Анализ циркуляционных условий формирования сильных наводнений в Санкт-Петербурге
|
СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Основные факторы, формирующие Невские наводнения 7
1.1 Т ипы наводнений 7
1.1.1 Половодье и паводок 8
1.1.2 Нагонные наводнения 10
1.1.3 Сейшевые колебания 12
1.2 Структура формирования Невских наводнений 13
1.3 Комплекс защитных сооружений 16
2 Характеристика региона исследования 22
2.1 Г еографическое положение 22
2.2 Климатическая характеристика 24
2.3 Наблюдения за уровнем воды на реке Нева 31
2.4 Особенности циркуляции умеренных широт 34
3 Анализ циркуляционных условий формирования сильных наводнений в
Санкт-Петербурге 42
3.1 Постановка цели и задач 42
3.2 Анализ повторяемости Невских наводнений 43
3.2.1 Анализ повторяемости особо опасных наводнений по интенсивности .. 44
3.2.2 Анализ повторяемости опасных наводнений по интенсивности 49
3.3 Анализ траекторий движения барических образований и синоптических
ситуаций при Невских наводнениях 55
3.3.1 Анализ траекторий движения барических образований и синоптических
ситуаций при особо опасных наводнениях 55
3.3.2 Анализ синоптических ситуаций при опасных наводнениях 63
3.4 Подробный анализ синоптической ситуации для двух периодов - 2005 и
2015 гг 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 86
СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Основные факторы, формирующие Невские наводнения 7
1.1 Т ипы наводнений 7
1.1.1 Половодье и паводок 8
1.1.2 Нагонные наводнения 10
1.1.3 Сейшевые колебания 12
1.2 Структура формирования Невских наводнений 13
1.3 Комплекс защитных сооружений 16
2 Характеристика региона исследования 22
2.1 Г еографическое положение 22
2.2 Климатическая характеристика 24
2.3 Наблюдения за уровнем воды на реке Нева 31
2.4 Особенности циркуляции умеренных широт 34
3 Анализ циркуляционных условий формирования сильных наводнений в
Санкт-Петербурге 42
3.1 Постановка цели и задач 42
3.2 Анализ повторяемости Невских наводнений 43
3.2.1 Анализ повторяемости особо опасных наводнений по интенсивности .. 44
3.2.2 Анализ повторяемости опасных наводнений по интенсивности 49
3.3 Анализ траекторий движения барических образований и синоптических
ситуаций при Невских наводнениях 55
3.3.1 Анализ траекторий движения барических образований и синоптических
ситуаций при особо опасных наводнениях 55
3.3.2 Анализ синоптических ситуаций при опасных наводнениях 63
3.4 Подробный анализ синоптической ситуации для двух периодов - 2005 и
2015 гг 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 86
СОКРАЩЕНИЯ
Прибрежные зоны Финского залива практически из года в год подвержены наводнениям. Опасные подъемы уровня для проживающих, действующих предприятий и для всей инфраструктуры в целом расположенных на данной территории являются одной из самых важных и актуальных проблем на протяжении всего времени после заселения данной местности.
Вот уже на протяжении нескольких столетий Невские наводнения являются самой важной проблемой, затрагивающей все сферы научной деятельности российской гидрометеорологии. Ведь прогнозирование, а также последующие выявление причин возникновения тех или иных атмосферных явлений, можно сказать, жизненно необходимо в нынешних реалиях современного мира. Из этого следует актуальность моей работы.
Главной целью магистерской диссертации является анализ условий формирования Невских наводнений в Санкт-Петербурге за последние 100 лет вызванных климатическими изменениями. Также более детально следует рассмотреть подтопления, которые произошли после 2011 года, так как данный анализ имеет сразу две цели: охарактеризовать изменения уровня воды у поста Горный институт, а также оценить работу Комплекса защитных сооружений, потому что он был введен в эксплуатацию именно в 2011 году.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Проанализировать повторяемость Невских наводнений по интенсивности за 100 лет;
2. Проанализировать особенности подъема уровня воды в реке Нева при закрытых и открытых створах КЗС после 2011 г.;
3. Исследовать циркуляционные условия формирования наводнений в Санкт-Петербурге за период с 1961 года по 2020 год;
4. Оценить возможные изменения синоптических ситуаций, характерных подъему уровня реки Нева выше 200 сантиметров в разные годы;
В качестве региона исследования была выбрана река Нева, в водосборный бассейн которой входят Ладожское озеро, соединяющееся с Невской губой Финского залива Балтийского моря, которое в свою очередь находится в Северо-Западном регионе РФ, городе Санкт-Петербург и Ленинградской области, поскольку город на Неве на протяжении всего времени своего существования был подвержен затоплениям из-за множества климатических, синоптических и гидрологических факторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав и заключения.
В первой главе рассмотрены все факторы формирующие Невские наводнения, а именно синоптические, гидрологические и климатические. Также рассматриваются типы наводнений: половодье и паводок, нагонная волна и сейшевые колебания. На основе приведенной статьи анализируется структура и механизм формирования наводнений на реке Нева. Дополнительно приведена информация о комплексе сооружений, который защищает Санкт-Петербург от наводнений, приходящих со стороны Финского залива и Балтийского моря.
Во второй главе приводится характеристика региона исследования: географическое положение и климатическая характеристика по метеостанции Санкт-Петербург за многолетний период с 1966 по 2021 гг. Дополнительно приводятся наблюдения за уровнем на реке Нева по трем гидрологическим постам: Горный институт, Литейный мост и Обуховский завод, и особенности циркуляции региона исследования.
В третьей главе анализируется повторяемость Невских наводнений, которые были разделены на три группы: катастрофические, особо опасные и опасные за период с 1921 по 2020 гг. Следующим этапом анализируются траектории барических образований при особо опасных и опасных наводнений за два базовых периода: с 1961 по 1990 гг и с 1991 по 2020 гг. Дополнительно приводится подробный анализ наводнений для двух периодов: 2015 год, когда были закрыты створы КЗС и 2005 год, когда КЗС еще не был введен в эксплуатацию.
В заключении приведены результаты и выводы по исследованию.
Методической основой работы послужили литературные источники, Интернет-ресурсы, справочные материалы и методические указания, ссылки на которые приводятся в тексте....
Вот уже на протяжении нескольких столетий Невские наводнения являются самой важной проблемой, затрагивающей все сферы научной деятельности российской гидрометеорологии. Ведь прогнозирование, а также последующие выявление причин возникновения тех или иных атмосферных явлений, можно сказать, жизненно необходимо в нынешних реалиях современного мира. Из этого следует актуальность моей работы.
Главной целью магистерской диссертации является анализ условий формирования Невских наводнений в Санкт-Петербурге за последние 100 лет вызванных климатическими изменениями. Также более детально следует рассмотреть подтопления, которые произошли после 2011 года, так как данный анализ имеет сразу две цели: охарактеризовать изменения уровня воды у поста Горный институт, а также оценить работу Комплекса защитных сооружений, потому что он был введен в эксплуатацию именно в 2011 году.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Проанализировать повторяемость Невских наводнений по интенсивности за 100 лет;
2. Проанализировать особенности подъема уровня воды в реке Нева при закрытых и открытых створах КЗС после 2011 г.;
3. Исследовать циркуляционные условия формирования наводнений в Санкт-Петербурге за период с 1961 года по 2020 год;
4. Оценить возможные изменения синоптических ситуаций, характерных подъему уровня реки Нева выше 200 сантиметров в разные годы;
В качестве региона исследования была выбрана река Нева, в водосборный бассейн которой входят Ладожское озеро, соединяющееся с Невской губой Финского залива Балтийского моря, которое в свою очередь находится в Северо-Западном регионе РФ, городе Санкт-Петербург и Ленинградской области, поскольку город на Неве на протяжении всего времени своего существования был подвержен затоплениям из-за множества климатических, синоптических и гидрологических факторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав и заключения.
В первой главе рассмотрены все факторы формирующие Невские наводнения, а именно синоптические, гидрологические и климатические. Также рассматриваются типы наводнений: половодье и паводок, нагонная волна и сейшевые колебания. На основе приведенной статьи анализируется структура и механизм формирования наводнений на реке Нева. Дополнительно приведена информация о комплексе сооружений, который защищает Санкт-Петербург от наводнений, приходящих со стороны Финского залива и Балтийского моря.
Во второй главе приводится характеристика региона исследования: географическое положение и климатическая характеристика по метеостанции Санкт-Петербург за многолетний период с 1966 по 2021 гг. Дополнительно приводятся наблюдения за уровнем на реке Нева по трем гидрологическим постам: Горный институт, Литейный мост и Обуховский завод, и особенности циркуляции региона исследования.
В третьей главе анализируется повторяемость Невских наводнений, которые были разделены на три группы: катастрофические, особо опасные и опасные за период с 1921 по 2020 гг. Следующим этапом анализируются траектории барических образований при особо опасных и опасных наводнений за два базовых периода: с 1961 по 1990 гг и с 1991 по 2020 гг. Дополнительно приводится подробный анализ наводнений для двух периодов: 2015 год, когда были закрыты створы КЗС и 2005 год, когда КЗС еще не был введен в эксплуатацию.
В заключении приведены результаты и выводы по исследованию.
Методической основой работы послужили литературные источники, Интернет-ресурсы, справочные материалы и методические указания, ссылки на которые приводятся в тексте....
Поставленная цель магистерской диссертации, а именно анализ условий формирования Невских наводнений в Санкт-Петербурге за последние 100 лет была достигнута.
Результаты проведенного исследования позволяют оценить влияние климатических изменений на формирования наводнений в городе Санкт- Петербург.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Проанализирована повторяемость Невских наводнений по интенсивности за 100 лет;
2. Проанализированы особенности подъема уровня воды в реке Нева при закрытых и открытых створах КЗС после 2011 г.;
3. Исследованы циркуляционные условия формирования наводнений в Санкт-Петербурге за период с 1961 года по 2020 год;
4. Оценены возможные изменения синоптических ситуаций, характерных подъему уровня реки Нева выше 200 сантиметров в разные годы.
Подводя итоги выполненного исследования, а именно анализа циркуляционных условий формирования сильных Невских наводнений для выбранного региона, можно сделать вывод, что после 1970 года повторяемость случаев опасных и особо опасных наводнений увеличилась. Благодаря введению в эксплуатацию Комплекса защитных сооружений, опасные и особо опасные наводнения удалось предотвратить. Однако, в свете активно меняющегося климата повторяемость Невских наводнений повышается. При прогнозируемом повышении уровня воды в реке Нева более чем на 160 см, городские территории иногда подвергаются небольшим подтоплениям, даже при закрытых створах КЗС. Следовательно, в дальнейшем требуется прогнозирование уровня воды в реке для предотвращения наводнений, которые могут возникнуть, даже при закрытых створах КЗС.
Большинство атмосферных циркуляций, которые влияют на климатическую характеристику и приводят к превышению уровня воды, а в дальнейшем к особо опасным и опасным наводнениям на реке Нева в г. Санкт- Петербург, являются циклоны, центр которых проходит над горлом Ботнического залива и над Центральной Балтикой. Так же влияние на условия возникновения невских наводнений, хоть и с меньшей повторяемостью, оказывают ложбины с центром циклона, проходящим над Северо-Ледовитым океаном и над Кольским полуостровом. Из этого следует, что при прогнозировании ожидаемых подтоплений, следует учитывать эти барические образования.
На превышение уровня воды в городе Санкт-Петербург влияет максимальная скорость ветра с порывами больше 10 м/с с продолжительностью до трех суток, возникающая в последние десятилетия, при серии наводненческих циклонов. При закрытых створах КЗС подпор является одним из факторов увеличения уровня воды в реке Нева. При отсутствии КЗС на повышения так же влияют сейшевые колебания, которые могут идти в одной или в разных фазах с длинной волной.
Для определения влияния подпора на подъем уровня воды при открытых створах КЗС или их отсутствии, необходимо проводить более масштабное и детальное исследование. Поскольку данные, которые были использованы в этой работе, не дают возможности детально исследовать все процессы, то определение влияния подпора на подъем уровня воды при отсутствии КЗС является затруднительным.
Результаты проведенного исследования позволяют оценить влияние климатических изменений на формирования наводнений в городе Санкт- Петербург.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Проанализирована повторяемость Невских наводнений по интенсивности за 100 лет;
2. Проанализированы особенности подъема уровня воды в реке Нева при закрытых и открытых створах КЗС после 2011 г.;
3. Исследованы циркуляционные условия формирования наводнений в Санкт-Петербурге за период с 1961 года по 2020 год;
4. Оценены возможные изменения синоптических ситуаций, характерных подъему уровня реки Нева выше 200 сантиметров в разные годы.
Подводя итоги выполненного исследования, а именно анализа циркуляционных условий формирования сильных Невских наводнений для выбранного региона, можно сделать вывод, что после 1970 года повторяемость случаев опасных и особо опасных наводнений увеличилась. Благодаря введению в эксплуатацию Комплекса защитных сооружений, опасные и особо опасные наводнения удалось предотвратить. Однако, в свете активно меняющегося климата повторяемость Невских наводнений повышается. При прогнозируемом повышении уровня воды в реке Нева более чем на 160 см, городские территории иногда подвергаются небольшим подтоплениям, даже при закрытых створах КЗС. Следовательно, в дальнейшем требуется прогнозирование уровня воды в реке для предотвращения наводнений, которые могут возникнуть, даже при закрытых створах КЗС.
Большинство атмосферных циркуляций, которые влияют на климатическую характеристику и приводят к превышению уровня воды, а в дальнейшем к особо опасным и опасным наводнениям на реке Нева в г. Санкт- Петербург, являются циклоны, центр которых проходит над горлом Ботнического залива и над Центральной Балтикой. Так же влияние на условия возникновения невских наводнений, хоть и с меньшей повторяемостью, оказывают ложбины с центром циклона, проходящим над Северо-Ледовитым океаном и над Кольским полуостровом. Из этого следует, что при прогнозировании ожидаемых подтоплений, следует учитывать эти барические образования.
На превышение уровня воды в городе Санкт-Петербург влияет максимальная скорость ветра с порывами больше 10 м/с с продолжительностью до трех суток, возникающая в последние десятилетия, при серии наводненческих циклонов. При закрытых створах КЗС подпор является одним из факторов увеличения уровня воды в реке Нева. При отсутствии КЗС на повышения так же влияют сейшевые колебания, которые могут идти в одной или в разных фазах с длинной волной.
Для определения влияния подпора на подъем уровня воды при открытых створах КЗС или их отсутствии, необходимо проводить более масштабное и детальное исследование. Поскольку данные, которые были использованы в этой работе, не дают возможности детально исследовать все процессы, то определение влияния подпора на подъем уровня воды при отсутствии КЗС является затруднительным.
