Введение 3
Раздел 1. Общая информация об исследуемом регионе 8
1.1. Физико-географическое описание Южного Федерального округа 8
1.2. Физико-географическое описание Краснодарского края 11
1.3. Типовой перечень и критерии опасных метеорологических явлений 16
Раздел 2. Материалы и методы 19
2.1. Характеристика используемых данных 19
2.1.1. Архив «Температура воздуха и количество осадков (ежедневные данные)» 19
2.1.2. Архив «Неблагоприятные условия погоды, нанесшие экономические потери» .20
2.2. Методы исследования 22
Раздел 3. Анализ ситуации с опасными метеорологическими явлениями 24
3.1. Опасные явления на территории Южного Федерального округа 24
3.2. Опасные явления на территории Краснодарского края 28
3.3. Сравнительный анализ 29
Раздел 4. Опасные явления на примере осадков на территории Краснодарского края 31
4.1. Общие сведения об осадках 31
4.2. Пространственно - временная изменчивость осадков на территории края 33
4.3. Осадки как опасные явления за период 1991 - 2019 гг 42
4.3.1. Число случаев осадков ОЯ 42
4.3.2. Изменение количественных характеристик осадков ОЯ 48
4.4. Экстремальные осадки в виде дождя за период инструментальных наблюдений ...57
4.4.1. Количественная оценка 57
4.4.2. Особенности пространственного распределения 62
Выводы 64
Заключение 66
Список литературы 67
Приложения
На территории Российской Федерации существует Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, которая в своей деятельности руководствуется Конституцией РФ, рядом законов, указов и распоряжений. Основными целями деятельности Росгидромета являются (Росгидромет, о службе):
• Обеспечение защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от воздействия опасных природных явлений, изменений климата
• Обеспечение потребностей населения, органов государственной власти, секторов экономики, единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в гидрометеорологической, гелиогеофизической информации, а также в информации о состоянии окружающей среды, ее загрязнении
• Обеспечение гидрометеорологической деятельности РФ в Арктике, Антарктике и Мировом океана.
В свою очередь ФГБУ подразделяется на филиалы, к которым относятся управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), также УГМС подразделяются на филиалы - центры по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС).
Территория Южного Федерального округа относится к Северо - Кавказскому УГМС. В его составе есть ряд подведомственных учреждений, к Южному Федеральному округу относятся:
• Адыгейский ЦГМС
• Астраханский ЦГМС
• Волгоградский ЦГМС
• Калмыцкий ЦГМС
• Краснодарский ЦГМС
• Ростовский гидрометцентр
Одной из стратегических целей Росгидромета является обеспечение защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от воздействия опасных природный явлений, изменений климата. В рамках достижения данной цели, в первую очередь, деятельность направлена на снижение потерь от опасных гидрометеорологических явлений. Эта деятельность осуществляется путем передачи экстренной информации об опасности возникновения и развития опасных явлений в Национальный центр управления в кризисных ситуациях Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, а также путем передачи штормовых предупреждений и штормовых оповещений населению, государственным органам исполнительной власти и органам местного самоуправления (Росгидромет, о службе).
Опасные метеорологические явления (ОМЯ) - природные процессы и явления, возникающие в атмосфере, которые по своей интенсивности (силе), масштабу распространения и продолжительности оказывают или могут оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду.
В свою очередь может наблюдаться комплекс метеорологических явлений - одновременное сочетание двух и более наблюдающихся метеорологических явлений, из которых каждое по интенсивности не достигает критериев опасных явлениях, но при этом близится к ним и наносит не меньший ущерб, чем отдельные опасные явления (ФГБУ Иркутское УГМС).
На основе классификации, предложенной Росгидрометом (Росгидромет, о службе), к метеорологическим опасным явлениям относятся явления, которые связаны:
• С высокими и низкими температурами
• С движением воздуха в атмосфере
• С выпадением осадков
• С образованием гололеда на дорогах
• С отложением льда и налипанием мокрого снега на электрических проводах
• С туманами
Также существует ряд погодных явлений, которые могут оказывать опасное воздействие на растения и животных, и причинять огромный ущерб сельскому хозяйству. К ним относятся: пыльные бури, ливни, град, засухи и суховеи и другие. Их необходимо прогнозировать и принимать возможные меры для предотвращения неблагоприятных последствий.
Опасные явления (ОЯ) могу нести за собой сильные экономические и природные потери, поэтому мониторинг, прогнозирование оповещение граждан являются важной составляющей деятельности Росгидромета.
В настоящее время теме исследования опасных явлений на территории различных субъектов Российской Федерации, вопросам их мониторинга и прогнозирования, посвящено немало работ. Среди них стоит упомянуть диссертацию Панфутовой Ю.А. «Опасные метеорологические явления на равнинной территории РФ и риски, создаваемые ими» (Ю.А. Панфутова, 2008), в которой составлена общая характеристика ОЯ на территории РФ с 1989 по 2003 гг., установлен перечень специализированных климатических показателей ОЯ, позволяющих оценивать уязвимость и риски при возникновении ОЯ, разработан метод статистической обработки регулярных данных наблюдений за ОЯ и получения климатических данных по повторяемости, продолжительности и размерах ОЯ. Один из основных результатов, полученных в работе, заключается в том, что была рассчитана повторяемость ОЯ на территории РФ, и был построен тренд изменения общего количества ОЯ, свидетельствующий о росте количества ОЯ в последние годы. Также была собрана и обработана информацию об ущербах, нанесенных ОЯ на экономику. Величина максимальных ущербов оказалась в диапазоне от 3 до 800 млн. рублей.
При анализе и оценке любых метеорологических параметров интерес представляют не только общие оценки для больших территорий, но и исследования, в которых рассматриваются вопросы, связанные с опасными явлениями для отдельных территорий, регионов и областей.
В статье об Антропогенном вкладе в глобальное возникновение обильных осадков и экстремально высоких температур под авторством Е.М. Фишера и Р. Кнутти, сказано о том, что изменение климата включает в себя не только изменение «среднего» климата, но также и опасных природных явлений. Отмечается, что при потеплении на 2 °C доля экстремальных осадков, которые связаны с антропогенным воздействием, возрастает примерно на 40% (E.M. Fischer, R. Knutti, 2015).
В числе работ, посвященных исследованию опасных явлений для конкретных территорий, следует отметить работу, посвященную катастрофическим осадкам на территории Грузии. В работе было показано, что характеристика распределения повторяемости интенсивных осадков существенно зависит от физико - географических условий и особенностей режима осадков. Посчитаны вероятности выпадения экстремальных осадков для разных районов территории Грузии и оценена их изменчивость во времени (Е.Ш.Елизбарашвили и др., 2019).
В настоящее время представляют интерес как общие оценки для больших территории, так и исследования локальных территорий. При этом рассматриваться может как ситуация с опасными явлениями в целом, так и по отдельным видам.
Одним из интересных районов в этом отношении является Южный Федеральный округ, так как это территория с высокоплодородными почвами, которые благоприятны для выращивания разнообразных сельскохозяйственных культур. Для этой территории важно рассматривать опасные явления и их прогнозирование, так как они могут оказывать огромное влияние на сельское хозяйство.
В отчете Росгидромета от 2019 года прописаны основные успешные моменты противодействия опасных явлений на территории Российской Федерации, что касается территории Южного Федерального округа, то в 2019 году в Краснодарском крае проводилась защита сельскохозяйственных растений от градобитий на общей площади примерно 2.6 млн. га. (Обзор деятельности Росгидромета, 2019 год)
В докладе об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2019 год, можно увидеть, что из сезонов выделяется осень для территории Южного Федерального округа в виде сильного дефицита осадков (61 % нормы), при этом значительный избыток наблюдался весной (138 % нормы). В июне 2019 года наблюдался сильный дефицит осадков (46%) при экстремальных температурах, что привело к сильной засухе (доклад Росгидромета, 2020).
Анализ ситуации с опасными явлениями на территории Южного Федерального округа можно найти в ряде статей у различных авторов. Так, в статье Пашковской А.А. «Опасные метеорологические явления конвективного происхождения на территории Краснодарского края» отмечается, что с 2000 по 2015 года количество опасных явлений конвективного происхождения увеличилось в несколько раз, с 11 до 88 за год (А.А. Пашковская, 2016).
Ряд объяснений тому, какие есть причины, обуславливающие динамику ОЯ, можно найти в статье Кононовой Н.К. «Циркуляция атмосферы как фактор стихийных бедствий на Северном Кавказе в 21 веке» (Н.К. Кононова, 2012). В частности, там указывается, что «что на территории России фактически каждый день в году где-либо отмечается опасное гидрометеорологическое явление. Особенно это проявилось в 2010 году, когда было зарегистрировано 467 опасных явлений и неблагоприятных условий погоды. Особую тревогу вызывает нарастающая концентрация опасной погоды, охватывающей отдельные регионы России. Как следует из статистики, на первом месте по опасности стоит Северокавказский регион».
Есть также и другие работы, в которых рассматриваются Опасные явления в Краснодарском крае. Однако, изучение ситуации с ОЯ на его территории не теряет актуальности, так как с одной стороны, массивы данных по наблюдаемым опасным явлениям постоянно пополняются и обновляются, с другой стороны, могут изменяться тенденции по увеличению или уменьшению числа опасных явлений.
В связи с этим, в настоящей работе была предпринята попытка всесторонне изучить режим осадков на территории Краснодарского края за период инструментальных наблюдений, уделив внимание, в первую очередь, их экстремальным проявлениям.
Цель исследования - изучить и проанализировать ситуацию с опасными метеорологическими явлениями на примере осадков на территории Краснодарского края
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить литературу на тему опасных метеорологических явлений
2. Составить общую физико - географическую справку исследуемой территории
3. Проанализировать ситуацию с опасными явлениями для территории Южного Федерального округа в целом, и Краснодарского края в частности
4. Рассмотреть пространственно - временную изменчивость осадков на территории Краснодарского края
5. Подробно изучить ситуацию с опасными явлениями в виде осадков на территории Краснодарского края за период 1991-2019 гг.
6. Изучить ситуацию с экстремальными осадками за весь период наблюдений
7. Разработать и реализовать посредством графических пакетов варианты представления особенностей пространственного распределения осадков ОЯ на территории Краснодарского края
Таким образом, можно отметить, что анализ опасных явлений на территории Краснодарского края за период инструментальных наблюдений показал, что, несмотря на благоприятные климатические условия в целом, ежегодно фиксируются случаи выпадения осадков, при которых они относится к опасным метеорологическим явлением.
С каждым годом количество опасных метеорологических явлений увеличивается, в условиях рассматриваемой территории это достаточно настораживающий показатель. Так как Краснодарский край, который является лидером в агропромышленном комплексе страны - это может иметь большое значение и давать существенный отрицательный вклад в экономику.
Последствия, к которым приводят опасные явления, могут в дальнейшем отрицательно сказываться на самых разных экономических показателях, нанося серьезный ущерб человеку и государству в целом. Поэтому изучению опасных явлений необходимо уделять особое внимание. Систематизированные детальные знания о том, когда и какие опасные явления могут наблюдаться, позволят разрабатывать эффективные комплексы мер по предупреждению опасных явлений и минимизации их последствий.
Выполненное исследование показало, важность детального изучения осадков для территории Краснодарского края с использованием разных массивов данных. В данном исследовании было охвачено не просто число и количество случаев разных видов опасных явлений, а также изучены ежедневные данные, и это позволило всесторонне изучить аномалии для каждой станции исследуемой территории.
Кроме того, в дальнейшем полученные результаты можно использовать для подробного исследования опасных явлений в совокупности с разными факторами, которые влияют на выпадение осадков, особенно с облачностью, как внутримассового, так и фронтального происхождения.
Перспективы дальнейшего использования полученных результатов лежат, в частности, в сфере расчетов климатических рисков. Для территории Краснодарского края важно в дальнейшем изучать опасные явления и исследовать негативное воздействие этих явлений в первую очередь на сельское хозяйство, а соответственно и на экономику.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
