Атмосферні річки як індикатор мінливості циркуляції: між Атлантикою та Чорноморським регіоном
DOI:
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2026-64-23Ключові слова:
атмосферні річки, індекси циркуляції, кореляційний аналіз, перенесення вологи, атмосферні опади, сезонна мінливість, Східна Європа, Атлантико- Європейський сектор, реаналізАнотація
Метою статті є виявлення статистичних зв’язків між частотою атмосферних річок в Атлантико-Європейському секторі та основними індексами циркуляції, а також аналіз потенційних відгуків цих явищ у Східній Європі. Методологія дослідження базується на використанні каталогу атмосферних річок (Guan, 2021), де ідентифікацію атмосферних річок здійснено за підходом Б. Гуана та Д. Валайзера (Guan & Waliser, 2019) з урахуванням інтегрального перенесення водяної пари (IVT) на основі даних реаналізу ERA-Interim. Для кореляційного аналізу використано індекси циркуляції NAO, PE, EA/WR, SCAND, а також місячні суми опадів із бази даних ClimUAd. Встановлено, що атмосферні річки в Атлантико-Європейському секторі характеризуються чіткою сезонністю з найвищою частотою їхньої появи взимку та мінімумом влітку. Виявлено просторово неоднорідні зв’язки між повторюваністю АР та основними типами великомасштабної атмосферної циркуляції. Для індексу NAO додатна кореляція з повторюваністю АР спостерігається в Північно-Західній Європі, а від’ємна – у Східному Середземномор’ї та регіоні Чорного моря, що може бути пов’язано зі змінами положення та інтенсивності струменевих течій і їхнім впливом на траєкторії АР. Для індексу SCAND переважно від’ємні значення коефіцієнта кореляції над континентальною Європою можуть свідчити про вплив блокуючих процесів на повторюваність і траєкторії АР. Для індексу EA/WR найбільший обернений зв’язок у Східній Європі спостерігається протягом періоду листопад– лютий. Для індексу PE зв’язки слабші, але вказують на потенційний вплив зміщень арктичного фронту на траєкторії АР. Статистично значущі зв’язки між частотою АР в окремих регіонах та індексами циркуляції підкреслюють роль великомасштабної динаміки атмосфери у формуванні траєкторій АР. Виявлено, що в осінньо-зимовий період збільшення кількості випадків атмосферних річок у Східній Європі тісно корелює з додатними аномаліями опадів на заході та півночі України, зокрема в Карпатах. Влітку, навпаки, на півдні та сході України спостерігається зворотна залежність (вища частота АР пов’язана з меншою кількістю опадів), що можна пояснити зміною механізму формування основної частки опадів у загальній сумі за рахунок переважання локальних конвективних процесів, що супроводжуються сильними опадами.
Посилання
Barnston, A.G. & Livezey, R.E. (1987). Classifications, Seasonality, and Persistence of Low-Frequency Atmospheric Circulation Patterns. Monthly Weather Review, 115, 1083–1126. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1987)115%3C1083:CSAPOL%3E2.0.CO;2
2. Benedict, I., Ødemark, K., Nipen, T., & Moore, R. (2019). Large-Scale Flow Patterns Associated with Extreme Precipitation and Atmospheric Rivers over Norway. Monthly Weather Review, 147(4), 1415–1428. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0362.1
3. Dacre, H. F., & Clark, P. A. (2025). A kinematic analysis of extratropical cyclones, warm conveyor belts and atmospheric rivers. Npj Climate and Atmospheric Science, 8(1), 97. https://doi.org/10.1038/s41612-025-00942-z
4. Espinoza, V., Waliser, D. E., Guan, B., Lavers, D. A., & Ralph, F. M. (2018). Global Analysis of Climate Change Projection Effects on Atmospheric Rivers. Geophysical Research Letters, 45(9), 4299–4308. https://doi.org/10.1029/2017GL076968
5. Francis, D., Fonseca, R., Bozkurt, D., Nelli, N., & Guan, B. (2024). Atmospheric River Rapids and Their Role in the Extreme Rainfall Event of April 2023 in the Middle East. Geophysical Research Letters, 51(12), e2024GL109446. https://doi.org/10.1029/2024GL109446
6. Guan, B. (2021). AR Reanalysis Database [Dataset] Retrieved from: https://ucla.box.com/ARcatalog
7. Guan, B., Molotch, N. P., Waliser, D. E., Fetzer, E. J., & Neiman, P. J. (2013). The 2010/2011 snow season in California’s Sierra Nevada: Role of atmospheric rivers and modes of large-scale variability: Atmospheric Rivers and Modes of Large-Scale Variability. Water Resources Research, 49(10), 6731–6743. https://doi.org/10.1002/wrcr.20537
8. Guan, B., & Waliser, D. E. (2015). Detection of atmospheric rivers: Evaluation and application of an algorithm for global studies. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120(24), 12514–12535. https://doi.org/10.1002/2015JD024257
9. Guan, B., & Waliser, D. E. (2019). Tracking Atmospheric Rivers Globally: Spatial Distributions and Temporal Evolution of Life Cycle Characteristics. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(23), 12523–12552. https://doi.org/10.1029/2019JD031205
10. Henny, L., & Kim, K.-M. (2025). The Changing Nature of Atmospheric Rivers. Journal of Climate, 38(6), 1435–1456. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0234.1
11. Hurrell, J. W. (1995). Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation: Regional Temperatures and Precipitation. Science, 269(5224), 676–679. https://doi.org/10.1126/science.269.5224.676
12. Indices CPC_Indices Northern Hemisphere Teleconnection Indices. [Dataset]. https://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.Indices/.CPC_Indices/.NHTI/
13. Ionita, M., Nagavciuc, V., & Guan, B. (2020). Rivers in the sky, flooding on the ground: The role of atmospheric rivers in inland flooding in central Europe. Hydrology and Earth System Sciences, 24(11), 5125–5147. https://doi.org/10.5194/hess-24-5125-2020
14. Kwon, Y., & Son, S.-W. (2025). Future projection of East Asian atmospheric rivers in high-resolution climate models. Weather and Climate Extremes, 48, 100776. https://doi.org/10.1016/j.wace.2025.100776
15. Lavers, D. A., & Villarini, G. (2015). The contribution of atmospheric rivers to precipitation in Europe and the United States. Journal of Hydrology, 522, 382–390. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.12.010
16. Liberato, M. L. R., Ramos, A. M., Trigo, R. M., Trigo, I. F., Durán-Quesada, A. M., Nieto, R., & Gimeno, L. (2012). Moisture sources and large-scale dynamics associated with a flash flood event. In J. Lin, D. Brunner, C. Gerbig, A. Stohl, A. Luhar, & P. Webley (Eds.), Lagrangian Modeling of the Atmosphere (pp. 111–126). American Geophysical Union. https://doi.org/10.1029/2012GM001244
17. Maclennan, M. L., Winters, A. C., Shields, C. A., Thaker, R., Barthelemy, L., Codron, F., & Wille, J. D. (2025). Rising atmospheric moisture escalates the future impact of atmospheric rivers in the Antarctic climate system. Communications Earth & Environment, 6(1), 369. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02333-x
18. Massoud, E. C., Espinoza, V., Guan, B., & Waliser, D. E. (2019). Global Climate Model Ensemble Approaches for Future Projections of Atmospheric Rivers. Earth’s Future, 7(10), 1136–1151. https://doi.org/10.1029/2019EF001249
19. Michel, C., Sorteberg, A., Eckhardt, S., Weijenborg, C., Stohl, A., & Cassiani, M. (2021). Characterization of the atmospheric environment during extreme precipitation events associated with atmospheric rivers in Norway–Seasonal and regional aspects. Weather and Climate Extremes, 34, 100370. https://doi.org/10.1016/j.wace.2021.100370
20. Mundhenk, B. D., Barnes, E. A., & Maloney, E. D. (2016). All-Season Climatology and Variability of Atmospheric River Frequencies over the North Pacific. Journal of Climate, 29(13), 4885–4903. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0655.1
21. Osadchyi, V., Skrynyk, O., Sidenko, V., Aguilar, E., Guijarro, J., Szentimrey, T., Skrynyk, O., Bihari, Z., Palamarchuk, L., Oshurok, D., Kravchenko, I., & Pinchuk, D. (2025). ClimUAd: Observation‐Based Gridded Daily Climate Data for Ukraine, 1946–2020. Geoscience Data Journal, 12(2), e70000. https://doi.org/10.1002/gdj3.70000
22. Paltan, H., Waliser, D., Lim, W. H., Guan, B., Yamazaki, D., Pant, R., & Dadson, S. (2017). Global Floods and Water Availability Driven by Atmospheric Rivers. Geophysical Research Letters, 44(20). https://doi.org/10.1002/2017GL074882
23. Patricola, C. M., Wehner, M. F., Bercos-Hickey, E., Maciel, F. V., May, C., Mak, M., Yip, O., Roche, A. M., & Leal, S. (2022). Future changes in extreme precipitation over the San Francisco Bay Area: Dependence on atmospheric river and extratropical cyclone events. Weather and Climate Extremes, 36, 100440. https://doi.org/10.1016/j.wace.2022.100440
24. Payne, A. E., Demory, M.-E., Leung, L. R., Ramos, A. M., Shields, C. A., Rutz, J. J., Siler, N., Villarini, G., Hall, A., & Ralph, F. M. (2020). Responses and impacts of atmospheric rivers to climate change. Nature Reviews Earth & Environment, 1(3), 143–157. https://doi.org/10.1038/s43017-020-0030-5
25. Pradhan, S., Wasko, C., & Peel, M. C. (2025). Atmospheric rivers and Australian precipitation: Impact of detection algorithm choice. Journal of Hydrology, 651, 132586. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132586
26. Ralph, F. M., Wick, G. A., Neiman, P. J., Moore, B. J., Spackman, J. R., Hughes, M., Yong, F., & Hock, T. (2012). Atmospheric rivers in reanalysis products: A six-event comparison with aircraft observations of water vapor transport. WCRP Reanalysis Conference, Silver Spring, MD. https://www.wcrp-climate.org/ICR4/posters/Hughes_Atmospheric_Rivers.pdf
27. Ralph, F. M., Iacobellis, S. F., Neiman, P. J., Cordeira, J. M., Spackman, J. R., Waliser, D. E., Wick, G. A., White, A. B., & Fairall, C. (2017). Dropsonde Observations of Total Integrated Water Vapor Transport within North Pacific Atmospheric Rivers. Journal of Hydrometeorology, 18(9), 2577–2596. https://doi.org/10.1175/JHM-D-17-0036.1
28. Ralph, F. M., Rutz, J. J., Cordeira, J. M., Dettinger, M., Anderson, M., Reynolds, D., Schick, L. J., & Smallcomb, C. (2019). A Scale to Characterize the Strength and Impacts of Atmospheric Rivers. Bulletin of the American Meteorological Society, 100(2), 269–289. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-18-0023.1
29. Shchehlov, O., Shpyg, V., & Fomichev, N. (2022). Atmospheric rivers: Potential impact on atmospheric processes and meteorological phenomena on the territory of Ukraine. Meteorology. Hydrology. Environmental monitoring, 2(2), 4–10. https://doi.org/10.15407/Meteorology2022.02.004
30. Shchehlov, O., Shpyg, V., Povshyk, T., & Fomichev, N. (2024). Influence of atmospheric rivers on extreme precipitation in western Ukraine. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series Geology. Geography. Ecology, 60, 292–304. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2024-60-21
31. Shields, C. A., Li, H., Castruccio, F. S., Fu, D., Nardi, K., Liu, X., & Zarzycki, C. (2024). Response of the upper ocean to northeast Pacific atmospheric rivers under climate change. Communications Earth & Environment, 5(1), 603. https://doi.org/10.1038/s43247-024-01774-0
32. Shields, C. A., Payne, A. E., Shearer, E. J., Wehner, M. F., O’Brien, T. A., Rutz, J. J., Leung, L. R., Ralph, F. M., Marquardt Collow, A. B., Ullrich, P. A., Dong, Q., Gershunov, A., Griffith, H., Guan, B., Lora, J. M., Lu, M., McClenny, E., Nardi, K. M., Pan, M., … Zarzycki, C. (2023). Future Atmospheric Rivers and Impacts on Precipitation: Overview of the ARTMIP Tier 2 High‐Resolution Global Warming Experiment. Geophysical Research Letters, 50(6), e2022GL102091. https://doi.org/10.1029/2022GL102091
33. Vallejo-Bernal, S. M., Wolf, F., Boers, N., Traxl, D., Marwan, N., & Kurths, J. (2023). The role of atmospheric rivers in the distribution of heavy precipitation events over North America. Hydrology and Earth System Sciences, 27(14), 2645–2660. https://doi.org/10.5194/hess-27-2645-2023
34. Waliser, D., & Guan, B. (2017). Extreme winds and precipitation during landfall of atmospheric rivers. Nature Geoscience, 10(3), 179–183. https://doi.org/10.1038/ngeo2894
35. Wang, S., Ma, X., Zhou, S., Wu, L., Wang, H., Tang, Z., Xu, G., Jing, Z., Chen, Z., & Gan, B. (2023). Extreme atmospheric rivers in a warming climate. Nature Communications, 14(1), 3219. https://doi.org/10.1038/s41467-023-38980-x
36. Wang, Z., Ding, Q., Wu, R., Ballinger, T. J., Guan, B., Bozkurt, D., Nash, D., Baxter, I., Topál, D., Li, Z., Huang, G., Chen, W., Chen, S., Cao, X., & Chen, Z. (2024). Role of atmospheric rivers in shaping long term Arctic moisture variability. Nature Communications, 15(1), 5505. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49857-y
37. Zhu, Y., & Newell, R. E. (1998). A Proposed Algorithm for Moisture Fluxes from Atmospheric Rivers. Monthly Weather Review, 126(3), 725–735. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1998)126%3C0725:APAFMF%3E2.0.CO;2
