В изменчивости глобального современного климата наблюдается определенная ритмичность (Бышев и др., 2011; Henley et al., 2015; Бышев и др., 2016). Динамика современного климата характеризуется рядом важных особенностей, глубокая изученность и понимание природы и источников которых должны способствовать решению проблемы прогноза таких наблюдаемых процессов как Эль-Ниньо (на внутридекадных) и «климатические сдвиги» (на мультидекадных временных масштабах). Прежде всего значительного внимание заслуживают естественные источники внутривековой изменчивости современного климата, среди которых в качестве важнейшего следует рассматривать внутреннюю динамику климатической системы. Анализ атмосферной циркуляции Северного Полушария, выполненный на основе типизации Дзердзеевского (Бышев и др., 2002), позволил выявить как доминирующие внутридекадные (2-8 лет) и мультидекадные (20-60 лет) возмущения, причем наиболее значимым фактором изменчивости климата является чередование мультидекадных фаз усиления и ослабления зонального, а также меридионального северного и южного режимов циркуляции атмосферы. Анализ приповерхностной температуры Северного Полушария (Бышев и др., 2006) позволил установить разнонаправленность формирования климатических аномалий на океанах и континентах, что свидетельствовало о росте температуры на континентах при ее снижении над океанами и. наоборот, при росте температуры над океанами о ее снижении над континентами. Это указывало на наличие фактора крупномасштабного теплообмена между океанами и континентами, при котором океан играет роль источника, а континент -стока тепла при посредничестве атмосферы.
Наблюдаемая ритмичность в изменчивости современного климата предопределяет его фазовую структуру. Ритм, который продолжается около 60 лет, состоит из двух фаз (каждая от 25 до 35 лет), одна из которых является существенно влажной, а другая - континентальной, со всеми вытекающими из подобного контраста следствиями. Фазовый переход занимает 2-3 года и представляет собой «климатический сдвиг», который сопровождается перестройкой всей климатической системы, формированием различных аномалий противоположного знака тем, которые доминировали в предыдущей фазе, что, естественно, отражается на хозяйственной деятельности огромных территорий. Предсказание сроков очередного климатического фазового перехода приобретает исключительное значение, что требует глубокого понимания тех процессов, которые реализуют эти переходы, и механизмов, которые обеспечивают высокую скорость перехода. Исследования позволили установить наличие мультидекадной осцилляции теплосодержания слоя главного термоклина Мирового океана (0-1000 м), т.е. слоя, в котором расположены ядра основных систем его течений.
Глобальность и квазисинхронность возмущений современного климата обусловлены эволюцией наблюдаемых планетарных структур ГАО ( в атмосфере) и МОСТОК (в Мировом океане) (Романов и др., 2019; Byshev et al., 2022). Стремительность фазовых переходов, получивших название «климатические сдвиги», связана с рядом физических процессов, участвующих и играющих важную роль в энергообмене океана с атмосферой, но допускающих резкое его изменение. К таковым процессам относятся в океане - глубокая конвекция, а в атмосфере - облачность и смена доминирования северной формы циркуляции на южную или наоборот. Выход холодных с дефицитом влаги арктических воздушных масс на теплые воды Атлантического и Тихого океанов приводит к экстремальному росту потоков явного и скрытого тепла из океана в атмосферу, формированию циклогенеза и зонального западного переноса океанических воздушных масс на Евроазиатский и Северо-Американский континенты. Глубокая конвекция в океане возникает в очагах циклогенеза. Она способствует непрерывному увеличению мощности верхнего слоя океана, взаимодействующего с атмосферой, стимулируя и поддерживая, тем самым, циклогенез в последней. Сокращение теплосодержания верхнего деятельного слоя (ВДС) океана и увеличение его мощности приводит со временем к ослаблению циклогенеза в атмосфере, а затем к прерыванию и его, и глубокой конвекции в океане. После прерывания глубокой конвекции и циклогенеза океан переходит в фазу теплонакопления. В районах циклогенеза в Атлантическом и Тихом океанах при интенсивных потоках явного и скрытого тепла из океана в атмосферу формируется плотная облачность, которая экранирует приток короткопериодной солнечной радиации к поверхности океана, усиливая процесс выхолаживания ВДС Мирового океана. Процесс теплонакопления ВДС Мирового океана до его начального состояния занимает несколько десятков лет, однако при его восстановлении Мировой океан достигает готовности к возникновению очередной фазы тепловой разгрузки.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, тема № FMWE-2021-0003.