СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ТЕРРИТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 7
1.1 Подстилающая поверхность исследуемой территории и климат 7
1.2 Глобальное потепление 10
1.3 Изменчивость количества осадков на ЕТР 17
2 РЕЖИМ ОСАДКОВ НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ 21
2.1 Североатлантическое колебание 21
2.2 Изменение положения высотной фронтальной зоны 24
2.3 Блокирующий антициклон 25
2.4 Влияние Эль-Ниньо и Ла-Нинья на Европейскую территорию России 29
2.5 Антропогенный фактор 30
2.6 Естественная изменчивость климата 32
2.7 Изменение форм циркуляции по Вангергейму-Гирсу 35
3 ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОСАДКОВ НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ ... 39
3.1 Данные, используемые в исследовании 39
3.2 Расчет случаев изменчивости количества осадков 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 56
Заметные климатические изменения последних десятилетий требуют более тщательного мониторинга и изучения всех метеорологических характеристик, составляющих глобальный и региональный климат.
Важной характеристикой климата является режим осадков и его изменения. В последнее время мировое сообщество все чаще говорит об участившихся экстремальных явлениях, таких как очень сильные дожди и засухи (ссылка). Климат России, вследствие ее достаточно большой территории, достаточно многообразен, многофакторнен и сложен. Постоянное наблюдение за режимами метеорологических характеристик дает возможность создать архив данных, проводить статистические исследования и в дальнейшем анализировать сами тенденции и вероятности возникновения опасных явлений.
Осадки являются одной из важнейших климатических характеристик. Причем если с температурой все достаточно понятно, так как распределение температуры как по времени, так и по территории более равномерно, то в исследовании режима осадков интересно как изменения количества и интенсивности осадков за отдельные периоды, так и их изменчивость по территории и локализации. Вышесказанным обуславливается актуальность работы.
Целью данной работы является анализ изменения режима осадков за последние 40 лет на Европейской территории России.
Для анализа потребовалось решить следующие задачи:
1. Ознакомиться с архивом данных о количестве осадков на Европейской территории России за 40 лет: с 1981- по 2020 годы;
2. Посчитать норму осадков для 24 опорных метеорологических станций, расположенных на территории ЕТР, а также аномалии их количества для периодов 1981-2010г и 1991-2020г;
3. Рассчитать стандартное отклонение за рассматриваемый период во всех изучаемых пунктах для того чтобы определить, находятся ли рассчитанные аномалии в пределах естественной климатической изменчивости или нет;
4. Определить относительную величину разброса годовых сумм осадков за периоды 1981-2010г и за 1991-2020г во всех 24 пунктах для определения того, меняется ли разброс величин сумм осадков относительно средней (климатологической) величины по периодам;
5. Визуализировать и проанализировать все выполненные расчеты;
В качестве исходных данных использовались данные архива Мирового центра данных Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической. Данные были статистически обработаны с помощью MS Ехсе1, визуализированы с помощью программного пакета Surfer 9 и представлены на Google Earth.
Апробация работы.
Результаты ВКР докладывались на научных семинарах кафедры метеорологических прогнозов РГГМУ, на СНО метеорологического факультета, а также на VII Всероссийской научной конференции «Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды».
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, 3 глав и заключения.
В первой главе представлено основополагающее физико¬географическое и климатическое описание исследуемого района, а также особенности изменения количества осадков в контексте глобального потепления. Во второй главе рассматриваются методики исследования. В третьей главе данной работы представлены результаты. В заключении кратко изложены основные выводы по проведённому исследованию.
В данной работе была поставлена цель анализа изменчивости количества осадков на Европейской территории России, в ходе выполнения данной работы цель была полностью достигнута.
Для успешного достижения цели были решены следующие задачи:
1. Был рассмотрен архив данных о количестве осадков на Европейской территории России по 24 станциям за 40 лет: с 1981 по 2020 годы. (Источником данных о температуре воздуха послужил архив Мирового центра данных Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации);
2. Было выделено среднее значение для каждой метеостанции за период 30 лет по «оперативной» и «новой» норме;
3. Было посчитано стандартное отклонение для оценки отклонения от среднего значения ряда;
4. Рассчитан коэффициент вариаций с помощью среднего значения ряда осадков и стандартного отклонения ;
5. Были рассчитаны также разницы в количестве осадков между «оперативной» и «новой» нормой;
6. Результирующие данные обработаны в иллюстрационном режиме с помощью программы Surfer9;
7. Сетка с данными была нанесена на Google Планета Земля;
8. Выполнен анализ полученных результатов.
В соответствии с выполненной работой можно сделать следующие выводы:
1. При пересчете норм было замечено, что количество осадков увеличилось за период 1991-2020г. по сравнению с периодом 1981-2010г.
2. Увеличение количества осадков на Европейской территории связанно сразу со многими факторами, но основные из них: антропогенный фактор, оказывающий огромное влияние с конца прошлого века и усиливающийся в настоящее время; блокирующие антициклоны, которые оказывают засушливое влияние в одном регионе, и чрезмерное увлажнение в соседнем регионе. Но, например, естественная изменчивость климата незначительно повлияла на изменение режима осадков.
3. Изменение количества осадков связано с поднятие положения высотной фронтальной зоны к северу
4. Среднее количество осадков изменилось при пересчете норм за 1981-2010г и 1991-2020г. Наиболее существенные изменения произошли на юго-востоке исследуемой территории в Приволжье - Волгоградская и Саратовская область. Здесь количество осадков значительно возросло при пересчете, а на юге в Ростовской области - значения количества осадков, наоборот, значительно уменьшились, в Северной Осетии тоже были замечены уменьшения. Наблюдаются изменения и на юго-западе и северо-западе Европейской территории - в Брянской и Псковской областях - там значения количества осадков возросли. Более существенные изменения также можно проследить в восточной стороне - Пермский край и Республика Башкортостан. В г. Пермь значения осадков уменьшились, а в г. Уфа, напротив, немного увеличились. В северной части тоже замечены значительные изменения - в Республике Коми и Архангельской области количество осадков сильно уменьшилось.
5. Наибольший разбор в количестве осадков наблюдается на Северном Кавказе, что, очевидно связано с влиянием гор и активной конвекцией, характерной для этого региона. В остальных регионах Европейской территории России стандартное отклонение меньше, но в целом оно не значительное, значит можно говорить о достаточно однородном распределении осадков от года к году.
6. Выявлено общее повышение геопотенциала на 500 гПа, что может говорить об изменении (более северном положении ВФЗ). В дальнейшем планируется продолжить исследования изменения положения высотной фронтальной зоны как возможной причины изменения режима осадков. Также было бы интересно выделить 95 перцентиль в количестве осадков проанализировать режим только «экстремальных» осадков.
Таким образом, можно сделать вывод, что режим осадков имеет тенденцию к изменению, что говорит о необходимости более детального изучения факторов и проявлений, а также методов защиты от опасных явлений, которые возникают при экстремальных осадках.
1. Климат Европейской территории России
(https://geographyofrussia.com/atmosfernye-osadki-v-rossii/)[1].
2. Глобальное потепление (https://ru.wikipedia.org/wiki/)[2].
3. Пяты оценочный докла МГЭИК
(https://www.meteorf. gov.ru/upload/pdf download/3 -Vladimir-Kattsov.pdf)[3].
4. Золотрыкин А.Н., Виноградова В.В., Глезер О.Б. природно-климатические условия и социально-географическое пространство России (http://igras.ru/sites/default/filesB8.pdf)[4].
5. Влияние явления Северо - Атлантическое колебание (https://ru.frwiki.wiki/wiki/Oscillation nord-atlantique)[5].
6. Уткузова Д.Н., Вильфанд Р.М., Хан В.М., Ганиева Е.С. - статья о
синоптическом анализе экстремальной засушливости и увлажненности на территории Российской Федерации
(https://cyberleninka.ru/article/n/sinopticheskiy-analiz-ekstremalnoy-zasushlivosti-i-uvlazhnennosti-na-territorii-rossiyskoy-federatsii/viewer)[6].
7. Влияние блокирующих антициклонов
(https://cyberleninka.ru/article/n/sinopticheskiy-analiz-ekstremalnoy-zasushlivosti-i-uvlazhnennosti-na-territorii-rossiyskoy-federatsii/viewer)[7].
8. Статья ВМО о влиянии Ла-Нинья на климат (https://public.wmo.int/ru/media/)[8].
9. Бикбулатова Г.Г. - статья о влиянии антропогенного фактора на климат (https://cyberleninka.ru/article/n/o-vliyanii-antropogennogo-faktora-na-klimat/viewer)[9].
10. Изменчивость климата на планете (https://ru.wikipedia.org/wiki/)[10].