Hirschberg P. A. and Fritsch J. M. Tropopause undulations and the development of extratropical cyclones. Part I: Overview and observations from a cyclone event. — Monthly Weather Review, 1991a, vol. 119, pp. 496-517.

169. Hirschberg P. A. and Fritsch J. M. Tropopause undulations and the development of extratropical cyclones. Part II: Diagnostic analysis and conceptual model. — Monthly Weather Review, 1991b, vol. 119, pp. 518-550.

170. Hitchman M. H., Buker M. L., and Tripoli G. J. Influence of synoptic waves on column» ozone during Arctic summer 1997. — Journal of Geophysical Research, 1999, vol. 104, pp. 26547-26564.

171. Hoerling M. P., Schaack T. K., and Lenzen A. J. Global objective tropopause analysis. — Monthly Weather Review, 1991, vol. 119, 1816-1831.

172. Hoinka K. P. Statistics of the global tropopause pressure. - Monthly Weather Review, 1998, vol. 126, pp. 3303-3325.

173. Hoinka K.P. Temperature, humidity, and wind at the global tropopause. — Monthly Weather Review, 1999, vol. 127, pp. 2248-2265.

174. Hoinka K. P., Claude H., and Köhler U. On the correlation between tropopause pressure and ozone above Central Europe. - Geophysical Research Letters, 1996, vol. 23 (14), pp. 17531756.

175. Holton J. R., Haynes P. H., Mclntyre M. E., Douglass A. R., Rood R. B.3 and Pfister L. Stratosphere-troposphere exchange. - Review of Geophysics, 1995, vol. 33, No. 4, pp. 403-439.

176. Hood L. L. and Soukharev B. E. Interannual variations of total ozone at northern midlatitudes correlated with stratospheric EP flux and potential vorticity. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2005, vol. 62, pp. 3724-3740.

177. Hood L. L., Rossi S., and Beuten M. Trends in lower stratospheric zonal winds, Rossby wave breaking behavior, and column ozone at northern midlatitudes. — Journal of Geophysical Research, 1999, vol. 104, pp. 24321-24339.

178. Hooper D. A. and Arvelius J. Monitoring of the Arctic winter tropopause: a comparison of radiosonde, ozonosonde and MST radar observations. - MRI Atmospheric Research Programme, 2000, pp. 385-388.

179. Hoskins B. J. Atmospheric frontogenesis motion: some solutions. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1971, vol. 97, No. 412, pp. 139-153.

180. Hoskins B. J. Towards a PV-theta view of the general circulation. — Tellus A , 1991, vol. 43, pp. 27-35.

181. Hoskins B. J. and Bretherton F.P. Atmospheric frontogenesis models: Mathrmatical formulation and solutions. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1972, vol. 29, No. 1, pp. 1137.

182. Hoskins B. J., Draghici I., and Davies H. C. A new look at the co-equation. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1978, vol. 104, No. 439, pp. 31-38.

183. Hoskins B. J., James I. N., and White G. H. The shape, propagation and mean-flow interaction of large-scale weather systems. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1983, vol. 40, No. 7, pp. 1595-1612.

184. Hoskins B. J., Mclntyre M. E., and Robertson A. W. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1985, vol. 111, No. 470, pp; 877-946.

185. Hoskins B., Pedder M., and Jones D. W. The omega equation and potential vorticity. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2003, vol. 129, pp. 3277-3303.

186. Huang X. and1 Su H. Cloud radiative effect on tropical troposphere to stratosphere transport represented in a large-scale*model. — Geophysical Research Letters, 2008, vol. 35, L21806, 6 pp., doi: 10.1029/2008GL035673.

187. Hudson R. D., Frolov A. D., Andrade M. F., and Follette M. B. The total ozone field separated into meteorological regimes. Part I: defining the regimes. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2003, vol. 60, pp: 1669-1677.

188. Hudson R. D., Andrade M. F., Follette M. B., and Frolov A. D. The totaLozone field separated into meteorological regimes. Part II: Northern Hemisphere mid-latitude total ozone trends. - Atmospheric Chemistry and Physics, 2006, vol. 6, pp. 5183-5191.

189. Ivanova A. R., Chakina N. P., and Kuznetsova I. N. Stratospheric intrusion possible contribution to the ozone variability in the Kola Peninsula. — Proceedings of the XX Quadrennial Ozone Symposium, Kos, Greece, 1-8 June 2004, pp. 882-883.

190. James P., Stohl A., Forster C., Eckhardt S., Seibert P., and Frank A. A 15-year climatology of stratosphere-troposphere exchange with a Lagrangian particle dispersion model. 2. Mean climate and season variability. — Journal of Geophysical Research, 2003, vol. 108, No. D12, pp. 7-1-7-16.

191. Jiang Z. and Luo D. Study of the optimal precursors for blocking events. - Advances in Atmospheric Sciences, 2005, vol. 22, No. 3, pp. 408-414.

192. Jiang X., Pawson S./Camp C. D:, Nielsen J. E., Shia R.-L., Liao T., Limpasuvan V., and Yung Y. L. Interannual variability and trends of extratropical ozone. Part I: Northern Hemisphere. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2008, vol. 65, pp. 3013-3029.

193. Johnson R. H., Gallus W. A. Jr., and Vescio M. D. Near-tropopause vertical motion within the trailing stratiform region of a midlatitude squall line. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1990, vol. 47, No. 18, pp. 2200-2210.

194. Juckes M. Quasigeostrophic dynamics of the tropopause. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1994, vol. 51, No. 19, pp. 2756-2768.

195. Jukes M. A generalization of the transformed Eulerian-mean meridional circulation. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1997, vol. 127, pp. 147-160.

196. Jusem J. C. and Atlas R. Diagnostic evaluation of vertical motion forcing mechanisms by using Q-vector partitioning. - Monthly Weather Review, 1998, vol. 126, pp. 2166-2184.

197. Karpechko A., Lukyanov A., Kyro E., Khaikin S., Korshunov L., Kivi R., and Vomel H. The water vapour distribution in the Arctic lowermost stratosphere during LAUTLOS campaign and related transport processes including stratosphere-troposphere exchange. - Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2006, vol. 6, pp. 4727-4754.

198. Keyser D. and Shapiro M. A. A review of the structure and dynamics of upper-level frontal zones. - Monthly Weather Review, 1986, vol. 114, pp. 452-499.

199. Kim K.-E., Jung E.-S., Campistron B., and Heo B.-H. A physical examination of tropopause height and stratospheric air intrusion — a case study. — Journal of the Meteorological Society of Japan, 2001, vol. 79, No. 5, pp. 1093-1103.

200. Kinnersley J. J. and Tung K.K. Modeling the global interannual variability of ozone due to the equatorial QBO and to extratropical planetary wave variability. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1998, vol. 55, pp. 1417-1428.

201. Koch D. and Rind D. Berilliuml0/beryllium7 as a tracer of stratospheric transport. -Journal of Geophysical Research, 1998, vol. 103, No. D4, pp. 3907-3917.

202. Korty R. L. and Schneider T. A climatology of the tropospheric thermal stratification using saturation potential vorticity. - Journal of Climate, 2007, vol. 20, pp. 5977-5991.

203. Koshyk J. N.and Cho H.-R. Tropopause folds and surface front collapse. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1994, vol. 51, No. 10, pp. 1273-1281.

204. Kowol-Santen J. Numerische Analysen von Transport und Austauschprozessen in der Tropopausenregion der mittleren Breiten. - Mitt. Inst. Geophys. Meteorol. Univ. Koln 123, 1998,188 pp.

205. Kowol-Santen J., Elbern H., and Ebel A. Estimation of cross-tropopause air-mass fluxes at midlatitudes: comparison of different numerical methods and meteorological situations. — Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 4046-4057.

206. Kunz A., Schiller C., Rohrer F., Smit H. G. J., Nedelec P., and Spelten N. Statistical analysis of water vapour and ozone in the UT/LS observed during SPRUT and MOSAIC. -Atmospheric Chemistry and Physics, 2008, vol. 8, pp. 6603-6615.

207. Kushner P. J. and Polvani L. M. Stratisphere-troposphere coupling in a relative simple AGCM: the role of eddies. - Journal of Climate, 2004, vol. 17, pp. 629-639.

208. Lamarque J.-F. and Hess P. G. Cross-tropopause mass exchange and potential vorticity budget in a simulated tropopause folding. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1994, vol. 51, No. 15, pp. 2246-2269.

209. Lamarque J.-F., Langford A. O., and Proffitt M. H. Cross-tropopause mixing of ozone through gravity wave breaking: Observation and modeling. — Journal of Geophysical Research, 1996, vol. 101, pp. 22969-22976.

210. Lejenas H. and Okland H. Characteristics of Northern Hemisphere blocking as determined from a long time series of observational data. - Tellus, 1983, vol. 35a, pp. 350-362.

211. Liang Q., Douglass A. R., Duncan B. N., Stolarski R. S., and Witte J. C. The governing processes and timescales of stratosphere-to-troposphere transport and its contribution to ozone in the Arctic troposphere. — Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2008, vol. 8, pp. 19377-19414.

212. Lu H., Baldwin M. P., Gray L. J., and Jarvis M. J. Decadal-scale changes in the effect of the QBO on the northern stratospheric polar vortex. - Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D10114, pp. 1-14.

213. Luce H., Fukao S., Dalaudier F., and Crochet M. Strong mixing events near the tropopause with MU radar and high resolution balloon techniques. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2002, vol 59, No. 20, pp. 2885-2896.

214. Luo D., Huang F., and Diao Y. Interaction between antecedent planetary-wave envelope soliton blocking anticyclone and synoptic-scale eddies: Observations and theory. — Journal of Geophysical Research, 2001, vol. 106, No. D23, pp. 31795-31815.

215. Luo D., Li J., and Huang F. Life cycles of blocking flows associated with synoptic-scale eddies: Observed results and numerical experiments. — Advances in Atmospheric Sciences, 2002, vol. 19, No. 4, pp. 594-618.

216. Luo D., Liu J., and Li J. Interaction between planetary-scale diffluent flow and synoptic-scale waves during the life cycle of blocking. - Advances in Atmospheric Sciences, 2010, vol. 27, No. 4, pp. 807-831.

217. Lupo A. R. and Smith P. J. Climatological features of blocking anticyclones in the Northern Hemisphere. - Tellus, 1995, vol. 47a, pp. 439-456.

218. Lupo A. R. and Smith P. J. The interaction between a midlatitude blocking anticyclone and synoptic-scale cyclones that occurred during the summer season. - Monthly Weather Review, 1998, vol. 126, No. 2, pp. 502-515.

219. Mahoney M. J. Where is the tropopause? - Proceedings SOFIA Upper Science Opportunities Workshop, NASA Ames Research enter, Moffett Field, CA, 2004, pp. 19-23.

220. Manders A. M. Mi, Verkley W. T. M., Diepeveen J. J., and Moene A. R. Application of vorticity modification method to a case of rapid cyclogenesis over the Atlantic ocean. -Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2007, vol. 133, pp. 1755-1770.

221. Martius O., Schwierz C., and Davies H. C. Tropopause-level waveguides. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2010, vol. 67, pp. 866-879.

222. Martius O., Schwierz C., and Sprenger M. Dynamical tropopause variability and potential vorticity streamers in the Northern Hemisphere — a climatological analysis. — Advances in Atmospheric Sciences, 2008, vol. 25; No. 3, pp. 367-379.

223. Martius O., Zenklusen E., Schwierz C., and Davies H. C. Episodes of Alpine heavy precipitation with an overlying elongated stratospheric intrusion: A climatology. — International Journal of Climatology, 2006, vol. 26, pp. 1149-1164.

224. Masato G., Hoskins B. J., and Woollings T. J. Can the frequency of blocking be described by a red-noise process? - Journal of the Atmospheric Sciences, 2009, vol. 66, No. 7, pp. 2143-2149.

225. Massacand A. C., Wernli H., and Davies H. C. Heavy precipitation on the Alpine southside: An upper-level precursor. - Geophysical Research Letters, 1998, vol. 25, pp. 1435— 1438.

226. Meloen J., Siegmund P., van Velthoven P., Kelder H., Sprenger M., Wernli H., Kentarchos A., Roelofs G., Feichter J., Land C., Forster C., James P., Stohl A., Collins W,, and Cristofanelli P. Stratosphere-troposphere exchange: A model and method intercomparison. -Journal of Geophysical Research, 2003, vol. 108, No. D12, pp. 11-1 - 11-24.

227. Michel Y. Data assimilation of tropopause height using dry intrusion observations, -Monthly Weather Review, 2010, vol. 138, pp. 101-122.

228. Miyazaki K. and Iwasaki T. The gradient genesis of stratospheric trace species in the subtropics and around the polar vortex. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2007, vol. 65, pp. 490-508.

229. Mohanakumar K. Stratosphere-troposphere interactions. - Springer, 2008, 416 p.

230. Monks P.S. A review of the observations of origins of the spring ozone maximum. -Atmospheric Environment, 2000, vol. 34, pp. 3545-3561.

231. Moore G. W. K. The development of tropopause folds in two-dimensional models of frontogenesis. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1993, vol. 50, No. 15, pp. 2321-2334.

232. Morgan M. C. and Nielsen-Gammon J. Using tropopause maps to diagnose midlatitude weather systems. - Monthly Weather Review, 1998, vol. 126, pp. 2555-2579.

233. Moustaoui M., Joseph B., and Teitelbaum H. Mixing layer formation near the tropopause due to gravity wave-critical level interactions in a cloud-resolving model. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2004, vol. 61, pp. 3112-3124.

234. Muller A. and Wirth V. Resolution dependence of the tropopause inversion layer in an idealized model for upper-tropospheric anticyclones. — Journal* of the Atmospheric Sciences, 2009, vol. 66, pp. 3491-3497.

235. Muraki D. J. and Hakim G. J. Balanced Asimmetries of waves on the tropopause. -Journal of the Atmospheric Sciences, 2001, vol. 58, No. 3, pp. 237-252.

236. Nakamura H., Nakamura M., and Anderson J. L. The role of high- and low-frequency dynamics in blocking formation. — Monthly Weather Review, 1997, vol. 125, No. 9, pp. 20742093.

237. Nathan T. R. and Hodyss D. Troposphere-stratosphere communication through local vertical waveguides. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological. Society, 2010, vol. 136, pp. 12-19.

238. Newton C. W. Frontogenesis and frontolysis as a three-dimensional process. — Journal of Meteorology, 1954, vol. 11, pp. 449-461.

239. Nielsen-Gammon J. W. A visualization of the global dynamic tropopause.'- Bulletin of the American Meteorological Society, 2001, vol. 82, No. 6, pp. 1151- 1167.

240. Nielsen-Gammon J. W. IPV and the dynamic tropopause. - COMET, 2002.

241. O'Neill A. and Youngblut C. E. Stratospheric warmings diagnosed using the transformed Eulerian-mean equations and the effects of the mean state on wave propagation! - Journal of the Atmospheric Sciences, 1982, vol. 39, pp. 1370-1386.

242. Ottino J. M. The Kinematics of Mixing: Stretching, Chaos, and Transport. - Cambridge University Press, Cambridge, England, 1989, 364 p.

243. Palmen E. and Nagler K. M. The formation and structure of a large-scale disturbance in the westerlies. - Journal of Meteorology, 1949, vol. 6, pp. 227-242.

244. Patmore N. and Toumi R. An entropy-based measure of mixing at the tropopause. -Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2006, vol. 132, pp. 1949-1967.

245. Pelly J. L. and Hoskins B. J. How well does the ECMWF ensemble prediction system predict blocking? - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2003, vol. 129, pp. 1683-1702.

246. Penn S. Temperature and ozone variations near tropopause level over hurricane Isbell Octrober 1964. - Journal of Applied Meteorology, 1966, vol. 5, pp. 407-410.

247. Peters D. and Waugh D. W. Rossby wave breaking in the southern hemisphere wintertime upper troposphere. — Monthly Weather Review, 2003, vol. 131, pp. 2623-2634.

248. Plumb R. A. A "tropical pipe" model of stratospheric transport. - Journal of Geophysical Research, 1996, vol. 101, pp. 3989-4006.

249. Porcu F., Carrassi A., Medaglia C. M., Prodi F., and Mugnai A. A study on cut-off low vertical structure and precipitation in the Mediterranean region. - Meteorology and Atmospheric Physics, 2007, vol. 96, pp. 121-140.

250. Postel G. A. and Hitchman M. H. Climatology of Rossby wave breaking along the subtropical tropopause. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1999, vol. 56, pp. 359-373.

251. Postel G. A. and Hitchman M. H. Observational diagnosis of a Rossby wave breaking event along the subtropical tropopause. - Monthly Weather Review, 2001, vol. 129, pp. 25552569.

252. Poulida O., Dickerson R., and Heymsfield A. Stratosphere-troposphere exchange in a midlatitude mesoscale convective complex. 1. Observations. — Journal of Geophysical Research, 1996, vol. 101, pp. 6823-2836.

253. Price J. D. and Vaughan G. The potential for stratosphere-troposphere exchange in cutoff-low systems. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1993, vol. 119, pp. 343-365.

254. Pyle M. E., Keyser D., and Bosart L. F. A diagnostic study of jet streaks: Kinematic signatures and relationship to coherent tropopause disturbances. — Monthly Weather Review, 2004, vol. 132, pp. 297-319.

255. Ramamurthy M. K., Xu T.-Y. Structure and evolution of a tropopause fold during GALE IOP-1: An Eta model study. - Meteorology and Atmospheric Physics, 1994, vol. 53, pp. 161183.

256. Randel W. J. and Held I. M. Phase speed spectra of transient eddy fluxes and critical layer absorption. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1991, vol. 48, pp. 688-697.

257. Randel W. J. and Newman P. A. The stratosphere in the southern hemisphere, in meteorology of the southern hemisphere. - Monographs of the American Meteorological Society, 27, Karoly, D. J. and Vincent, D. G., eds, 1998, pp. 243-282.

258. Randel W. J. and Wu F. The polar summer tropopause inversion layer. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2010, vol. 67, pp. 2572-2581.

259. Randel W. J., Wu F., and Forster P. The extratropical tropopause inversion layer: Global observations with GPS data, and radiative forcing mechanism. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2007, vol.12 , pp. 4489-4496.

260. Randel W. J., Wu F., and Stolarsky R. Changes in column ozone correlated with the stratospheric EP flux. — Journal of the Meteorological Society of Japan, 2002, vol. 80, No. 4B, pp. 849-862.

261. Ratnam M. V., Tetzlaff G., and Jacobi C. Structure and variability of the tropopause obtained from CHAMP radio occultation temperatures profiles. - Earth Observation with CHAMP, Springer, 2004, pp. 579-584.

262. Ratnam M. V., Tsuda T., Mori S., and Kozu T. Modulation of tropopause temperature structure revealed by simultaneous radiosonde and CHAMP GPS measurements. - Journal of the Meteorological Society of Japan, 2006, vol. 84, No. 6, pp. 989-1003.

263. Ravetta F. and Ancellet G. Identification of dynamical processes at the tropopause during the decay of a cutoff low using high resolution airborne lidar ozone measurements. - Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 3252-3267.

264. Ravetta F., Ancellet G., Kowol-Santen J., Wilson R., and Nedeljkovic D. Ozone, temperature, and wind field measurements in a tropopause fold: Comparison with a mesoscale model simulation. - Monthly Weather Review, 1999, vol. 127, pp. 2641-2653.

265. Reed R. J. A study of characteristic type of upper-level frontogenesis. — Journal of Meteorology, 1955, vol. 12, pp. 226-237.

266. Reed R. J. and Danielsen E. F. Fronts in the vicinity of the tropopause. - Arch. Meteor. Geophys. Bioclim., 1959, All, pp.1-17.

267. Reichler T., Kushner P. J., and Polvani L. M. The coupled stratosphere-troposphere response to impulsive forcing from the troposphere. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2005, vol. 62, pp. 3337-3352.

268. Reid G. C. and Gage K. S. On the annual variation in height of the tropical tropopause. -Journal of the Atmospheric Sciences, 1981, vol. 38, pp. 1928-1938.

269. Reid S. and Vaughan G. Lamination in ozone profiles in the lower stratosphere. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1991, vol. 117, pp. 825-844.

270. Reider H., Staehelin J., Maeder J., Peter N., Ribater M., Davison A., Stuby R., Weihs P., and Holawe F. Extreme events in total ozonr jver Arosa. Part 2: Fingerprints of atmospheric dynamics and chemistry and effects on mean values and long-term changes. — Atmospheric Chemistry and Physics, 2010, vol. 10, pp. 10033-10045.

271. Rex D. F. Blocking action in the middle troposphere and its effect on regional climate. II. The climatology of blocking action. — Tellus, 1950, vol. 3, pp. 275-301.

272. Ribera P., Pena-Ortiz C., Anel J. A., Gimeno L., de la Torre L., and Gallego D. Quasi-biennial modulation of the Northern Hemisphere tropopause height and temperature. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D00B02.

273. Robinson G. D. The transport of minor atmospheric constituents between troposphere and stratosphere. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1980, vol. 106, pp. 227-253.

274. Room R., Míinnik A., and Luhamaa A. Non-hydrostatic semi-elastic hybrid-coordinate SISL extension óf HIRLAM. Part I: numerical scheme. - Tellus A, 2007, vol. 59, pp. 650-660.

275. Rosenlof K. H. Seasonal cycle of the residual mean meridional circulation- in- the stratosphere. - Journal of Geophysical Research, 1995, vol. 100 (D3), pp.5173-5191.

276. Rosenlof K. H. and Holton J. R. Estimates of the residual mean-meridional circulation-using the dowmward'control principle. — Journal of Geophysical Research; 1993, vol. 98, pp.* 10465-10479:

2111 Rossa A. M., Wernli H., and Davies H.C. Growth and decay of an extratropical cyclone's PY-tower. - Meteorology and Atmospheric Physics, 2000; vol-. 73, pp. 139-156. 278'. R0sting B., Kristjánsson J. E. Improving simulations of severe winter storms by initial! modification of potential vorticity in sensitive regions. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2006; vol..132, pp. 2625-2652.

279. Rubin M. J. Seasonal variations of the Antarctic tropopause. - Journal of Meteorology, 1953, vol. 10, pp. 127-134.

280. Salathé -E. P. Jr. and Smith R. B-. In situ observations of temperature microstructure above and-below the tropopause. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1992, vol. 49, No.21, pp. 2032-2036.

281. Salby M. L. and-Callaghan P. F. Interannual changes of the stratospheric circulation: relationship to ozone and tropospheric structure. - Journal of Climate, 2002, vol. 15, pp' 36733685.

282. Santer B. D., Sausen R., Wigley T. M-., Boyle J. S., AchutaRao K., Doutriaux C., Hansen J. E., Meehl G. A., Roeckner E., Ruedy R., and Taylor K. E.'<Behavior of tropopause height and atmospheric temperature in models, reanalysis and observations: Decadal'changes. — Journal of Geophysical Research, 2003, vol. 108 (Dl), 4002, doi:10.1029/2002JD002258.

283. Santer B. D„ Wigley T. M. L., Simmons A. J., Kallberg P. W., Kelly G. A., Uppala S. M., Ammann C., Boyle J. S., Brüggemann W., Doutriaux C., Fiorino M., Mears C., Meehl G. A., Sausen R:, Taylor K. E., Washington* W. M., Wehner M. F., and Wentz F. J. Identification of anthropogenic climate change using a second-generation reanalysis. - Journal of Geophysical Research, 2004, vol. 109, D21104, doi:10.1029/2004JD005075.

284. Sato K. and Dunkerton T. J. Layered structure associated with low potential vorticity near tropopause seen in high-resolution radiosondes over Japan. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2002, vol. 59, pp. 2782-2800.

285. Sato K., Tomikawa Y., Hashida G., Yamanouchi T., Nakajima H., and Sugita T. Longitudinally dependent ozone increase in the Antarctic polar vortex revealed by balloon and satellite observations. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2009; vol. 66, pp. 1807-1820.

286. Sausen R. and . Santer B; D. Use of changes in tropopause height to detect human; influences on climates-Meteorologishe Zeitschrift, 2003, vol: 12* pp: 131-136. 287i Sawyer Jt S. The significance;ofdynamic instabilitydm atmospheric motions. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1949,- vol. 75, pp. 364-374.

288<: Schmetz J. and TurpeinensO. Ms Estimation;'of- the upper tropospheric relative.humidity field; from; METEOSAT water vapor ; image data. - Journal; of Applied Meteorology,. 1988, vol. 27, pp. 889-899.

289; Schneider T. Zonal momentumibalance, potential vorticity, dynamics, and;mass fluxes on near-surface isentropes. - Journal'of the:Atmospheric Sciences, 2005, vol. 62, pp.. 1884-1900] • 290/ Schubert S. D. and Munteanu M.-J. An analysis of tropopause pressure and total ozone correlations. - Monthly Weather Review, 1988, vol. 116, pp. 569-582.

291. Schuepbach E., Davies T. Di, andiMassacand A. C. An unusualtspringtime ozone episode athigh elevation inithe Swiss Alps: Contribution both fronr.cross-tropopause exchange and«from: the boundary layer. - Atmospheric Environment, 1999a, vol. 33, pp. 1735-1744.

292. Schuepbach'.E.j.Davies-T. Dij MassacandvA. G., and* WerniïiH. Mesoscale: modeling of vertical atmospheric transport in the Alps associated-with the advection of a tropopause fold — a winter ozone episode;-Atmospheric.Environment, 1999bj.vol; 33i pp. 3613-3626::

293. Seidel D. J. and Randel W. J. Variability and trends in thè global tropopause.estimated from radiosonde data. — Journal; of Geophysical Research; 2006; vol. Ill, D21101, doi: 10.1029/2006J D007363 ;

294. Semane N., PeuchrV.-H., El'Amraoui:E.,.Bencherif Ht, Massart S;, Gariolle D:, Attié J.-L., and Abida R; An observed and analysed stratospheric ozone intrusion over the high Canadian Arctic UTLS region during the summer of 2003. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2007, vol. 133, pp. 171-178.

295: Senik I. A. and; Elansky N.F. Surface Ozone Concentration Measurements at the Kislovodsk, High-Altitude Scientific Station: Temporal: Variations and Trends. — Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics, 2001, vol. 37, Suppl. 1, pp. 110-119.

296. Seo K.-H. and; Bowman K. P. Lagrangian: estimate of global stratosphere-troposphere mass exchange. - Journal of Geophysical-Research, 2002, vol. 107, No. D21, 4555, doi: 10.1029/2002JD002441.

297. Shakina N. P., Ivanova A. R., Elansky N. F., and Markova T. A. Transcontinental; Observations of surface ozone concentration in TROICA Experiments:: 2. The effect of stratosphere-troposphere exchange. - Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics, 2001, vol. 37, Suppl. 1, pp. 539-548.

298. Shapiro M. A. The role of turbulent heat flux in the generation of potential vorticity in the vicinity of upper-level jet streams systems. — Monthly Weather Review, 1976, vol. 104, pp. 892-906.

299. Shapiro M. A. Further evidence of the mesoscale and turbulent structure of upper level jet stream-frontal zone systems. — Monthly Weather Review, 1978, vol. 106, pp. 1100-1 111.

300. Shapiro M. A., Hampel T., and Krueger A. J. The Arctic tropopause fold. — Monthly Weather Review, 1978, vol. 115, pp. 444-454.

301. Shepherd T. G. Issues in stratosphere-troposphere coupling. - Journal of the Meteorological Society of Japan, 2002, vol. 80, No. 4B, pp. 769-792.

302. Sherwood S. C., Meyer C. L., and Allen R. J. Robust tropospheric warming revealed by iteratively homogenized radiosonde data. - Journal of Climate, 2008, vol. 21, pp. 5336-5350.

303. Siegmund M. On the coupling between the stratosphere and the troposphere. — Eindhoven: Technische Universitet Eindhoven, Proefschrift, 2003.

304. Simmons A. J. Planetary-scale disturbances in the polar winter stratosphere. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1974, vol. 100, pp. 76-108.

305. Smith A. K. and Matthes K. Decadal-scale periodicities in the stratosphere associated with the solar cycle and the QBO. - Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D05311, 1-16.

306. Smy L. A. and Scott R. K. The influence of stratospheric potential vorticity on baroclinic instability. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2009, vol. 135, pp. 16731683.

307. Son S.-W. and Polvani L. M. The dynamical formation of an extratropical tropopause inversion layer in a relative simple general circulatiom model. — Geophysical Research Letters, 2007, vol. 34, LI7086, doi:10.1029/2007GJ030564.

308. Son S.-W., Lee S., and Feldstein S.B. Interseasonal variability of the zonal-mean extratropical tropopause height. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2007, vol. 64, pp. 608620.

309. Son S.-W., Polvani L. M., Waugh D. W., Birner T., Akiyoshi H., Garcia R. R., Gettelman A., Plummer D. A., and Rozanov E. The impact of stratospheric ozone recovery on tropopause height trends. - Journal of Climate, 2009, vol. 22, pp. 429-445.

310. Song Y. and Nakamura N. Eady instability of isolated baroclinic jets with meridionally varying tropopause height. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2000, vol. 57, pp. 46-65.

311. Sprenger M. and Wernli H. A northern hemispheric climatology of cross-tropopause exchange for the ERA-15 time period (1979-1993). - Journal of Geophysical Research, 2003, vol. 108, 8521, doi: 10.1029/2002JD002636.

312. Sprenger M., Wernli H., and Bourqui M. Stratosphere-troposphere exchange and its relation to potential vorticity streamers and cutoffs near the extratropical tropopause. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2007, vol. 64, pp. 1587-1602.

313. Steinbrecht, W., Claude H., Köhler U., Hoinka K.P. Correlations between tropopause height and total ozone: Implications for long term changes. - Journal of Geophysical Research, 1998, vol. 103, pp. 19183-19192.

314. Stajner I., Wargan K, Pawson S., Hayashi-H., Chang L.-P., Hudman R. C., Froidevaux L., Livesey N., Levelt P. F., Thompson A. Ml, Tarasick D. W., Stübi R., Andersen S. B., Yela M., König-Langlo G., Schmidlin F. J., and Witte J. C. Assimilated ozone from EOS-Aura: Evaluation of the tropopause region and tropospheric columns. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D16S32, pp. 1-17.

315. Staley D. O. Evaluation of potential-vorticity changes near the tropopause and the related vertical motions, veitical advection of vorticity, and transfer of radioactive debris from stratosphere to troposphere. - Journal of Meteorology, 1960, vol. 17, pp. 591-620.

316. Staten P. W. and Reichler T. Use of radio occultation foi long-term tropopause studies: Uncertainties, biases, and instabilities. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, DOOBO5, pp. 1-14.

317. Steinbrecht W., Claude Y., Kohler U., and Hoinka K. P. Correlation between tropopause height and total ozone: Implications for long-term changes. - Journal of Geophysical Research, 1998, vol. 103, No. 19, pp. 183-192.

318. Stohl A. A 1-year Lagrangian "climatology" af airstreams in the Northern Hemisphere troposphere and lowermost stratosphere. — Journal of Geophysical Research; 2001, vol. 106, No. D7, pp: 7263-7279.

319. Stohl A., Wernli H., James P., Bourqui M., Forster C., Linger MA., Seibert P., and Sprenger M. A new perspective of stratosphere-troposphere exchange. - Bulletin of the American Meteorological Society, 2003b, No. 11, pp. 1565-1573.

320. Stohl A., Spichtinger-Rakowsky N., Bonasoni P., Feldmann H., Memmesheimer M., Scheel E., Trickl T., Hubener S., Ringer W., and Mandl M. The influence of stratospheric intrusions and ozone concentrations. - Atmospheric Environment, 2000, vol. 34, pp. 1323-1354.

321. Stohl A., Bonasoni P., Cristofanelli P., Collins W., Feichter J., Frank A., Forster C., Gerasopoulos E., Gäggeler H., James P., Kentarchos T., Kromp-Kolb H., Krüger B., Land C., Meloen J., Papayannis A., Priller A., Seibert P., Sprenger M., Roelofs G. J., Scheel H. E., Schnabel C., Siegmund P., Tobler L., Trickl T., Wernli H., Wirth V., Zanis P., and Zerefos C. Stratosphere-troposphere exchange: A review, and what we have learned from STACCATO. -Journal of Geophysical Research, 2003a, vol. 108, No. D12, pp. 1-1 - 1-15.

322. Strong; C. and'; Davis RiE. Winter jet stream trends over the: Northern hemisphere. .— Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2007, vol. 133, pp. 2109-2115.

323. Sturaro G. A closer look at the climatological discontinuities present in the NGEP/NCAR reanalysis temperature:due to>the introduction of satellite data. — Clim Dyn., 2003, vol: 21, pp. 309-316.

324. TanakaH. L., Kanohgi R., and; Yasunari T. Recent abrupt intensification of the northern polar vortex since 1988. - Journal of the Meteorological Society of Japan, 1996, vol. 74, pp. 947-954.. . . "

325. Tarasova O: A., Kuznetsov G. Ii, Elansky N. F., Senik I, A., Ivanova A. R;, Kuznetsova I. N., Chakina N. Pi, and Rocmer M: G: Mi. Preliminary results of LOTOS model application for Russia-Proceedings of SPIE. - The International Society for Optical'Engineering, 2004, T. 5396, pp. 99-110.

326; Tenenbaum; J;. Jet stream* wind: comparisons of aircraft observations with analyses; -Weather,and:Forecasting, 1996; vol. 11, pp.-188-197.

327. Terao1 Y., Logan J: A1., Douglass A..R.,.andiStolarski R. S. Contribution of stratospheric ozone to the interannual variability of tropospheric ozone in.the northern- extratropics. — Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, D18309, pp. 1-9. '

328. Thompson D. W. J. and Wallace j. M. The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotentiar height and temperature fields: — Geophysical Research Letters, 1998, vol. 25, pp. 1297-1300. y

329: Thorncroft C. D., Hoskins B. J., and Mclntyre M. E. Two paradigms of baroclinic-wave life-cycle; behavior. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological: Society, 1993, vol: 119, pp. 17-55.

330 • Thorpe A. Diagnosis of balanced vortex structure using potential; vorticity. — Journal of the Atmospheric Sciences, 1985, No. 4, pp.397-406.

331. Thorpe A. Attribution and its application to mesoscale structure associated with tropopause fold. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1997, vol. 123, pp.2377-2399.

332; Thouret V., Marenco A., Logan J., Nedelec P., and C. Grouhel. Comparisons of ozone measurements from the MOZAIC airborne, program and the ozone sounding network at eight locations.-Journal of Geophysical Research, 1998, vol. 103j pp. 25 695-25 720. 333. Thouret V., Cammas J:-P:, Sauvage B., Athier.G., Zbinden R., Nedelec P., Simon P., and Karcher F.. Tropopause referenced ozone climatology and^ inter-annual variability from the MOZAIC programme. - Atmospheric Chemistry and.Physics, 2006, vol. 6; pp. 1033-1051.

334. Thuburn J. and Craig G. C. GCM tests of theories for the height of the tropopause. -Journal of the Atmospheric Sciences, 1997, vol. 54, pp. 869-882.

335. Thuburn J: and Craig G. C. Stratospheric influence on tropopause height: the radiative constraint. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2000, vol. 57, pp. 17-28.

336. Tian W., Chipperfield M. P., and Lti D. Impact of increasing stratospheric water vapor on ozone depletion and temperature change. - Advances in Atmospheric Sciences, 2009, vol. 26, No. 3, pp. 423-437.

337. Tibaldi S. and Molteni F. On the operational predictability of blocking. - Tellus, 1990, vol. 42a, pp. 343-365.

338. Tomikawa Y., Sato>K., and Shepherd T.G. A diagnostic study on waves of the tropopause. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2006, vol. 63, pp. 3315-3332.

339: Tsidulko M. and Alpert Pi Synergism of upper-level potential vorticity and mountains in Genoa lee cyclogenesis — a numerical study. - Meteorology and Atmospheric Physics, 2001, vol. 78, pp. 261-285.

340. Tyrlis E. and Hoskins B. J. The morphology of Northern Hemisphere blocking. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2008, vol. 65, No. 5, pp. 1653-1665.

341. Varotsos C., Cartalis C., Vlamakis A., Tzanis C., and Keramitsoglou I. The long-term coupling between column ozone and tropopause properties. — Journal of Climate, 2004, vol. 17, pp.3843-3854.

342. Vaughan G. and Worthington R. M. Break-up of a stratospheric streamer observed by MST radar. - Quarterly Journal1 of the Royal Meteorological Society, 2000, vol. 126, pp; 17511769.

343. Verkley W. M. T. Tropopause dynamics and' planetary waves. - Jourrfal of the Atmospheric Sciences, 1994, vol. 51, No. 4, pp. 509-529:

344. Vigliarolo P., Vera C., and Diaz S. Synoptic-scale variability and its relationship with total ozone and Antarctic vortex displacement. — Monthly Weather Review, 2005, vol. 133, pp. 2374-2386.

345. Wandshin M.S., Nielsen-Gammon J. W., and Keyser D. A potential vorticity diagnostic approach to upper-level frontogenesis within a developing baroclinic wave. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2000, vol. 57, pp. 3918-3938.

346. Wang S. and Zhang F. Sensitivity of mesoscale gravity waves to the baroclinicity of jet — front systems. - Monthly Weather Review, 2007, vol. 135, pp. 670-688.

347. Waugh D. W. Seasonal variation of isentropic transport out of the tropical stratosphere. — Journal of Geophysical Research, 1996, vol. 101, pp. 4007-4023.

348. Waugh D. W. and Funatsu B. M. Intrusions into the tropical upper troposphere: Three-dimensional structure and accompanying ozone and OLR distributions. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2003, vol. 60, pp. 637-653.

349. Waugh D. and Polvani L. Climatology of intrusions into the tropical upper troposphere. -Geophysical Research Letters, 2000, vol. 27, pp. 3857-3860.

350. Wernli H. and Burqui M. A one-year Lagrangian "climatology" of (deep)' cross-tropopause exchange on extratropical northern hemisphere. — Journal of Geophysical Research, 2002, vol. 107,4021, doi:10.29/2001JD000812.

351. Wernli H. and Davies H.C. Lagrangian-based analysis of extratropical cyclones. I: The merhod and some applications. — Quarterly Journal of the Royal Meteorological'Society, 1997, vol. 123, pp. 467-489:

352. Wernli H. and Sprenger M. Identification and ERA-15 climatology of potential vorticity streamers and cutoffs near the extratropical tropopause. - Journal of the Atmospheric Sciences, 2007, vol. 64, pp. 1569-1586.

353. Wiedenmann J. M., Lupo A. R:, Mokhov 1.1., and Tikhonova E. A. The climatology of blocking anticyclones for the Northern and Southern hemispheres: Block intensity as a diagnostic. - Journal of Climate, 2002, vol. 15, No. 12, pp. 3459-3473.

354. Williams G. P. Circulation sensitivity to tropopause height. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2006, vol. 63, pp. 1954-1961.

355. Williams R. T. Atmospheric frontogenersis: a numerical experiment. - Journal of the Atmospheric Sciences, 1967, vol: 24, No. 6, pp. 627-641.

356. Wirth V. Diabatic heating in an axysimmetric cut-off cyclone and related stratosphere-troposohere exchange. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1995, vol. 121, pp. 127-147.

357. Wirth V. Thermal versus dynamical tropopause in-upper tropospheric balanced flow anomalies. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2000, vol. 126, pp. 299317.

358. Wirth V. Cyclone-anticyclone asymmetry concerning the height of the thermal' and dynamical tropopause. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2001, vol. 58, pp. 26-37.

359. Wirth V., Appenzeller C., and Juckes M. Signatures of induced vertical air motion accompanying quasi-horizontal roll-up of stratospheric intrusions. — Monthly Weather Review, 1997, vol. 125, pp. 2504-2519.

360. Wirth V., Borth H., Lopez J.-F., Panhans W.-G., Riemer M., and Szabo T. Dynamics in the extratropical tropopause region: a case of transition between dynamically active and passive

tracer advection? - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2005, vol. 131, pp. 247-257.

361. WMO: Definition of the tropopause. - WMO Bull., 1957, No. 6, 136 p.

362. WMO : Atmospheric ozone 1985. - WMO, 1986, Techn. Rep., 16, Geneva.

363. WMO: Scientific assessment of ozone depletion: 2006 — WMO, Global Ozone Res. and Monit. Proj. Rep. 50, 2007, 572 pp., Geneva.

364. WMO: Guide to meteorological instruments and methods of observation WMO. No. 8 (Seventh edition) August 2008.

365. Wroblewski D. E., Coté О. R., Hacker J. M., and Dobosy R. J. Velocity and temperature structure functions in the upper troposphere and lower stratosphere from high resolution aircraft

"measurements. — Journal of the Atmospheric Sciences, 2010, vol.67, No.4, pp. .1157-1170.

366. Yang H. and Tung K. K. Cross-isentropic stratosphere-troposphere exchange of mass and water vapor. - Journal of Geophysical Research, 1996, vol. 100 (D5), pp. 9413-9423.

367. Zahn A., Brenninkmeijer C. A. M., and van Velthoven P. F. J. Passenger airciaft project CARIBIC 1997-2002. Part I: the extratropical chemical tropopause. — Atmospheric Chemistry and Physics Discussion, 2004, vol. 4, pp. 1091-1117.

368. Zangl G. and Hoinka K. P. The tropopause in polar regions. - Journal of Climate, 2001, vol. 14, pp. 3317-3139.

369. Zangl G. and Wirth Y. Synoptic-scale variability of the polar and subpolar tropopause: data analysis and idealized PV inversions. - Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2002, vol. 128, pp. 2301-2315.

370. Zanis P., Trickl T., Stohl A., Wernli H., Cooper O., Zerefos C., Gaeggeler H., Schnabel C., Tobler L., Kubik P. W., Priller A., Scheel H. E., Kanter H. J., Cristofanelli P., Forster C., James P., Gerasopoulos E., Delcloo A., Papayannis A., and Claude H. Forecast, observation and modeling of a deep stratospheric intrusion event over Europe. - Atmospheric Chemistry and Physics, 2003, vol. 3, pp. 763-777.

371. Zhao Y. and Li, J. Discrepancy of mass transport between the Northern and Southern Hemispheres among ERA-40, NCEP/NCAR, NCEP-DOE AMIP-2, and JRA-25 reanalysis. -Geophysical Research Letters, 2006, vol. 33, L20804, doi:10.1029/2006GL027287.

372. Zhou X.-L., Geller M. A., and Zhang M. Cooling trend of the tropical cold point tropopause temperatures and its implications. — Journal of Geophysical Research, 2001a, vol. 106, pp. 1511-1522

373. Zhou X.-L., Geller M. A., and Zhang M. Tropical cold point tropopause characteristics derived from ECMWF reanalyses and soundings. — Journal of Climate, 2001b, vol. 14, pp. 1823-1838.

374. Zurek R. W., Manney G. L., Miller A. J., Gelman M. E., and Nagatani R. M. Interannual variability of the north polar vortex in the lower stratosphere during the UARS mission. -Geophysical Research Letters, 1996, vol. 23, pp. 289-292.