An impact of the Ural blocking on the Kazakhstan climate and extreme weather and its relationship with the teleconnection patterns

Abstract

본 연구는 우랄 블로킹의 특성과 이것이 카자흐스탄에 미치는 영향에 대해 조사하며, 이는 카자흐스탄 경제의 근간 중 하나인 농업의 발전이 블로킹과 같은 기상 및 기후 조건에 달려 있다는 점에서 출발한다. 우랄 블로킹 고기압은 인간 생활에 상당한 어려움을 주는 극한 기상 현상들을 일으킬 수 있다. 우랄 블로킹의 한 예로 2010년의 장기적인 여름철 블로킹을 들 수 있다. 2010년 우랄 블로킹 고기압은 파키스탄에 심각한 홍수를 유발했고, 동시에 러시아 서부 지역에는 심한 폭염, 가뭄 및 큰 산불이 일어났다. 이러한 극한 기상 현상들은 국가에 커다란 경제적 피해를 주었고, 그 당시 인간 사망률을 증가시켰다. 이렇듯, 우랄 블로킹 고기압은 지역의 기상을 조절하는 데에 중요한 역할을 하기 때문에, 이것의 특성과 진행을 보다 세밀하게 이해할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 우랄 블로킹의 특성, 원격상관 패턴과의 관계 및 블로킹이 카자흐스탄 기후 및 극한 기상 현상에 미치는 영향을 살펴보는 것이다. 본 연구는 1979–2012년 기간의 재분석자료를 사용하며, 시간차 합성 지도(lagged composite maps) 및 상관관계 분석을 토대로 한다. 연구 결과, 우랄 블로킹은 카자흐스탄의 서북부에서 고기압 편차와 관련된 순환을 일으키며 평균적으로 5–6일 동안 발생한다. 스칸디나비아, 동 대서양-서 러시아, 동 대서양 원격상관 패턴들은 각기 다른 계절에 우랄 블로킹 고기압의 발생에 영향을 주는 것으로 나타났다. 우랄 블로킹 고기압은 지상 2미터 기온의 음의 편차를 만들며 그 중심은 카자흐스탄에 위치한다. 우랄 블로킹 고기압과 관련된 기온 변화는 수평 이류, 단열 가열/냉각을 포함하는 역학적 항(dynamic term)을 통해 설명된다. 또한, 우랄 블로킹 고기압은 이 지역 전체에 강수량의 음의 편차를 야기한다. 극한 지수를 통한 상관관계 분석에서는 우랄 블로킹 고기압이 카자흐스탄 전역의 한(寒)일 지수와는 양, 온(溫)일 지수와는 음의 상관관계를 가지는 점이 통계적으로 중요하게 나타났다.;An importance of studying of the Ural blocking for the Kazakhstan arises from an economic interest, since agriculture is one of backbone of the economy and its development depends on weather and climate conditions. The Ural blocking can cause extreme weather events, which make difficulty in human’s life. One example of the Ural blocking occurrence is a long-lived summer blocking in 2010. The Ural blocking could induce the severe heatwave, drought and large wildfires over the Western Russia as well as the severe flooding in the Pakistan in summer 2010. These extreme weather events inflicted large economic damage and caused increasing of the mortality rate during the blocking event. Since the Ural blocking plays a significant role in modulation of a local weather we need detailed understanding of a development and characteristics of Ural blocking. The aim of this study is to investigate characteristics of the Ural blocking, its relationship with teleconnection patterns, and its impact on the Kazakhstan climate and extreme weather events. The study is based on reanalysis data for 1979–2012 using lagged composite maps and correlation analysis. The Ural blocking occurs in average during 5–6 days, causing circulation associated with a positive pressure anomaly over the northwestern parts of the Kazakhstan. The Scandinavian, East Atlantic-Western Russia, and East Atlantic teleconnection patterns are found important in modulating the Ural blocking occurrences, in different seasons. The Ural blocking induces a cold anomaly center of 2 metre temperature in most parts of the Kazakhstan. The temperature evolution associated with the Ural blocking can be explained by the dynamic terms, horizontal advection and adiabatic warming, cooling. Also, the Ural blocking causes a negative anomaly center of precipitation over the entire Ural blocking region. The correlation analysis with extreme weather indices indicates that the Ural blocking is correlated negatively with warm-day indices and positively with cold-day indices over the entire Kazakhstan with statistical significance.