Условия образования фенов в горной зоне Республики Адыгея
|
Введение 3
1 Физико-географические и климатические условия Республики Адыгея 6
1.1 Орографические характеристики исследуемой территории 6
1.2 Климатические условия исследуемой территории 7
2 Классификация, общие сведения о фенах и условиях их образования 14
2.1 Понятие о фенах, их сущность и связь с явлениями погоды 14
2.2 Повторяемость и продолжительность фенов, ее связь с
метеорологическими условиями 22
3 Аэросиноптические условия образования фенов в районе Майкоп 33
3.1 Типы синоптических процессов, обусловливающих фены 33
3.2 Аэросиноптические условия прогнозирования фенов в районе
Майкопа 39
Заключение 46
Список использованной литературы
1 Физико-географические и климатические условия Республики Адыгея 6
1.1 Орографические характеристики исследуемой территории 6
1.2 Климатические условия исследуемой территории 7
2 Классификация, общие сведения о фенах и условиях их образования 14
2.1 Понятие о фенах, их сущность и связь с явлениями погоды 14
2.2 Повторяемость и продолжительность фенов, ее связь с
метеорологическими условиями 22
3 Аэросиноптические условия образования фенов в районе Майкоп 33
3.1 Типы синоптических процессов, обусловливающих фены 33
3.2 Аэросиноптические условия прогнозирования фенов в районе
Майкопа 39
Заключение 46
Список использованной литературы
В России большая часть сельскохозяйственных полей сосредоточена в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. Континентальность климата этих районов является причиной частых засух и суховеев. Поэтому обеспечение устойчивых высоких, неуклонно увеличивающихся урожаев требует освобождения сельского хозяйства от вредного воздействия засух и суховеев.
Природа засушливых явлений, их повторяемость в различных районах, эффективность агротехнических мер борьбы с ними изучаются многими научными учреждениями. Установлено, что растения, получающие одинаковое количество осадков при одинаковых высоких температурах, вызванных засухами, могут или испытывать или не испытывать состояние угнетения. Это зависит от уровня применяемой агротехники.
Засухи и суховеи - явление сложное, представляющее собой сочетание недостатка осадков и повышенной испаряемости, погодные аномалии, неблагоприятные для развития растений, наносящие ущерб сельскому хозяйству и естественным экосистемам. Засуха выражается в длительном преобладании сухой погоды, истощении запасов почвенной влаги и негативных отклонениях в вегетации растений.
Суховей - это более или менее сильный ветер с высокой температурой (обычно более 20-25 градусов) и низкой влажностью воздуха ( ниже30%), вызывающий быстрое увядание растений.
Потребность растений во влаге определяется метеорологическими условиями, биологическими особенностями растений и уровнем агротехники.
Установлено, что во влажные годы, когда растения полностью обеспечены влагой, величина 0,6 суммы среднесуточных значений дефицита влажности воздуха (в миллиметрах) выражает обычно оптимальную потребность во влаге посевов яровой пшеницы в период посев - колошение. Для периода колошение - восковая спелость оптимальная потребность яровой пшеницы во влаге выражается 0,4 суммы среднесуточных дефицитов влажности воздуха.
Различные растения по-разному реагируют на степень засушливости. Например, растения сухих степей могут нормально развиваться в таких условиях, которые для влаголюбивых растений лесной зоны будут так же губительны, как при сильной засухе. По-разному на степень засушливости реагируют одни и те же растения, но в различные фазы их развития. Степень засушливости может также регулироваться уровнем агротехники, оказывающей влияние на рост растений в условиях засухи.
Во многих горных регионах земного шара, в том числе Республике Адыгея, засухи и суховеи зачастую связаны с фенами. Феном называются нисходящие (катабатические) ветры, дующие с гор и сопровождающиеся ростом температуры и понижением влажности воздуха. Это ветры направленной циркуляции, развивающиеся вследствие механического возмущения поля ветра.
Высокая температура и низкая относительная влажность во время фена приводит к резкому снеготаянию, а летом к большим паводкам на горных реках, к засухам и суховеям. На крайнем юге Средней Азии в это время плодовые деревья лишались листьев и плодов. Иногда фен сопровождается местными пожарами. Негативная роль фёнов зарегистрирована и в Республике Адыгея. Станция Майкоп находится на северном склоне Кавказского хребта и располагается в почти меридионально ориентированной и открытой на север долине реки Белой. Относительное превышение достигает от 500 до 700 м.
Дни с фенами отбирались по следующим критериям: юго-западное направление ветра со скоростями 12-15 м/с и более, повышение температуры воздуха за 3 часа на 4-5° и больше, падение относительной влажности до 30% и менее.
Представление о характере воздушных местных течений, к которым относятся фёны, можно получить только в результате глубокого анализа метеорологических и физико-географических условий и характера их взаимодействия, приводящих к образованию фенов. Знание этих условий
позволяет выявить климатические зоны, благоприятные для развития фенов при отсутствии непосредственных наблюдений в данной точке. Эти же факторы позволяют составить краткосрочный прогноз фенов, если известны общие условия и топография окружающего района.
Актуальность темы обусловлена необходимостью освоения новых территорий, имеющих разнообразие географического положения и климата.
Объект исследования - физико-географические и климатические условия республики Адыгея.
Предмет исследования - фены горной зоны и их связь с засухами.
Цель исследования - обстоятельно рассмотреть причины возникновения засух и фёнов, особенно в пределах горной зоны республики Адыгея. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
- составить физико-географическое описание района исследования;
- описать общие климатические условия исследуемой территории;
- выявить связь данных шаропилотных наблюдений и радиозондовые наблюдения по станции Майкоп;
- выявить связь скорости ветра при фенах с атмосферными фронтами;
- повторяемость и продолжительность фенов, ее связь с метеорологическими условиями;
- аэросиноптические условия образования фенов в районе Майкоп.
Природа засушливых явлений, их повторяемость в различных районах, эффективность агротехнических мер борьбы с ними изучаются многими научными учреждениями. Установлено, что растения, получающие одинаковое количество осадков при одинаковых высоких температурах, вызванных засухами, могут или испытывать или не испытывать состояние угнетения. Это зависит от уровня применяемой агротехники.
Засухи и суховеи - явление сложное, представляющее собой сочетание недостатка осадков и повышенной испаряемости, погодные аномалии, неблагоприятные для развития растений, наносящие ущерб сельскому хозяйству и естественным экосистемам. Засуха выражается в длительном преобладании сухой погоды, истощении запасов почвенной влаги и негативных отклонениях в вегетации растений.
Суховей - это более или менее сильный ветер с высокой температурой (обычно более 20-25 градусов) и низкой влажностью воздуха ( ниже30%), вызывающий быстрое увядание растений.
Потребность растений во влаге определяется метеорологическими условиями, биологическими особенностями растений и уровнем агротехники.
Установлено, что во влажные годы, когда растения полностью обеспечены влагой, величина 0,6 суммы среднесуточных значений дефицита влажности воздуха (в миллиметрах) выражает обычно оптимальную потребность во влаге посевов яровой пшеницы в период посев - колошение. Для периода колошение - восковая спелость оптимальная потребность яровой пшеницы во влаге выражается 0,4 суммы среднесуточных дефицитов влажности воздуха.
Различные растения по-разному реагируют на степень засушливости. Например, растения сухих степей могут нормально развиваться в таких условиях, которые для влаголюбивых растений лесной зоны будут так же губительны, как при сильной засухе. По-разному на степень засушливости реагируют одни и те же растения, но в различные фазы их развития. Степень засушливости может также регулироваться уровнем агротехники, оказывающей влияние на рост растений в условиях засухи.
Во многих горных регионах земного шара, в том числе Республике Адыгея, засухи и суховеи зачастую связаны с фенами. Феном называются нисходящие (катабатические) ветры, дующие с гор и сопровождающиеся ростом температуры и понижением влажности воздуха. Это ветры направленной циркуляции, развивающиеся вследствие механического возмущения поля ветра.
Высокая температура и низкая относительная влажность во время фена приводит к резкому снеготаянию, а летом к большим паводкам на горных реках, к засухам и суховеям. На крайнем юге Средней Азии в это время плодовые деревья лишались листьев и плодов. Иногда фен сопровождается местными пожарами. Негативная роль фёнов зарегистрирована и в Республике Адыгея. Станция Майкоп находится на северном склоне Кавказского хребта и располагается в почти меридионально ориентированной и открытой на север долине реки Белой. Относительное превышение достигает от 500 до 700 м.
Дни с фенами отбирались по следующим критериям: юго-западное направление ветра со скоростями 12-15 м/с и более, повышение температуры воздуха за 3 часа на 4-5° и больше, падение относительной влажности до 30% и менее.
Представление о характере воздушных местных течений, к которым относятся фёны, можно получить только в результате глубокого анализа метеорологических и физико-географических условий и характера их взаимодействия, приводящих к образованию фенов. Знание этих условий
позволяет выявить климатические зоны, благоприятные для развития фенов при отсутствии непосредственных наблюдений в данной точке. Эти же факторы позволяют составить краткосрочный прогноз фенов, если известны общие условия и топография окружающего района.
Актуальность темы обусловлена необходимостью освоения новых территорий, имеющих разнообразие географического положения и климата.
Объект исследования - физико-географические и климатические условия республики Адыгея.
Предмет исследования - фены горной зоны и их связь с засухами.
Цель исследования - обстоятельно рассмотреть причины возникновения засух и фёнов, особенно в пределах горной зоны республики Адыгея. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
- составить физико-географическое описание района исследования;
- описать общие климатические условия исследуемой территории;
- выявить связь данных шаропилотных наблюдений и радиозондовые наблюдения по станции Майкоп;
- выявить связь скорости ветра при фенах с атмосферными фронтами;
- повторяемость и продолжительность фенов, ее связь с метеорологическими условиями;
- аэросиноптические условия образования фенов в районе Майкоп.
Во многих горных регионах земного шара, в том числе Республике Адыгея, засухи и суховеи зачастую связаны с фенами. Феном называются нисходящие (катабатические) ветры, дующие с гор и сопровождающиеся ростом температуры и понижением влажности воздуха. Это ветры направленной циркуляции, развивающиеся вследствие механического возмущения поля ветра.
Высокая температура и низкая относительная влажность во время фена приводит к резкому снеготаянию, а летом к большим паводкам на горных реках, к засухам и суховеям. Негативная роль фёнов зарегистрирована и в Республике Адыгея.
Горная часть Адыгеи относительно невелика, - ее площадь составляет 2,2 тыс. кв. км; протяженность с севера на юг 70 км. Территорию горной части республики составляют среднегорные хребты - Лесистый, Пастбищный, Скалистый; высокогорная зона - это куэстовые гряды Большого Тхача, отроги Передового и Главного Кавказского хребта. Самые высокие точки республики - это вершины Чугуш (3238 м), Тыбга (3064 м) и Фишт (2867 м). Большая часть горного массива покрыта вечными снегами и льдом. Восточнее Оштена находится плато Лагонаки, западнее - гора Гузерипль, с которой берет начало одноименная река. За Оштеном возвышается двугорбый массив Фишта.
Лето 2016 года в республике Адыгея наступило 10-12 мая - на неделю позже обычных сроков. Конец лета отмечен 10 октября, что на 10-12 дней позже многолетних сроков. Продолжительность летнего периода составила 150 дней. Начало лета было теплым с небольшими перепадами температур, в конце июля установилась жаркая и сухая погода.
Из 15-ти летних декад, 5 декад были с отрицательными отклонениями (1,2°), 9 декад были с положительными отклонениями (3° - 5°) и одна декада с температурой близкой к средней многолетней. Очень жарким был август. В течение месяца дневная (максимальная) температура ниже 30°С не опускалась. Абсолютный максимум составил 39°С (сильная жара). Максимальная температура на поверхности почвы повышалась до 60-66°С. На глубине 20 см почва прогревалась до 26-29°С, что на 2-4°С выше нормы. Число дней с максимальной температурой воздуха выше 30°С и выше составило 51-59 дней. Фены наблюдаются во всех горных районах. При них в районе Майкопа наблюдается ясная малооблачная погода, устанавливается максимальная прозрачность воздуха так, что видимость отмечается до 50 км и более и на юге видны снежные вершины гор. Облака отмечаются в основном в южной стороне - высококучевые чечевицеобразные. Главным условием возникновения фенов, пересечение воздушным течением достаточной высоты хребта.
Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:
1. За исследуемый 10 летний период, в районе Майкопа установлено более 100 случаев фена. В годовом ходе, максимум приходится на ноябрь и декабрь - 17, минимумы до 1 -го или не наблюдаются вообще в летние месяцы; в сутках чаще всего возникают с 13 до 24 часов - 37,1%, максимальной продолжительностью - 98 часов, резко нарушая суточный ход метеорологических элементов.
2. Установлена четкая зависимость фенов с летними засухами , т.е при высокой температуре, а еще чаще при перепадах температур от +5 до +25°C - 49,5%, при резком падении относительной влажности на 40% в 47% случаев, а наименьшее при падении относительной влажности на 70% более - 2 случая.
3. В суточном ходе частая продолжительность приходится на 13-24 часа - 37,1%, с максимальной продолжительностью - 98 часов.
Направление ветра за 4 часа до фена южное, юго-юго-восточное, юго-западное, северо-восточное, при фене только три направления: запад-юго- западное - 24,7%, юго-юго-западное - 16,5%, юго-западное - 16,5%. Наибольшую повторяемость имеет юго-западное направление.
4. Наибольший процент повторяемости фенов, связанных с атмосферными фронтами наблюдался в теплых секторах циклонов - 43%, при прохождении теплых фронтов - 26,2%, фронтов окклюзии - 19% и огибание холодным фронтом Кавказского хребта - 11,8%- Наиболее частая повторяемость перепада температур наблюдалась при 5-10°С - 49,5%, максимальный перепад температуры достигал 20,5°С.
5. Наиболее частая повторяемость при падении относительной влажности на 40% и менее - 48,4%, наименее частая повторяемость на 70% и менее - 2%. Самая минимальная относительная влажность - 12%.
6. Прогноз фена в районе Майкопа производится следующим образом: сначала прогнозируется синоптическая ситуация, процент надежности около 91%, затем вычисляется скорость ветра, в зависимости от разности давления между Майкопом и Туапсе. Потом прогнозируется максимальная температура. И если ожидается сильный юго-западный ветер и рост температуры, то надо ожидать фен.
Высокая температура и низкая относительная влажность во время фена приводит к резкому снеготаянию, а летом к большим паводкам на горных реках, к засухам и суховеям. Негативная роль фёнов зарегистрирована и в Республике Адыгея.
Горная часть Адыгеи относительно невелика, - ее площадь составляет 2,2 тыс. кв. км; протяженность с севера на юг 70 км. Территорию горной части республики составляют среднегорные хребты - Лесистый, Пастбищный, Скалистый; высокогорная зона - это куэстовые гряды Большого Тхача, отроги Передового и Главного Кавказского хребта. Самые высокие точки республики - это вершины Чугуш (3238 м), Тыбга (3064 м) и Фишт (2867 м). Большая часть горного массива покрыта вечными снегами и льдом. Восточнее Оштена находится плато Лагонаки, западнее - гора Гузерипль, с которой берет начало одноименная река. За Оштеном возвышается двугорбый массив Фишта.
Лето 2016 года в республике Адыгея наступило 10-12 мая - на неделю позже обычных сроков. Конец лета отмечен 10 октября, что на 10-12 дней позже многолетних сроков. Продолжительность летнего периода составила 150 дней. Начало лета было теплым с небольшими перепадами температур, в конце июля установилась жаркая и сухая погода.
Из 15-ти летних декад, 5 декад были с отрицательными отклонениями (1,2°), 9 декад были с положительными отклонениями (3° - 5°) и одна декада с температурой близкой к средней многолетней. Очень жарким был август. В течение месяца дневная (максимальная) температура ниже 30°С не опускалась. Абсолютный максимум составил 39°С (сильная жара). Максимальная температура на поверхности почвы повышалась до 60-66°С. На глубине 20 см почва прогревалась до 26-29°С, что на 2-4°С выше нормы. Число дней с максимальной температурой воздуха выше 30°С и выше составило 51-59 дней. Фены наблюдаются во всех горных районах. При них в районе Майкопа наблюдается ясная малооблачная погода, устанавливается максимальная прозрачность воздуха так, что видимость отмечается до 50 км и более и на юге видны снежные вершины гор. Облака отмечаются в основном в южной стороне - высококучевые чечевицеобразные. Главным условием возникновения фенов, пересечение воздушным течением достаточной высоты хребта.
Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:
1. За исследуемый 10 летний период, в районе Майкопа установлено более 100 случаев фена. В годовом ходе, максимум приходится на ноябрь и декабрь - 17, минимумы до 1 -го или не наблюдаются вообще в летние месяцы; в сутках чаще всего возникают с 13 до 24 часов - 37,1%, максимальной продолжительностью - 98 часов, резко нарушая суточный ход метеорологических элементов.
2. Установлена четкая зависимость фенов с летними засухами , т.е при высокой температуре, а еще чаще при перепадах температур от +5 до +25°C - 49,5%, при резком падении относительной влажности на 40% в 47% случаев, а наименьшее при падении относительной влажности на 70% более - 2 случая.
3. В суточном ходе частая продолжительность приходится на 13-24 часа - 37,1%, с максимальной продолжительностью - 98 часов.
Направление ветра за 4 часа до фена южное, юго-юго-восточное, юго-западное, северо-восточное, при фене только три направления: запад-юго- западное - 24,7%, юго-юго-западное - 16,5%, юго-западное - 16,5%. Наибольшую повторяемость имеет юго-западное направление.
4. Наибольший процент повторяемости фенов, связанных с атмосферными фронтами наблюдался в теплых секторах циклонов - 43%, при прохождении теплых фронтов - 26,2%, фронтов окклюзии - 19% и огибание холодным фронтом Кавказского хребта - 11,8%- Наиболее частая повторяемость перепада температур наблюдалась при 5-10°С - 49,5%, максимальный перепад температуры достигал 20,5°С.
5. Наиболее частая повторяемость при падении относительной влажности на 40% и менее - 48,4%, наименее частая повторяемость на 70% и менее - 2%. Самая минимальная относительная влажность - 12%.
6. Прогноз фена в районе Майкопа производится следующим образом: сначала прогнозируется синоптическая ситуация, процент надежности около 91%, затем вычисляется скорость ветра, в зависимости от разности давления между Майкопом и Туапсе. Потом прогнозируется максимальная температура. И если ожидается сильный юго-западный ветер и рост температуры, то надо ожидать фен.