WAVELET AND CROSS-WAVELET ANALYSIS OF THE SUMS OF ATMOSPHERIC PRECIPITATION AND SURFACE AIR TEMPERATURE IN EUROPEAN RUSSIA

• Published in: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya
• Main Authors: Denis Vasil’ev Yu., Oleg Babkov K., Ekaterina Kochetkova S., Vladimir Semenov A., Денис Васильев Ю., Олег Бабков К., Екатерина Кочеткова С., Владимир Семенов А.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 2017
• Subjects: wavelet analysis;cross-wavelet analysis;average annual air temperature;annual sum of atmospheric precipitation;climatic indices;correlation links; вейвлет анализ;кросс-вейвлет анализ;среднегодовая температура воздуха;годовая сумма атмосферных осадков;климатические индексы;корреляционные связи; Arctic; North Atlantic; North Atlantic oscillation
• Online Access: https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/628; https://doi.org/10.7868/S0373244417060068

Wavelet analysis of time series of surface air temperature and sums of precipitation in some cities of European Russia, with an estimate of the statistical significance of the obtained results is carried out with the purpose of identifying periodicities in the data of station meteorological observations. A cross-wavelet analysis was used to establish a link between variations in series of temperature and precipitation with important climate indices such as the North Atlantic oscillation (NAO), Atlantic multidecade oscillation (AMO) and Arctic oscillation (AO). A number of important cycles in different frequency ranges is identified. Cross-wavelet analysis of the NAO, AO with precipitation and temperature series showed a higher density of links compared to AMO. The strong link of high frequency oscillations in precipitation and temperature of the study area with fluctuations of the NAO, AMO and AO is established that can be determined not only by these climate indices, but the relationship of these Atlantic fluctuations with the El Niño phenomenon. Possibly, mid-frequency oscillations of meteorological data of the area with periods of 7–11 years are the evidence of the link with the fluctuation of the NAO. The established coherence of the index of the AMO and observational data is localized at time intervals before and after 1970, which is consistent with quasi-cyclic changes in the Earth’s climate. С целью выявления периодичностей в данных станционных метеорологических наблюдений проведен вейвлет анализ временных рядов приповерхностной температуры воздуха и сумм атмосферных осадков в некоторых городах Европейской территории России, с оценкой статистической значимости полученных результатов. Метод кросс-вейвлет анализа использовался для установления связи между колебаниями рядов температуры и атмосферных осадков с важными климатическими индексами, такими как Североатлантическое колебание (САК), Атлантическое мультидекадное колебание (АМК) и Арктическая осцилляция (АО). Выявлен ряд значимых циклов в различных частотных диапазонах. Кросс-вейвлет анализ САК, АО с осадками и температурными рядами показал более высокую тесноту связей, по сравнению с АМК. В целом установлена высокая связь высокочастотоных колебаний осадков и температур исследуемого района с флуктуациями САК, АМК и АО, что может определяться не только самими этими климатическими индексами, но и связью этих атлантических флуктуаций с явлением Эль-Ниньо. Среднечастотные колебания метеоданных района с периодами 7–11 лет возможно являются свидетельством связи с флуктуацией САК. Установленная когерентность индекса АМК и данных наблюдений локализуется на временных интервалах до и после 1970 г., что согласуется с квазициклическими изменениями климата Земли.