Условия формирования аномального термического режима на европейской территории России в переходные сезоны года
|
Введение 4
1. Общая характеристика климата 6
1.1 Классификация климатов 6
1.2 Климатообразование 10
1.3 Общая циркуляция атмосферы 15
1.4 Типы воздушных масс северного полушария 19
2. Использованные архивы и банки данных 21
3. Анализ формирования аномального термического режима на ЕТР
за осенний период 25
3.1. Объект исследования и методы исследования 25
3.2 Анализ среднемесячных значений температуры воздуха за
осенний период 26
3.3 Анализ повторяемости дней с аномально высокими и низкими
значениями среднесуточной температуры воздуха осенью 31
3.4 Анализ синоптической ситуации для дней с аномально высокими
и аномально низкими значениями среднесуточной температуры воздуха за осенний период на ЕТР 35
3.4.1 Синоптические ситуации для аномально холодных дней 35
3.4.1.1 Сентябрь 35
3.4.1.2 Октябрь 37
3.4.1.3 Ноябрь 37
3.4.2 Синоптические ситуации для аномально теплых дней 38
3.4.2.1 Сентябрь 38
3.4.2.2 Октябрь 42
3.4.2.3 Ноябрь 43
4. Анализ формирования аномального термического режима на
ЕТР весной 44
4.1 Анализ среднемесячных значений температуры воздуха за
весенний период 44
4.2 Определение положения точек бифуркации для области
исследования 46
4.3 Анализ повторяемости дней с аномально высокими и низкими
значениями среднесуточной температуры воздуха весной 48
4.4 Анализ синоптической ситуации для дней с аномально высокими и аномально низкими значениями среднесуточной температуры воздуха за
весенний период на ЕТР 51
4.4.1 Синоптические ситуации для аномально холодных дней 51
4.4.1.1 Март 51
4.4.1.2 Апрель 56
4.4.1.3 Май 59
4.4.2 Синоптические ситуации для аномально теплых дней 61
4.4.2.1 Март 61
4.4.2.2 Апрель 63
4.4.2.3 Май 66
Заключение 68
Список использованных источников 71
Приложения
1. Общая характеристика климата 6
1.1 Классификация климатов 6
1.2 Климатообразование 10
1.3 Общая циркуляция атмосферы 15
1.4 Типы воздушных масс северного полушария 19
2. Использованные архивы и банки данных 21
3. Анализ формирования аномального термического режима на ЕТР
за осенний период 25
3.1. Объект исследования и методы исследования 25
3.2 Анализ среднемесячных значений температуры воздуха за
осенний период 26
3.3 Анализ повторяемости дней с аномально высокими и низкими
значениями среднесуточной температуры воздуха осенью 31
3.4 Анализ синоптической ситуации для дней с аномально высокими
и аномально низкими значениями среднесуточной температуры воздуха за осенний период на ЕТР 35
3.4.1 Синоптические ситуации для аномально холодных дней 35
3.4.1.1 Сентябрь 35
3.4.1.2 Октябрь 37
3.4.1.3 Ноябрь 37
3.4.2 Синоптические ситуации для аномально теплых дней 38
3.4.2.1 Сентябрь 38
3.4.2.2 Октябрь 42
3.4.2.3 Ноябрь 43
4. Анализ формирования аномального термического режима на
ЕТР весной 44
4.1 Анализ среднемесячных значений температуры воздуха за
весенний период 44
4.2 Определение положения точек бифуркации для области
исследования 46
4.3 Анализ повторяемости дней с аномально высокими и низкими
значениями среднесуточной температуры воздуха весной 48
4.4 Анализ синоптической ситуации для дней с аномально высокими и аномально низкими значениями среднесуточной температуры воздуха за
весенний период на ЕТР 51
4.4.1 Синоптические ситуации для аномально холодных дней 51
4.4.1.1 Март 51
4.4.1.2 Апрель 56
4.4.1.3 Май 59
4.4.2 Синоптические ситуации для аномально теплых дней 61
4.4.2.1 Март 61
4.4.2.2 Апрель 63
4.4.2.3 Май 66
Заключение 68
Список использованных источников 71
Приложения
Аномальные среднесуточные значения температуры воздуха относятся к опасным метеорологическим явлениям, которые могут нанести серьезный ущерб экономике, сельскому хозяйству и другим отраслям. В последние годы фиксируются аномальные значения температуры воздуха, превышающие исторические максимумы. В переходные сезоны устойчивость воздушных потоков уменьшается, и формирование температурного режима представляет особый интерес. Анализ синоптических условий формирования дней с аномальными значениями среднесуточной температуры воздуха в осенний и весенний периоды на Европейской территории России (ЕТР) является актуальной задачей.
Целью научно-исследовательской работы является анализ условий формирования аномально высоких и аномально низких значений среднесуточной температуры воздуха в переходные сезоны на Европейской территории России (ЕТР).
Для достижения поставленной цели необходимо определить следующие задачи:
1) Сформировать архив данных по среднесуточным значениям температуры воздуха в выбранных пунктах с 1959 года по 2018 год.
2) Выделить границы квартильных градаций в выбранных пунктах: «среднее», «ниже среднего», «значительно ниже среднего», «выше среднего» и «значительно выше среднего».
3) Проанализировать повторяемость дней с температурами,
попадающими в данные градации.
4) Проанализировать циркуляционные особенности, сопутствующие дням с аномальными значениями среднесуточной температуры воздуха.
В первой главе представлена общая характеристика климата и основные климатообразующие процессы.
Во второй главе представлена информация об использованных архивах данных (ВНИИГМИ-МЦД) и данных реанализа (модель NCEP Climate Forecast System Reanalysis (CFSRvl).
В третьей и четвертой главах представлена область исследования и представлены методы исследования. Проанализированы среднемесячные и среднегодовые значения температуры воздуха осени и весны. Рассчитаны границы квартильных градаций, выделяющие аномально низкие и аномально высокие значения среднесуточной температуры воздуха. Проанализирована повторяемость аномально теплых и аномально холодных дней на выбранных станциях. В процессе работы были сформированы карты пространственного распределения изменения повторяемости по области исследования. Так же рассмотрена синоптическая ситуация, характерная для дней с аномально высокими и аномально низкими значениями температуры воздуха.
В заключении описана проделанная работа и сформулированы выводы
Целью научно-исследовательской работы является анализ условий формирования аномально высоких и аномально низких значений среднесуточной температуры воздуха в переходные сезоны на Европейской территории России (ЕТР).
Для достижения поставленной цели необходимо определить следующие задачи:
1) Сформировать архив данных по среднесуточным значениям температуры воздуха в выбранных пунктах с 1959 года по 2018 год.
2) Выделить границы квартильных градаций в выбранных пунктах: «среднее», «ниже среднего», «значительно ниже среднего», «выше среднего» и «значительно выше среднего».
3) Проанализировать повторяемость дней с температурами,
попадающими в данные градации.
4) Проанализировать циркуляционные особенности, сопутствующие дням с аномальными значениями среднесуточной температуры воздуха.
В первой главе представлена общая характеристика климата и основные климатообразующие процессы.
Во второй главе представлена информация об использованных архивах данных (ВНИИГМИ-МЦД) и данных реанализа (модель NCEP Climate Forecast System Reanalysis (CFSRvl).
В третьей и четвертой главах представлена область исследования и представлены методы исследования. Проанализированы среднемесячные и среднегодовые значения температуры воздуха осени и весны. Рассчитаны границы квартильных градаций, выделяющие аномально низкие и аномально высокие значения среднесуточной температуры воздуха. Проанализирована повторяемость аномально теплых и аномально холодных дней на выбранных станциях. В процессе работы были сформированы карты пространственного распределения изменения повторяемости по области исследования. Так же рассмотрена синоптическая ситуация, характерная для дней с аномально высокими и аномально низкими значениями температуры воздуха.
В заключении описана проделанная работа и сформулированы выводы
По итогам магистерской диссертации все цели достигнуты и задачи решены.
В ходе работы был собран архив данных по среднесуточной температуре воздуха осеннего и весеннего периодов в 16 пунктах с 1959 года по 2018 год, рассчитаны среднемесячные значения температуры воздуха. По результатам анализа можно сделать вывод, что на всей территории для каждого пункта наблюдается увеличение среднемесячных значений температуры воздуха для осеннего и весеннего периодов. Наибольший интерес представляет ноябрь, так как в этом месяце средние значения среднемесячной температуры воздуха на станциях Великие Луки и Курск переходят через нулевой предел, во втором периоде значения положительные.
Была определена смена тренда в ряде среднегодовой температуры воздуха, которая для ЕТР приходится на 1986-1987 гг.
Были выделены границы квартильных градаций для каждого месяца осеннего и весеннего периодов для выбранных пунктов. Проанализирована повторяемость дней с температурами, попадающими в градации «значительно выше среднего» и «значительно ниже среднего». Осенью повторяемость аномально теплых и аномально холодных дней за весь исследуемый период практически не меняется. Весной повторяемость аномально холодных дней растет, а повторяемость аномально теплых дней уменьшается.
В ходе научно-исследовательской работы с помощью программы ГИС MapInfo были построены карты пространственное распределение изменения повторяемости аномально низких и аномально высоких значений среднесуточной температуры воздуха. Хотя количество аномально теплых дней весной в общем числе уменьшается, небольшой рост отмечается на юге территории. Число аномально холодных дней растет, максимальный рост наблюдается в северо-западной и юго-восточной частях области исследования.
Были проанализированы и выделены характерные синоптические ситуации, при которых происходит формирование аномальных высоких и аномально низких значений среднесуточной температуры воздуха.
Осенью аномально низкие значения температуры воздуха наблюдаются при влиянии на ЕТР очага холода над Баренцевым морем, при этом область исследования находится в тыловой части арктических циклонов. Весной аномально низкая температура воздуха возникает при малоградиентном поле барической седловины, выходящей на Баренцево море.
Выявлена одинаковая синоптическая ситуация для аномально теплых дней весной и осенью - это стационарный высокий антициклон над всей ЕТР с совпадением приземного и высотного центров. Особенность ситуации в том, что антициклон находится под ВФЗ полярного фронта.
Также следует отметить, что практически при каждой ситуации, когда наблюдается аномальная среднесуточная температура воздуха, положение ВФЗ смещено более чем на 1500 км от ее среднесезонного положения.
В дальнейшем работу следует продолжать, особое внимание уделяя таким предикторам как ВФЗ и траекториям барических образований, при которых возникают аномальные значения температуры воздуха.
В ходе работы был собран архив данных по среднесуточной температуре воздуха осеннего и весеннего периодов в 16 пунктах с 1959 года по 2018 год, рассчитаны среднемесячные значения температуры воздуха. По результатам анализа можно сделать вывод, что на всей территории для каждого пункта наблюдается увеличение среднемесячных значений температуры воздуха для осеннего и весеннего периодов. Наибольший интерес представляет ноябрь, так как в этом месяце средние значения среднемесячной температуры воздуха на станциях Великие Луки и Курск переходят через нулевой предел, во втором периоде значения положительные.
Была определена смена тренда в ряде среднегодовой температуры воздуха, которая для ЕТР приходится на 1986-1987 гг.
Были выделены границы квартильных градаций для каждого месяца осеннего и весеннего периодов для выбранных пунктов. Проанализирована повторяемость дней с температурами, попадающими в градации «значительно выше среднего» и «значительно ниже среднего». Осенью повторяемость аномально теплых и аномально холодных дней за весь исследуемый период практически не меняется. Весной повторяемость аномально холодных дней растет, а повторяемость аномально теплых дней уменьшается.
В ходе научно-исследовательской работы с помощью программы ГИС MapInfo были построены карты пространственное распределение изменения повторяемости аномально низких и аномально высоких значений среднесуточной температуры воздуха. Хотя количество аномально теплых дней весной в общем числе уменьшается, небольшой рост отмечается на юге территории. Число аномально холодных дней растет, максимальный рост наблюдается в северо-западной и юго-восточной частях области исследования.
Были проанализированы и выделены характерные синоптические ситуации, при которых происходит формирование аномальных высоких и аномально низких значений среднесуточной температуры воздуха.
Осенью аномально низкие значения температуры воздуха наблюдаются при влиянии на ЕТР очага холода над Баренцевым морем, при этом область исследования находится в тыловой части арктических циклонов. Весной аномально низкая температура воздуха возникает при малоградиентном поле барической седловины, выходящей на Баренцево море.
Выявлена одинаковая синоптическая ситуация для аномально теплых дней весной и осенью - это стационарный высокий антициклон над всей ЕТР с совпадением приземного и высотного центров. Особенность ситуации в том, что антициклон находится под ВФЗ полярного фронта.
Также следует отметить, что практически при каждой ситуации, когда наблюдается аномальная среднесуточная температура воздуха, положение ВФЗ смещено более чем на 1500 км от ее среднесезонного положения.
В дальнейшем работу следует продолжать, особое внимание уделяя таким предикторам как ВФЗ и траекториям барических образований, при которых возникают аномальные значения температуры воздуха.