Климатические колебания общей циркуляции атмосферы, осадков и речного стока над территорией Казахстана
В настоящее время исследованию многолетних колебаний глобальных полей температуры воздуха, осадков посвящено большое число работ [1-5]. Несомненный интерес представляет анализ атмосферной циркуляции с помощью обобщенных характеристик, к которым можно отнести существующие индексы и классификации синоптических процессов над атлантико-ев-разийским сектором северного полушария [6-8].
Одной из наиболее известных является классификация Г. Я. Вангенгейма-А. А. Гирса, в которой все процессы общей циркуляции атмосферы (ОЦА) обобщены в три формы: западную W, восточную Е и меридиональную С. Для западной формы циркуляции W характерен зональный перенос воздушный масс в толще тропосферы, возникающие волны малой амплитуды быстро смещаются с запада на восток. Процессы форм Е и С отражают меридиональное состояние атмосферы и в тропосфере им соответствуют стационарные волны большой амплитуды. Восточная форма циркуляции характеризуется наличием высотного гребня над Европейской территорией России (ЕТР) и двумя ложбинами, направленными с Гренландии на Европу и из районов Таймыра на Западную Сибирь и Казахстан. Меридиональная форма циркуляции С характеризуется высотным гребнем над Восточной Атлантикой и вторым гребнем над Казахстаном и Западной Сибирью и высотной ложбиной над ЕТР.
Количественной характеристикой классификации служит число дней (N) с той или иной формой циркуляции (NW, NE, NC) или их аномалий (ANW, ANE, ANC). Изучение многолетних колебаний атмосферной циркуляции в предлагаемой статье осуществлялось на основе данных о повторяемости форм циркуляции W, Е и С, которые за период 1891-1972 гг. опубликованы в монографии А. А. Гирса [7], а с 1972 по 2004 гг. в монографии [9].
Многолетняя изменчивость крупномасштабных процессов с 1930 по 2006 гг. в виде отклонений от нормы с определенной формой циркуляции представлена на рисунке 1. Здесь можно выделить крупные временные периоды, когда преобладали те или иные процессы.
Сток осадки речной атмосферный
Несомненный интерес представляют особенности тех лет, когда наблюдаются значительные отклонения от средних многолетних значений числа дней с той или иной формой атмосферной циркуляции, т. е. когда повторяемость той или иной формы составляет > 40% общего числа случаев при отклонении от нормы более 30 дней (табл. 1).
Следует отметить, что крупные положительные аномалии макроциркуляционных процессов отмечаются во второй половине ХХ века. Самая крупная положительная аномалия формы Е наблюдалась в 1981 г. (262 дня, т. е. на 94 дня больше нормы), в этом году процессы формы Е имели в среднем непрерывную продолжительность более 10 дней. Самая значительная аномалия формы С отмечена в 1947 г. (154 дня, т. е. на 62 дня больше нормы). Повторяемость зональной формы циркуляции всегда меньше повторяемости меридиональных и тем не менее, в последнее десятилетие ХХ в. и в начале XXI в. преобладала именно эта форма циркуляции, а в 2000 г. она составила 157 дней, что на 52 дня больше средних многолетних значений.
Для сравнения были также выделены годы, когда число дней с каждой формой циркуляции было близко к средним многолетним значениям. Из 75-летнего ряда наблюдений удалось выделить лишь 4 таких года. Это 1955 г. (W - 109 дней, С - 90 дней, Е - 166 дней), 1982 г. (W - 106 дней, С - 91 день, Е - 168 дней), 1987 г. (W - 104 дня, С - 92 дня, Е - 169 дней) и 2001 г. (W -107 дней, С - 90 дней, Е - 168 дней). В эти годы крупномасштабные процессы отличались малой устойчивостью, непрерывная их продолжительность составляла в основном 3-7 дней, редко превышая 10 дней.
Во многих работах [4, 6, 10, 11] убедительно показано, что от характера атмосферной циркуляции зависит распределение температуры воздуха, осадков и речного стока. Однако атмосферные осадки являются метеорологической величиной, сильно зависящей от местных физико-географических условий, которые могут ослаблять общие пространственно-временные закономерности их распределения, определяемые характером атмосферной циркуляции. Вследствие этого, распределение осадков по территории чрезвычайно не равномерно.
Фактические данные показывают, что при аномальном развитии определенных форм макропроцессов годовые суммы осадков имели положительную аномалию в 1947 г., отрицательную - в 1981 г. и аномалию около нормы в 2000 г. Из таблицы 1 следует, что при максимальном числе дней с формой Е на рассматриваемых станциях преобладает отрицательная аномалия осадков (примерно в 65 % случаев), при значительной аномалии формы W наибольшую повторяемость имеет положительная аномалия осадков (примерно в 68 % случаев), максимальное число дней с формой С наблюдалось только дважды за весь исследуемый период и поэтому говорить о преобладании положительной или отрицательной аномалии осадков не представляется возможным.
В настоящей статье представлены также некоторые результаты предварительного анализа связей годового стока р. Есиль по двум постам Петропавловск и Астана с формами атмосферной циркуляции, проведен анализ многолетнего хода осадков.
Многолетний ход годовых сумм осадков (по скользящим 10-летиям) показанный на рисунке 2 на станциях Петропавловск и Астана аналогичен, для них характерна положительная тенденция осадков, только в период 1950-1970 гг. максимум годовых сумм осадков в Петропавловске отмечается в 1959-1968 гг., а в Астане в 1952-1967 гг.
Рисунок 3 иллюстрирует временной ход годовых аномалий осадков по скользящим 10-летиям.
В период, когда над атлантико-евразийским сектором северного полушария преобладает зональная циркуляция (1980-2000 гг.), режим осадков имеет устойчивые положительные отклонения от нормы на обеих рассматриваемых станциях. В периоды преобладания меридиональных форм циркуляции в ходе осадков наблюдаются колебания с различной амплитудой.
Наибольшая амплитуда колебания во временном ходе осадков наблюдалась при увеличении повторяемости форм меридиональной циркуляции С. Увеличение повторяемости формы циркуляции Е в режиме осадком отразилось меньшей амплитудой (рис. 1 и 3).
В исследуемом периоде лет были выделены многоводные и маловодные годы. Сток каждого года располагался в убывающем порядке за весь период наблюдений и полученный ряд значений разбивался на три группы по водности: многоводную (включает обеспеченность до 33%), среднюю (обеспеченностью от 33 до 66%) и маловодную (обеспеченность более 66%). Обеспеченность рассчитывалась по формуле Криц-кого-Менкеля: Р=(гп/(п+1))х 100%.
В таблице 2 приведены результаты повторяемости многоводных и маловодных лет в зависимости от преобладающих форм циркуляции.
Данные таблицы 2 показывают, что в многоводные годы отмечается преобладание формы циркуляции С в сочетании с W, а в маловодные - формы Е. Форма W с одинаковой повторяемостью определяет как многоводные, так и маловодные годы, все зависит от положения планетарной высотной фронтальной зоны, которая, как правило, расположена на юге Западной Сибири летом и на севере республики зимой. В случае преобладания комбинированных форм циркуляции также наблюдаются годы различной водности.
Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют говорить только о том, насколько велика повторяемость различных аномалий осадков, многоводных или маловодных лет при определенных формах циркуляции.
Литература
- 1 Груза Г. В., Мещерская А. В. Изменения климата России за период инструментальных наблюдений. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Под ред. Г. В. Груза, А. С. Зайцев, И. Л. Ка-роль, В. М. Катцов, Н. В. Кобышева, В. П. Мелешко, А. В. Мещерская, В. М. Мирвис, А. И. Решетников, П. В. Спорышев. - М.: Росгидромет, 2008. - 288 с. 2 Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Вероятностный прогноз приземной глобальной температуры воздуха до 2005 года // Метеорология и гидрология. - 1991. - № 4. - С. 95-103. 3 Байдал М. Х. Долгосрочные прогнозы погоды и колебания климата Казахстана. - Л.: Ги-дрометеоиздат, 1964. - Ч. 1 и 2. - 446 с. 4 Байдал М. Х. Колебания климата Кустанай-ской области в ХХ столетии. - Л.: Гидрометеоиз-дат, 1971. - 156 с. 5 Долгих С. А. О многолетних тенденциях термического режима на территории Республики Казахстан // Гидрометеорология и экология.- 1995. - № 3. - С. 68-77. 6 Анисимов О. А., Жильцова Е. Л., Захарова О. К. Формы атмосферной циркуляции и распределение аномалий температуры воздуха и осадков: анализ для Центральноазиатского региона и возможности прогноза // Гидрометеорология и экология. - 2009. - №3. - С. 7-21. 7 Гирс А. А. Многолетние колебания атмосферной циркуляции и долгосрочные гидрометеорологические прогнозы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 280 с. 8 Субботина О. И., Чевычалова Т. М. Особенности многолетних изменений атмосферной циркуляции на территории Средней Азии // Труды САРНИГМИ. - 1991. - Вып. 141. - С. 12-21. 9 Дмитриев А. А., Белязо В. А. Космос, планетарная климатическая изменчивость и атмосфера полярных регионов. - С-Пб.: Гидрометео-издат, 2006. - 358 с. 10 Дроздов О. В., Григорьева А. С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков на территории СССР. - Л.: Гидрометео-издат, 1971. - С. 316. 11 Баталов Ф. З. Многолетние колебания атмосферных осадков и вычисление норм осадков.- Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 183 с.
Похожие статьи
-
Сравнительный анализ месячных сумм осадков на западе и востоке Казахстана в холодное время года
Сравнительный анализ месячных сумм осадков на западе и востоке Казахстана в холодное время года В работе приведен анализ статистических характеристик...
-
Районирование изучаемой территории Согласно физико-географическому районированию Севера-Запада СССР (Исаченко и др. 1965), изучаемая территория относится...
-
Водообмен - совокупность физических процессов, приводящих к смене воды в водном объекте, замещению одних водных масс, находящихся в нем, другими водными...
-
Гидрологические расчеты, Характеристики речного стока - Проектирование грунтовой плотины
Характеристики речного стока Основным методом гидрологических расчетов при составлении характеристик речного стока является использование материала...
-
Показано, что в условиях аридного климата эколого-геоморфологические последствия сосредоточенной добычи минерального сырья обладают определенной...
-
Направление воздушных течений в связи с расположением областей высокого и низкого давления большую часть года на территории округа близко к зональному....
-
Общая часть, Характеристика района работ - Разработка месторождения
Характеристика района работ Пласт призабойный скважина нефть Суторминское месторождение расположено в северной части Сургутского нефтегазоносного района....
-
Выбор источников колебаний, их группирование и синхронное накопление - Моделирование волнового поля
Для усиления полезных колебаний и ослабления волн-помех применяется группирование, как взрывных, так и невзрывных источников упругих колебаний. При...
-
Исследуемой территорией является бассейн реки Клязьма. Клязьма является левым притоком реки Оки и относится к Окско-Волжскому бассейну. Бассейн реки...
-
Физико-географическая и гидрометеорологическая характеристика бассейна - Сток р. Алдан
Физико-географическая характеристика. Географическое положение, площадь, общее питание бассейна. Рельеф, почвы, растительность. Речная сеть, ее густота....
-
Технологическая последовательность выполнения работ по съемке существующих подземных коммуникаций зависит от специфики объекта, качества ранее...
-
Общие сведения о подземных коммуникациях Инженерные коммуникации -- это линейные сооружения с технологическими устройствами на них, предназначенные для...
-
Рис. 2 - Герб Куединского муниципального района Пермского края Куединский район - самый южный район Пермского края, исконным занятием его жителей было...
-
Аккумуляция воды в озере определена по данным трех озерных постов по разности средних уровней на 1 января и 31 декабря. Средний уровень рассчитывается...
-
Климатические условия - Природно-климатические и инженерно-геологические условия криолитозоны
Климатический геологический сырьевой инвестиционный Климат Вилюйского района является резко континентальным. Зимой погода ясная, с низкими температурами....
-
Совхоз "Рудовский" расположен на юго-западе Башмаковского района Пензенской области. Связь с областным центром осуществляется по асфальтированной дороге...
-
Термический режим Термический режим рассматривается по сезонам, при этом при определении сезонов года приняты следующие характеристики: лето - период...
-
Западный Алтай - Физико-географическая характеристика высотной поясности Казахстана
Климатические условия провинции неодинаковы в разных высотных зонах и поясах. В среднегорье и высокогорье климат довольно влажный. Средние январские...
-
Материал и методы исследования - Эколого-географический анализ луговых степей Северного Казахстана
Материалом исследований являлся лугово-степной компонент лесостепных ландшафтов Северного Казахстана и Среднерусской возвышенностей, его флора и...
-
Класс Ostracodiodes объединяет мелких ракообразных, обладающих сбрасываемой при каждой линьке, двустворчатой, преимущественно известковой раковиной и...
-
Климат, Природные ресурсы - Общая характеристика Днепропетровской области
Климат области умеренно континентальный, с мягкой малоснежной и с частыми оттепелями зимой (средняя температура января -- 5 °C) и жарким, сухим с частыми...
-
В данной серии экспериментов рассматривались три модели с различными отношениями высоты отвала к заложению его откоса h/a: 1/3,3; 1/1,7; 1/1,1,- высоту h...
-
Классификация аварий при бурении нефтяных и газовых скважин В процессе бурения нефтяных и газовых скважин аварией считают нарушение технологического...
-
Изменение химического состава речных вод, Сток растворных веществ - Мутность рек
В течение года в соответствии с различными условиями питания и под воздействием метеорологических факторов химические свойства речных вод могут меняться....
-
Совпадение максимумов мутности и расходов воды во время паводков характерно для горных рек с преобладанием дождевого питания. Это происходит вследствие...
-
Изучаемые луговые степи, как зональный элемент растительного покрова лесостепи характеризуются флористико-фитоценотической самобытностью и...
-
Проблемы исследования селей Казахстана
Проблемы исследования селей Казахстана Республика Казахстан приближается к 20-летнему юбилею независимости. Пройденные и предстоящие годы - это движение...
-
В настоящее время, по существу, происходит процесс трансформации природных систем, в том числе и геоморфологических, в природно-антропогенные. Степень...
-
История геологического развития - История геологического развития территории
Историю геологического развития можно восстановить с кембрия. Территория развивалась в миогеосинклинальных условиях, на что указывает значительная...
-
Определение устойчивости территории зон тектонических нарушений методом спутникового нивелирования
В последние годы радикальным образом пересматриваются взгляды по вопросу влияния геодинамических процессов на эксплуатационную надежность зданий и...
-
Общие сведения - Газовые месторождения и добыча газа
Углеводородные газы, используемые на предприятиях топливно-энергетического комплекса, подразделяются на природные (естественные) и искусственные [131]....
-
Общие сведения о месторождении Повховское месторождение находится в центральной части Западно-Сибирской плиты. В административном отношении расположено в...
-
Территория, состав (субъекты Федерации), границы Западно-Сибирского экономического района Состав Западно-Сибирского экономического района: Алтайский...
-
Рельеф и геологическое строение Изучаемые регионы - Северный Казахстан и Среднерусская возвышенности расположены на примыкающих друг к другу Русской и...
-
Рост безработицы и обеднение работающих - Влияние экономических реформ на население Казахстана
Материальное обнищание усугубляется потерей работы, ощущением социальной изоляции. Масштабы распространения этого типа обеднения не отражаются...
-
Введение, Общая характеристика Краснодарского края - Общая характеристика Краснодарского края
Краснодарский край, от одного только названия веет теплом, пахнет морем и перед глазами встают бескрайние просторы подсолнечника и горы арбузов. Край...
-
Как уже отмечалось выше, преобладающий в умеренных широтах северного полушария западный перенос является одним из наиболее важных факторов формирования...
-
Месторождение Сазанкурак в географическом отношении расположено в юго-западной части Прикаспийской впадины в приморской зоне Междуречья Урал-Волга,...
-
История изучения гидратов газов - Гидраты природных газов
Первая публикация, связанная с гидратами газов, относится к 1811 г., когда английский химик X. Дэви, пропуская хлор через, воду при атмосферном давлении...
-
Радиальное бурение, Общие сведения и технология проведения радиального бурения - Радиальное бурение
Общие сведения и технология проведения радиального бурения Большинство месторождений ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" находятся уже в 3-й стадии разработки, обустроены...
Климатические колебания общей циркуляции атмосферы, осадков и речного стока над территорией Казахстана