133_p2297_B2_11771

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет» Географический факультет

Д. Ф. Хуторянская

РЕГИОНАЛЬНАЯ

СИНОПТИКА

Учебное пособие

1

УДК 551.515.3

ББК 26.13 Х98

Печатается по решению редакционно-издательского совета Иркутского государственного университета

Издание выходит в рамках Программы стратегического развития

ФГБОУ ВПО «ИГУ» на 2012–2016 гг., проект Р212-06-002

Рецензенты:

доктор физико-математических наук П. Г. Ковадло доктор технических наук, профессор В. К. Аргучинцев

Хуторянская Д. Ф.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЧАСТЬ 1. ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ

1.Сезонные особенности циркуляционного режима атмосферы над первым естественным синоптическим районом северного

4

Введение

Cиноптические процессы, формирующиеся при взаимодействии с местными особенностями подстилающей поверхности, оказывают большое влияние на климатические и погодные условия данного региона. Наиболее активно региональные проявления атмосферных процессов в различных физико-географических районах России и СНГ начали изучаться в период интенсивного внедрения фронтологического анализа в синоптическую практику в 30-х годах прошедшего столетия.

К настоящему времени достаточно четко определились районы с ярко выраженными местными особенностями атмосферных процессов: Российский сектор Арктики и Субарктики, Прибалтийские страны и Белоруссия, Украина и Молдавия, юговосточные районы Европейской части России, Кавказ и Закавказье, Средняя Азия, Казахстан, Урал и Западная Сибирь, Восточная Сибирь, Дальний Восток. Каждый из перечисленных регионов характеризуется только ему присущим своеобразием циркуляционных процессов, формирующихся на фоне общециркуляционных условий под влиянием, главным образом, орографии и влияния (или отсутствия) морей и океанов.

В орографически сложных районах, таких как Восточная Сибирь, выделяются отдельные районы, над которыми синоптические процессы, климатические и погодные условия существенно различаются между собой. Например, в пределах Западной Сибири можно выделить три района, а над Восточной Сибирью – более (Прибайкалье и Забайкалье, Присаянье, центральные районы Якутии, побережье Северного Ледовитого океана и др.). Над этими территориями процессы цикло- и антициклогенеза, фронтальная деятельность проявляются различно.

Влияние подстилающей поверхности на формирование синоптических и климатических условий проявляется и на меньших территориях. Например, на территории Иркутской области по физико-географическим и макроциркуляционным условиям выделяются в зависимости от решаемых задач от четырех до семи районов.

Изучение спецкурса «Региональная синоптика» необходимо начинать с рассмотрения вопросов о влиянии подстилающей поверхности на макроциркуляционный фон в атмосфере. Взаимодействия континентальной и океанической поверхностей обу-

5

словливают сезонные особенности циркуляции. Они проявляются в изменении фона давления воздуха над континентами и океанами, в интенсивности и географической локализации сезонных и постоянных центров действия атмосферы, климатологических фронтов.

Сезонные особенности тропосферного термобарического поля, его возмущения при меридиональных процессах и под воздействием орографии определяют преобладающие пути перемещения циклонов и антициклонов.

Глубокое понимание термобарической структуры отдельных синоптических процессов, их региональных проявлений возможно при хорошем знании структуры сезонных макропроцессов и обусловливающих их причин.

Из-за отсутствия специальной литературы эти вопросы в необходимом объѐме приведены в данном учебном пособии. Иллюстративный материал будет способствовать пониманию физической сущности синоптических процессов в их региональном проявлении с позиций адвективно-динамической теории цикло- и антициклогенеза. К сожалению, и в настоящее время, особенно для территории Восточной Сибири, отсутствуют новейшие исследования синоптических процессов. В системе Роскомгидромета специальная литература в настоящее время не переиздаѐтся. Исключением является Атлас облаков (2006) и Психрометрическая таблица (2009). Предлагаемый обзор литературы не претендует на полноту, однако является вполне достаточным для углубленного изучения отдельных вопросов региональной синоптики.

Учебное пособие состоит из 2 частей: часть 1 – Западная Сибирь; часть 2 – Восточная Сибирь. Основные вводные положения по режиму макроциркуляции над северным полушарием, влиянию подстилающей поверхности и пр. приведены в первой части пособия (Западная Сибирь).

6

Часть 1

ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ

1.СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО РЕЖИМА АТМОСФЕРЫ НАД ПЕРВЫМ ЕСТЕСТВЕННЫМ СИНОПТИЧЕСКИМ РАЙОНОМ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ

1.1.Краткий обзор

Большое влияние на циркуляционный режим атмосферы и погодные условия Сибири оказывают процессы над Европейской частью России (ЕЧР), Арктикой и Средней Азией [Руководство по краткосрочным …, 1965 1986–1988]. При этом Европейская часть России по циркуляционному воздействию на нее атмосферы существенно отличается от Азиатской территории России.

Летом Европейская часть России при преобладающем за-

падном переносе находится под воздействием отрога Азорского антициклона. Циклоническая деятельность над Атлантическим океаном ослаблена. Исландский минимум сокращен по площади и менее выражен в барическом поле по сравнению с зимой. Циклоническая деятельность над ЕЧР преобладает в северных районах. Циклонические образования, перемещающиеся по югу ЕЧР, малы по площади, не глубоки и быстро заполняются.

Антициклонический режим погоды при развитии отрога Азорского антициклона на Восточную Европу может устанавливаться в летнее время почти над всей Европейской территорией России. Быстрая трансформация воздушных масс способствует развитию неустойчивости в дневное время, турбулентности и усилению в этой связи ветра до 15 м/с и более. Ночью ветер ослабевает почти до штиля. Конвективная облачность из-за незначительного влагосодержания воздуха почти не развивается.

7

Быстрая трансформация воздушных масс способствует размыванию атмосферных фронтов, особенно над восточными районами Украины. Здесь более половины теплых фронтов в середине лета проходит без осадков.

Вхолодное время года над ЕЧР резко усиливается циклоническая деятельность. Возрастает число циклонов, перемещающихся с Атлантики, а также южных циклонов. Это связано с сезонной активизацией Исландской депрессии, сокращением по площади и уменьшением интенсивности Азорского максимума, активизацией фронтального циклогенеза над Средиземноморьем. Последнее наблюдается, когда в этот район при развитом меридиональном обмене поступает холодный воздух полярного или арктического происхождения. В этом районе возникает и резко активизируется при холодных вторжениях сезонный циклогенез. Термический циклогенез переходит во фронтальный. Возникающие над Средиземным морем циклоны выходят по различным траекториям на юг Европы, а иногда, особенно во второй половине зимы и весной, могут проникать до Южной Прибалтики и Байкала.

Циклогенез над Черным морем поддерживается как за счет термического и орографического факторов, так и за счет перемещения циклонических возмущений со Средиземного моря.

Как южные, так и западные циклоны при своем перемещении вызывают резкое ухудшение в погоде – усиление ветра до штормового, обильные снегопады, летом обложные дожди, ливни, грозы. Наиболее резкое и длительное ухудшение погоды наблюдается при выходе южных циклонов.

Большую роль в развитии синоптических процессов над Украиной играют Карпаты. Воздействие Карпат на макропроцессы обуславливает образование орографических циклонов с последующей при переваливании через Карпаты их сегментацией. Циклоны в Восточном Прикарпатье образуются преимущественно в холодное полугодие при вторжении холода со Скандинавии на центральную Европу и Средне-Дунайскую низменность. Летом орографические циклоны образуются над юго-западными районами Украины в некотором отдалении от Карпат, и, прежде всего за счет интенсивного прогрева нижних слоев воздуха. Эти циклоны, как правило, не выходят за пределы Украины.

Вхолодное полугодие над юго-восточной частью России нередко стационирует антициклон, а на Украину распространяется барический гребень. Наиболее интенсивен и устойчив этот процесс при ультраполярных и северо-западных вторжениях. По-

8

следние наиболее продолжительны – до 5–6 и более дней [Нестерова, Каткова, 1987].

Значительное влияние на макропроцессы и погодные условия у поверхности Земли оказывает Кавказский хребет. Его влияние прежде всего проявляется в задерживании воздушных масс, поступающих с севера. У северных склонов хребта наблюдается орографический рост давления воздуха. При усилении этого процесса общециркуляционными условиями орографический антициклогенез может распространяться даже до юга Ростовской области. Наиболее устойчивым процесс орографического антициклогенеза становится зимой.

При возмущении Большим Кавказом южных потоков в средней тропосфере в Восточном Предкавказье, над восточной частью акватории Черного моря и в Краснодарском крае возникают небольшие циклонические вихри, образование которых тесно связано с орографией района. Эти циклоны возникают в основном в холодное время года, являются малоподвижными и при отсутствии адвекции холода в их тыл существуют не более суток.

При распространении адвекции холода на районы Малой Азии, Северный Кавказ и бассейн Нижнего Дона возможны выходы южных циклонов, вызывающих резкие изменения в погоде. Зимой – сильные потепления, значительные осадки, метели, гололед; летом – грозы, ливни, а в переходные сезоны – обильные обложные дожди. Наиболее значительные потепления наблюдаются при выходе южных циклонов со Средиземноморья. Значительные потепления над Нижним Доном и Северным Кавказом наблюдаются и при перемещении циклонов с запада, а иногда и с северо-запада.

Резкие похолодания над Европейской частью России воз-

можны при трех типах синоптических процессов: 1) при полярном процессе, когда заток холода происходит за холодным фронтом термически асимметричного циклона, центр которого находится над восточными районами ЕЧР. Над Западной Европой в это время располагается обширный антициклон; 2) при ультраполярном процессе, когда холод распространяется с северо-востока за холодным фронтом высокого (тропосферного) циклона с центром над севером Казахстана и мощного антициклона с центром над северными районами ЕЧР; 3) при восточном процессе, главным образом, в зимнее время, когда адвекция холода на Нижнее Поволжье, предгорья Северного Кавказа и Восточную Украину

9

осуществляется при усилении западного гребня Азиатского антициклона и его распространении к западу [Руководство по краткосрочным …, 1965; Руководство по краткосрочным …, 1986,

вып. 1, 1988, вып. 2]

Погода в Закавказье определяется синоптическими процессами умеренных широт и воздействием субтропического пояса высокого давления. Наиболее резкие изменения в погоде связаны в первую очередь с холодными вторжениями в тылу западных и северо-западных циклонов, а также при перемещении на юговосточные районы ЕЧР циклонов со Средиземного моря.

Холодный воздух может вторгаться в Закавказье при перемещении севернее Главного Кавказского хребта высокого антициклона с северо-запада, севера или северо-востока. Холодный воздух сначала проникает на юг Каспийского моря, а затем на Закавказье. Нередко холодный воздух проникает в Закавказье за холодным фронтом одновременно с запад и с востока. При этом возникает орографическая окклюзия холодного фронта с волнами, на которых зимой могут развиваться циклонические возмущения. Холодные вторжения, как правило, заканчиваются формированием местного антициклона. Мощных антициклонов над Закавказьем не возникает.

На синоптические процессы Евроазиатского континента оказывают большое влияние процессы, развивающиеся в атмосфере над Арктическим бассейном. Циркуляционный режим над Арктикой формируется под влиянием термического режима подстилающей поверхности, Исландского минимума и Алеутской депрессии, сезонного антициклогенеза над Сибирью и Канадой.

В западном секторе Арктики во все сезоны года преобладает циклоническая деятельность. Отдельные циклоны с Атлантики могут пересекать Арктический бассейн и достигать побережья Канады и Аляски. В восточном секторе Арктики преобладает антициклоническая деятельность. Адвекция тѐплых воздушных масс из Алеутского минимума в восточный сектор Арктики наблюдается редко и не проникает так далеко на север, как это наблюдается в западном секторе Арктики при адвекции тепла с Атлантического океана. Арктический фронт, в том числе и его Азиатская ветвь, существенно перемещаются в пространстве от зимы к лету. Летом его Азиатская ветвь располагается вдоль побережья Северного Ледовитого океана, и циклоническая деятель-

10