Аннотация 2
Введение 4
1. Циркуляционные характеристики и погодные условия на юге Западной Сибири летом 2012 и 2016 годов 5
2. Энергетические характеристики атмосферы 7
2.1 Кинетическая энергия 8
2.2 Кинетическая энергия флуктуационных движений 9
2.3 Потенциальная энергия 10
2.4 Внутренняя энергия 11
2.5 Лабильная или полная потенциальная энергия 11
3. Энергетические показатели циркуляционного режима 14
3.1 Понятие блокирование зонального переноса в атмосфере 16
4. Результаты расчета в нижнем 5-ти км слое атмосферы 19
4.1 Кинетическая энергия(вихревая и зональная) 20
4.2 Полная потенциальная энергия 27
4.3 Доступная и недоступная потенциальная энергия 33
Заключение 41
Список использованной литературы и источников 42
Энергетика атмосферы играет важную роль, как в глобальной так и в местной циркуляции атмосферы. От запасов энергии зависит весь цикл развития циклонов и антициклонов. Так, блокирующий антициклон и в летний и в зимний период года влечет за собой ряд опасных для сельского хозяйства, растительности, животного мира и жизни людей погодных условий. Кроме того, убытки от аномально жаркой и засушливой погоды несут перерабатывающие отрасли, речной транспорт, рыболовство и лесное хозяйство регионов. Например в летний период 2012 года над территорией Западной Сибири целый месяц стояла жара, обусловившая высокую пожароопасность. В зимний период блокирующий антициклон опасен сильными морозами на продолжительное время.
Отметим, что по данным инструментальных наблюдений за последние130 лет, 2012 г. вошел в десяток рекордных лет по количеству опасных метеорологических явлений (ОЯ) на Земле и стал самым жарким в истории. Такую информацию опубликовали в отчетах американского космического агентства (NASA) и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) США.
В данном исследовании проводится детальное изучение особенностей энергетики атмосферы в июле и августе 2012 и 2016 г. г. Исходным материалом исследования послужили данные аэрологического зондирования [1], на основе которых проведен анализ запасов различных видов энергии в атмосфере.
Основной целью исследования является изучение составляющих энергетического баланса в южной части Западной Сибири летом 2012 и 2016г. г.
Для достижения цели исследования решались следующие задачи:
1. Сформировать электронный массив данных аэрологического зондирования в 12 ВСВ 2016 за июль и август 2012 и 2016 г. г, по станциям Новосибирск, Колпашево, Енисейск, Александровское.
2. Рассчитать энергетику (потенциальная, кинетическая энергия) блокирующих антициклонов в нижнем 5-ти км слое атмосферы.
3. Выполнить расчеты и провести сравнение данных за 2012 и 2016 г. г.
По данным радиозондирования за июль и август 2012 и 2016г. г. на станциях Александровское, Енисейск, Колпашево, Новосибирск были рассчитаны виды энергии в нижнем 5-ти километровом слое атмосферы. После чего, расчеты подверглись подробному анализу и сравнению между годами.
Для более детального изучения запаса энергии в атмосфере,была рассмотрена каждая станция отдельно, но энергетические характеристики мы сравнивали между собой по станции Александровское. Среднесуточные запас полной энергии в течении июля слабо меняется по территории, но все же на станции Новосибирск он чуть больше и равен 1,43 • 10 9 Дж/м2. В августе так же в Новосибирске отмечается максимум среднемесячного запаса энергии - 4,0 • 10 9 Дж/м2. На всех остальных станциях 3,6 • 10 9 Дж/м2. В июле, в первую половину месяца наблюдалось понижение лабильной энергии, а со второй половины месяца повышение. В августе обратная ситуация, в начале месяца повышение запасов полной энергии в атмосфере, а во вторую половину спад энергетического потенциала. Спады запасов энергии связаны с переходом ее в кинетическую.
Самый большой запас среднемесячной доступной, соответственно и недоступной энергии в июле (2,46 • 108 Дж/м2) и августе (2,42 • 108 Дж/м2 ) был отмечен на станции
Новосибирск. Минимальное количество энергии на станции Алексанровское в июле 2,43 • 108 Дж/м2, в августе минимум был на станции Колпашево 2,38 • 108 Дж/м2. Отмечен спад доступной энергии в первую половину июля, в то время как кинетическая энергия была максимальной, был активный переход энергии из одной в другую, что в свою очередь способствовало блокированию антициклона. Со второй половины июля на станциях Западной Сибири наблюдался спад запасов доступной и недоступной энергии, в это время антициклон отступал от исследуемой территории. В августе снова подъем, и со второй половины месяца спад.
Из данного исследования можно сделать вывод, что лето 2012 года было более жарким и аномальным, чем лето 2016 года, это связано с большими запасами Кинетической, потенциальной и (доступной и недоступной) энергией.
