Облачный режим Заполярья Европейской территории России
|
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ 3
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПРИРОДА ОБЛАКОВ В АТМОСФЕРЕ 6
1.1 Механизмы образования облаков 6
1.2 Классификация облаков 9
1.3 Актуальность исследований в Заполярье в современном мире 19
2. ОСОБЕННОСТИ АТМОСФЕРЫ ЗАПОЛЯРЬЯ 21
2.1 Физико-географическое описание Заполярья 21
2.2 Климатическое описание Заполярья 26
3. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕ
ТРОВ В НАЧАЛЕ 21 ВЕКА В РЕГИОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
3.1 Описание исходных материалов. Тенденции изменения давления,
температуры воздуха и осадков 27
3.2 Особенности режима метеорологических явлений 39
3.3 Тенденции изменения метеорологических параметров и режим
явлений на станции Мурманск 43
4. ОСОБЕННОСТИ ОБЛАЧНОГО РЕЖИМА НА ПРИБРЕЖНЫХ И КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ 60
4.1 Сравнение данных об облаках на континентальных и островных
станциях 60
4.2 Сравнение данных по облачности на континентальных и
островных станциях 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПРИРОДА ОБЛАКОВ В АТМОСФЕРЕ 6
1.1 Механизмы образования облаков 6
1.2 Классификация облаков 9
1.3 Актуальность исследований в Заполярье в современном мире 19
2. ОСОБЕННОСТИ АТМОСФЕРЫ ЗАПОЛЯРЬЯ 21
2.1 Физико-географическое описание Заполярья 21
2.2 Климатическое описание Заполярья 26
3. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕ
ТРОВ В НАЧАЛЕ 21 ВЕКА В РЕГИОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
3.1 Описание исходных материалов. Тенденции изменения давления,
температуры воздуха и осадков 27
3.2 Особенности режима метеорологических явлений 39
3.3 Тенденции изменения метеорологических параметров и режим
явлений на станции Мурманск 43
4. ОСОБЕННОСТИ ОБЛАЧНОГО РЕЖИМА НА ПРИБРЕЖНЫХ И КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ 60
4.1 Сравнение данных об облаках на континентальных и островных
станциях 60
4.2 Сравнение данных по облачности на континентальных и
островных станциях 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
Русская Арктика или Заполярье представляет собой огромный интерес для экономики всей страны. На территории Заполярья ЕТР проживает большое количество людей, строятся новые аэропорты и морские порты, военные и промышленные города и посёлки, развиваются транспортные пути. Выделяются ресурсы научного обеспечения для развития региона и в том числе науки об атмосфере.
Облака являются составной частью атмосферы. Многообразие облаков формируют неповторимые черты нашей удивительной планеты. Однако облака таят в себе такие опасные явления, как гроза, град, ливни, туманы. Облака приводят к формированию погоды и их необходимо учитывать в самых различных сферах деятельности общества.
Формы облаков и последовательность их смены говорят о приближении различных фронтов и барических изменениях. Формы облаков отражают вертикальное распределение температуры в атмосфере. Знание форм облаков необходимо для составления прогнозов погоды и позволяет предупредить о приближении ненастья .
Актуальность темы выпускной квалификационной работы заключается в том, что изучение облачного режима Заполярья ЕТР позволит определить имеются ли изменения климата исследуемого региона, а также позволит расширить информационный ресурс для обеспечения потребителей, вовлеченных в освоение данного региона.
Целью написания выпускной квалификационной работы является исследование особенностей облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР, на основании собранных архивных данных за период 2015-2019 годов.
Исходя из поставленной цели выпускной квалификационной работы, определены следующие задачи:
- изучить теоретический материал, классификацию и механизм образования облаков в атмосфере;
- собрать данные наблюдений на станциях Заполярья ЕТР;
- провести анализ метеорологических характеристик для станций Заполярья ЕТР;
- провести анализ облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР.
Объектом исследования являются облака в Заполярье ЕТР.
Предмет исследования - сезонное и географическое распространение облаков и их формы.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из четырех глав. В первой главе содержится общая информация об облаках, их разновидности и формы, внешнее описание, механизмы образования облаков, а также актуальность метеорологических исследований особенностей Заполярья.
Во второй главе представлена физико-географическая характеристика района исследования, а также факторы, влияющие на формирование климата Заполярья ЕТР.
В третьей главе представлена практическая часть выпускной квалификационной работы, в которой, на основании собранных данных, проведен анализ изменений основных метеорологических параметров и явлений для четырех станций Заполярья ЕТР, отдельно для станции Мурманск и сопоставление их с данными климатического справочника.
В четвертой главе представлена практическая часть выпускной квалификационной работы, в которой, на основании собранных данных, проведен анализ облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР. В заключении представлены основные выводы, полученные при проведении данной работы.
Облака являются составной частью атмосферы. Многообразие облаков формируют неповторимые черты нашей удивительной планеты. Однако облака таят в себе такие опасные явления, как гроза, град, ливни, туманы. Облака приводят к формированию погоды и их необходимо учитывать в самых различных сферах деятельности общества.
Формы облаков и последовательность их смены говорят о приближении различных фронтов и барических изменениях. Формы облаков отражают вертикальное распределение температуры в атмосфере. Знание форм облаков необходимо для составления прогнозов погоды и позволяет предупредить о приближении ненастья .
Актуальность темы выпускной квалификационной работы заключается в том, что изучение облачного режима Заполярья ЕТР позволит определить имеются ли изменения климата исследуемого региона, а также позволит расширить информационный ресурс для обеспечения потребителей, вовлеченных в освоение данного региона.
Целью написания выпускной квалификационной работы является исследование особенностей облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР, на основании собранных архивных данных за период 2015-2019 годов.
Исходя из поставленной цели выпускной квалификационной работы, определены следующие задачи:
- изучить теоретический материал, классификацию и механизм образования облаков в атмосфере;
- собрать данные наблюдений на станциях Заполярья ЕТР;
- провести анализ метеорологических характеристик для станций Заполярья ЕТР;
- провести анализ облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР.
Объектом исследования являются облака в Заполярье ЕТР.
Предмет исследования - сезонное и географическое распространение облаков и их формы.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из четырех глав. В первой главе содержится общая информация об облаках, их разновидности и формы, внешнее описание, механизмы образования облаков, а также актуальность метеорологических исследований особенностей Заполярья.
Во второй главе представлена физико-географическая характеристика района исследования, а также факторы, влияющие на формирование климата Заполярья ЕТР.
В третьей главе представлена практическая часть выпускной квалификационной работы, в которой, на основании собранных данных, проведен анализ изменений основных метеорологических параметров и явлений для четырех станций Заполярья ЕТР, отдельно для станции Мурманск и сопоставление их с данными климатического справочника.
В четвертой главе представлена практическая часть выпускной квалификационной работы, в которой, на основании собранных данных, проведен анализ облачного режима на континентальных и островных станциях Заполярья ЕТР. В заключении представлены основные выводы, полученные при проведении данной работы.
Детальный анализ архива погоды исследуемого региона позволил собрать большой объем метеорологической информации, а также выявить изменения основных метеорологических характеристик, сезонное и географическое распределение облаков на станциях Заполярья ЕТР.
При сопоставлении данных исследования с климатическим справочником, выборка которого охватывает весь 20 век, отмечается следующие изменения:
1. Снижение среднегодового значения атмосферного давления на станциях Заполярья ЕТР в среднем на 0,5 гПа, а также произошло изменение годового распределения атмосферного давления. В зимнем периоде значение среднемесячного давления снизилось на 2-7 гПа, наиболее сильно в марте - на 7 гПа. В период с сентября по ноябрь среднемесячное давление увеличилось на 2-5 гПа. По данным конца 20 века, в регионе исследования годовой ход атмосферного давления имел максимум в мае и минимум в декабре. В начале 21 века наблюдаются максимумы в мае для всех станций, в сентябре для станций Мурманск и Канин Нос, в ноябре для станций Нарьян-Мар и Малые Кармакулы, а также наблюдаются минимумы на всех станциях в декабре, марте и июне. Колебание годового хода атмосферного давления участилось, и возросла роль циклонов и антициклонов в формировании климата;
2. Отмечается рост значений среднемесячных температур в первой половине года на 3-5 °C, когда отмечалось понижение среднегодовых значений давления, и на 1 °C в сентябре-ноябре, когда отмечался рост среднемесячного давления. Самым тёплым в году месяцем остается июль, средняя температура которого составляет 12,8°C, а самым холодным месяцем стал январь, средняя температура которого составляет -11,4 °C. По данным за 20 век самым холодным месяцем был февраль;
3. Наблюдается изменение тренда сезонного распределения, а также снижение количества осадков на станциях Канин Нос - на 28мм, Нарьян-Мар - 2 мм, Малые Кармакулы - 58 мм, и увеличение их в Мурманске на 90 мм. Среднегодовая сумма осадков в районе исследования уменьшилась на 1 мм и составила 438 мм. На континентальных станциях Мурманск и Нарьян-Мар в летний период наблюдалось пониженное давление и увеличение количества осадков, с наибольшими значениями в июне и августе. Кроме того, на станции Мурманск в декабре отмечалось повышение количества осадков при минимальном значении атмосферного давления. В самом теплом месяце июле наблюдалось повышение атмосферного давления и снижение количества осадков на всех станциях. На островных станциях Канин Нос и Малые Кармакулы минимальное значение количества осадков наблюдалось в апреле, в период повышения атмосферного давления. Рост количества осадков в июне отмечается с понижением атмосферного давления. С августа по октябрь на станции Малые Кармакулы и с августа по ноябрь на станции Канин Нос наблюдается наибольшее количество осадков при равномерном высоком давлении. С октября по апрель снижается количество осадков.
При изучении основных метеорологических характеристик, существенных отличий между континентальными и островными станциями обнаружить не удалось, за исключением количества выпадающих осадков, сумма которых больше на континентальных, особенно на станции Мурманск, и меньше на островных станциях, особенно на станции Малые Кармакулы.
На станциях Заполярья ЕТР среди видов осадков и явлений преобладают ливневый снег и ливневый дождь, меньше всего мороси и гроз. В регионе исследования число дней с ясной погодой больше, чем дней с явлениями. При детальном изучении данных со станции Мурманск, отмечается уменьшение количества таких явлений как гроза, туман и метель в сравнении с данными середины 20 века. Среднегодовое число дней с грозой уменьшилось с 7 до 5, с туманом - с 33 до 12, с метелью - с 55 до 3. Грозы стали наблюдаться только в теплый период с мая по сентябрь. Туманы не наблюдались в марте и июне, когда как в середине 20 века они могли наблюдаться в течение всего года. Метели наблюдаются исключительно в холодный период с ноября по март, когда как в середине 20 века они могли наблюдаться с октября по май.
Сопоставление данных об облаках на станциях Мурманск и Нарьян- Мар за периоды 1966-1980 г. и 2019 г. показало, что произошли изменения в повторяемости форм облаков на станциях. В Мурманске в последние годы доля высококучевых облаков (Ас) увеличилась на 11%, кучево-дождевых (Cb) на 10%, а доля перистых (Ci) уменьшилась на 12%, слоисто-кучевых (Sc) уменьшилась на 8%.
....
При сопоставлении данных исследования с климатическим справочником, выборка которого охватывает весь 20 век, отмечается следующие изменения:
1. Снижение среднегодового значения атмосферного давления на станциях Заполярья ЕТР в среднем на 0,5 гПа, а также произошло изменение годового распределения атмосферного давления. В зимнем периоде значение среднемесячного давления снизилось на 2-7 гПа, наиболее сильно в марте - на 7 гПа. В период с сентября по ноябрь среднемесячное давление увеличилось на 2-5 гПа. По данным конца 20 века, в регионе исследования годовой ход атмосферного давления имел максимум в мае и минимум в декабре. В начале 21 века наблюдаются максимумы в мае для всех станций, в сентябре для станций Мурманск и Канин Нос, в ноябре для станций Нарьян-Мар и Малые Кармакулы, а также наблюдаются минимумы на всех станциях в декабре, марте и июне. Колебание годового хода атмосферного давления участилось, и возросла роль циклонов и антициклонов в формировании климата;
2. Отмечается рост значений среднемесячных температур в первой половине года на 3-5 °C, когда отмечалось понижение среднегодовых значений давления, и на 1 °C в сентябре-ноябре, когда отмечался рост среднемесячного давления. Самым тёплым в году месяцем остается июль, средняя температура которого составляет 12,8°C, а самым холодным месяцем стал январь, средняя температура которого составляет -11,4 °C. По данным за 20 век самым холодным месяцем был февраль;
3. Наблюдается изменение тренда сезонного распределения, а также снижение количества осадков на станциях Канин Нос - на 28мм, Нарьян-Мар - 2 мм, Малые Кармакулы - 58 мм, и увеличение их в Мурманске на 90 мм. Среднегодовая сумма осадков в районе исследования уменьшилась на 1 мм и составила 438 мм. На континентальных станциях Мурманск и Нарьян-Мар в летний период наблюдалось пониженное давление и увеличение количества осадков, с наибольшими значениями в июне и августе. Кроме того, на станции Мурманск в декабре отмечалось повышение количества осадков при минимальном значении атмосферного давления. В самом теплом месяце июле наблюдалось повышение атмосферного давления и снижение количества осадков на всех станциях. На островных станциях Канин Нос и Малые Кармакулы минимальное значение количества осадков наблюдалось в апреле, в период повышения атмосферного давления. Рост количества осадков в июне отмечается с понижением атмосферного давления. С августа по октябрь на станции Малые Кармакулы и с августа по ноябрь на станции Канин Нос наблюдается наибольшее количество осадков при равномерном высоком давлении. С октября по апрель снижается количество осадков.
При изучении основных метеорологических характеристик, существенных отличий между континентальными и островными станциями обнаружить не удалось, за исключением количества выпадающих осадков, сумма которых больше на континентальных, особенно на станции Мурманск, и меньше на островных станциях, особенно на станции Малые Кармакулы.
На станциях Заполярья ЕТР среди видов осадков и явлений преобладают ливневый снег и ливневый дождь, меньше всего мороси и гроз. В регионе исследования число дней с ясной погодой больше, чем дней с явлениями. При детальном изучении данных со станции Мурманск, отмечается уменьшение количества таких явлений как гроза, туман и метель в сравнении с данными середины 20 века. Среднегодовое число дней с грозой уменьшилось с 7 до 5, с туманом - с 33 до 12, с метелью - с 55 до 3. Грозы стали наблюдаться только в теплый период с мая по сентябрь. Туманы не наблюдались в марте и июне, когда как в середине 20 века они могли наблюдаться в течение всего года. Метели наблюдаются исключительно в холодный период с ноября по март, когда как в середине 20 века они могли наблюдаться с октября по май.
Сопоставление данных об облаках на станциях Мурманск и Нарьян- Мар за периоды 1966-1980 г. и 2019 г. показало, что произошли изменения в повторяемости форм облаков на станциях. В Мурманске в последние годы доля высококучевых облаков (Ас) увеличилась на 11%, кучево-дождевых (Cb) на 10%, а доля перистых (Ci) уменьшилась на 12%, слоисто-кучевых (Sc) уменьшилась на 8%.
....
