ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕМПЕРАТУРЕ, ХАРАКТЕРИСТИКАХ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИССЛЕДУЕМЫХ СЛОЯХ АТМОСФЕРЫ 5
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 11
2.1 Характеристика исходного материала 11
2.2 Методы исследования 13
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ЗНАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ЕЁ ХАРАКТЕРИСТИК НА ТЕРРИТОРИИ ПФО 16
3.1 Температура, меридиональный и зональный градиент 16
3.1.1 Январь 16
3.1.2 Июль 26
3.2 Вертикальный градиент 33
3.2.1 Январь 34
3.2.2 Июль 36
ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНИХ ПО ТЕРРИТОРИИ ПФО ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВО ВРЕМЕНИ 38
4.1 Изменение температуры и горизонтальных градиентов в
исследуемый период 38
4.1.1 Изменение температуры в январе 38
4.1.2 Изменение температуры в июле 42
4.2.1 Изменение зонального градиента в январе 44
4.2.2 Изменение зонального градиента в июле 45
4.3.1 Изменение меридионального градиента в январе 48
4.3.2 Изменение меридионального градиента в июле 51
4.2 Вертикальный градиент 54
4.2.1 Изменение вертикального градиента в январе 54
4.2.2 Изменение вертикального градиента в июле 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
С начала XX столетия в атмосфере Земли наблюдается повышение температуры воздуха, особенно усилившееся с 70-х годов этого столетия. Однако это повышение не было монотонным [2, 6]. Периоды относительно устойчивого роста глобальной температуры чередовались с периодами похолодания. Эти температурные изменения по-разному проявляли себя в разные сезоны года. Кроме того, глобальное потепление не означает повсеместного повышения температуры. В некоторых регионах наблюдалось даже похолодание. Следует также отметить, что в разных слоях тропосферы интенсивность роста температуры воздуха различна, а в стратосфере в последние десятилетия наблюдается ее понижение. По мнению большинства исследователей причины этих изменений носят как естественный, так и антропогенный характер [6, 9].
Все вышесказанное определяет актуальность данной работы, направленной на детальное изучение региональных изменений температуры воздуха и ее характеристик.
Цель работы, исследование изменения температурных характеристик (зонального, меридионального и вертикального градиентов) во времени и пространстве на территории ПФО, в тропосфере и нижней стратосфере.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
1) Сбор теоретических материалов по исследованию данной проблемы.
2) Сбор исходного материала и его подготовка для дальнейшей обработки.
3) Обработка исходных данных, вычисление всех необходимых величин по территории ПФО до изобарической поверхности 10гПА.
4) Анализ полученных результатов и выявление зависимостей.
В результате проведенного исследования , было проанализировано пространственное и временное распределение температуры воздуха в тропосфере и нижней части стратосферы на территории ПФО и получены следующие выводы:
1) Особенности нагревания и циркуляции в рассмотренном слое атмосферы приводят к тому, что в январе в тропосфере температура убывает с юго-запада ПФО на северо-восток. В стратосфере изотермы совершают поворот практически на 905 и этом слое наиболее высокие температуры наблюдаются на юго-востоке, а наиболее низкие на северо-западе. Установлено, что меридиональный градиент температуры воздуха в нижней и средней тропосфере меняется мало, в среднем составляя 0,4 °К/ °экв. В высокой тропосфере он резко убывает (более чем в 2 раза), достигая минимума в районе тропопаузы. В стратосфере он вновь увеличивается до значения почти 0,8°К/ °экв. на уровне 30 гПа. Зональный градиент от максимального значения в приземном слое (~0,4 °К/ °экв.) в пограничном слое убывает более чем в два раза, выше до уровня 150 гПа меняется слабо, а в стратосфере с изобарической поверхности 50 гПа меняет знак и достигает значения ~ -0,4°К/ °экв. на уровне 10 гПа.
2) Изотермы июля расположены на протяжении всей тропосферы зонально, что вызвано небольшим контрастом температур между востоком и западом ПФО в это время года. Однако между северном и югом ПФО наблюдается разница температур в приземном слое 6-8°К, а в остальной тропосфере 2-3°К. В стратосфере же знак меридионального градиента меняется (на севере теплее, чем на юге) и он равен ~ - 0,5°К/°экв., что объясняется большим прогревом воздуха стратосферы в высоких широтах во время полярного дня.
3) Вертикальный градиент в тропосфере достигает максимальных значений как в январе, так и в июле в верхней половине тропосферы на высотах 5 - 7 км (0,7-0,8°К/100 м). В более высоких слоях он резко убывает, достигая локального слабо отрицательного минимума в слое 250- 200 гПа. Выше в стратосфере вертикальный градиент температуры после незначительного увеличения достигает величины -0,2°К/100 м в верхней части исследуемого слоя атмосферы. Инверсионное распределение температуры имеет место также в январе в нижней части пограничного слоя 1000-925 гПа.
4) Анализ пространственного распределения вертикального градиента температуры по территории ПФО выявил его существенную неоднородность как в зависимости от сезона, так и высоты.
Наибольшие пространственные изменений этой характеристики наблюдаются в тропосфере. В стратосфере значения вертикального градиента температуры невелики и его изменения по территории ПФО незначительны.
5) В тропосфере в июле происходит рост температуры со временем, причём стоит отметить такие уровни , как 1000 и 500 гПа, где наблюдается высокая надежность тренда и повышение температуры на 3,2°К и 2,6°К соответственно. Зимой повышение составляет 0,55°К. В стратосфере наблюдается понижение температуры. Причём зимой понижение температуры наиболее выражено в нижней стратосфере, так на изобарических поверхностях 70 и 50 гПа понижение температуры составило 3,65 °К и 5,6°К соответственно с надежностью 86-87%. В июле в слое атмосферы 30-10 гПа наблюдается понижение температуры на 8,06°К при надежности тренда в 100%.
6) В январе в тропосфере зональный градиент во времени практически не изменяется, однако в стратосфере наблюдается стабильное его повышение. Летом в тропосфере наблюдается увеличение зонального градиента при вкладе тренда в общую дисперсию 10-20% и его понижение среднем при вкладе в дисперсию 15% в стратосфере. Изменения меридионального градиента в январе очень малы, максимальное изменение градиента наблюдается на уровне 300 гПа - 0,19(°К/экв)/год, тогда как летом картина изменения иная, особенно в стратосфере, где вклад тренда в общую дисперсию составляет 10-14%.
7) В целом изменения вертикального градиента и в январе, и в июле очень малы. Зимой, стоит выделить слой 700-600 гПа , где он повышается на 0,07°К/100м с высокой надежностью в 98,5%, а также устойчивое и надежное повышение градиента в нижней стратосфере в среднем на 0,099°К/100м при надежности около 85%. Изменения вертикального градиента летом незначительны, за исключением нескольких слоев. В слое 925-850 наблюдается рост градиента на 0,00085°К/100м, а в слое 600-500гПа падение на 0,008°К/100м при надежности 100%. В стратосфере наблюдается рост вертикального градиента в слоях 10070 гПа и 20-10 гПа на 0,003°К/100м и 0,006°К/100м соответственно, при надежности 100%.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
