Полагается, что внешнее вынуждающее воздействие синхронизирует природно-климатические процессы и проявляется в сходстве их существенных признаков. Вводятся ортогональные составляющие процессов, отличающиеся совпадением и несовпадением существенных признаков. Отношения между составляющими можно интерпретировать как приток энергии от Солнца и как сток энергии. Для вычисления составляющих разработаны алгоритмы на основе преобразования Фурье в базисе тригонометрических функций. Теория применена для декомпозиции рядов чисел Вольфа и температуры с 818 метеостанций Северного полушария Земли в интервале с 1955 по 2010 г. Новый подход характеризует проявления вынуждающей силы и соответствует известным представлениям о природно-климатических процессах, поэтому является информативным, непротиворечивым и пригодным для анализа рядов наблюдений.

Исследованы особенности динамики сезонномерзлого слоя по среднесуточным данным температуры почвы на метеостанции Бакчар за период с 1963 по 2011 г. и показана связь характеристик сезонного промерзания с температурой воздуха и динамикой снежного покрова.

Для территории Сибири, ограниченной 50-70 с.ш. и 60-11- в.д., за период современного глобального потепления 1976-2005 гг. исследованы изменчивости поля температуры, циклонической активности, а также влияние циркуляции на аномалии температуры. Показано, что тренд повышения среднегодовой температуры на территории за указанный период составил 0,36С/10 лет с более высокими значениями в отдельные календарные месяцы. Общее количество циклонов снижалось со скоростью 1,4 события/10 лет, причем это снижение обусловлено уменьшением количества западных и южных циклонов, тогда как число северных циклонов возрастало. Обсуждается механизм, объясняющий временную динамику циклонов различных направлений изменениями меридионального температурного градиента.

Представлены результаты исследования пространственно-временной изменчивости температуры приземного воздуха и температуры почвы на глубинах на территории Западной Сибири в конце ХХ и начале ХХI вв. Установлено, что на севере и юге региона наблюдаются сезонные различия во временных изменениях климатических величин: в начале ХХI в. наибольшие темпы потепления сохраняются весной по всем регионе, а в зимний сезон на севере и юге наблюдаются разнонаправленные тенденции. Проведено сравнение полученных оценок с данными инструментальных наблюдений. Определено, что, несмотря на выявленные особенности в сезонном ходе величин трендов температуры почвы на разных глубинах, для описания изменчивости регионального климата предпочтительно использование данных реанализа. Установленные тенденции в колебании температуры почвы на глубинах в целом подобны изменениям температуры воздуха. Исследование температуры почвы в слоях 28-100 и 100-255 см, представленных в данных реанализа, показало что, в отличие от ситуации 1979-1998 гг., в период 1999-2015 гг. эта величина уменьшается осенью и зимой и значимо растет в весенне-летний период с максимальной скоростью весной в арктической зоне территории. Наблюдаемые по данным реанализа изменения указывают на рост температуры в верхних слоях почвы в зоне многолетней мерзлоты, что в свою очередь. может приводить к увеличению глубины слоя сезонного протаивания.