ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ
ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ 6
1.1. Понятие экстремальности климата 6
1.2. Индексы экстремальности 9
1.3. Подходы и принципы климатического районирования и картографирования 14
ГЛАВА 2 ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА УВЛАЖНЕНИЯ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ 17
2.1. Исходные данные для анализа и картографирования экстремальных климатических показателей 17
2.2. Методы статистической обработки и построения карт пространственного распределения экстремальных температуры и осадков 21
2.3. Нормативные показатели температуры воздуха и режима увлажнения в регионе 23
2.4. Экстремальные показатели температуры воздуха и режима увлажнения 25
ГЛАВА 3 ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ
КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ТЕРРИТОРИИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ 35
3.1. Сравнение климатических экстремумов с климатической нормой 35
3.2. Картографирование как метод анализа экстремальных климатических условий на территории Алтайского края 39
3.3. Пространственная характеристика температурных экстремумов на территории Алтайского края 43
3.4. Пространственная характеристика экстремальных осадков на территории Алтайского края 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Экстремальные и среднемноголетние значения климатических показателей
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Динамика климатических экстремумов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Последний лист ВКР
Росгидромет регулярно наблюдает более чем за 30 видами опасных гидрометеорологических явлений на территории России. Обнаружению и прогнозированию подлежат те из них, интенсивность которых превышает критические значения, установленные для данного района или сезона, и вследствие которых возникает социальный и/или экономический ущерб [20]. Актуальность таких наблюдений в последнее время значительно выросла, так как население и экономика планеты стали все больше зависеть от климата [31].
Важнейшим условием пригодности окружающей среды для жизни человека и основным фактором климатических изменений является температурный режим. Значимый вклад в формирование погоды и климата вносят также атмосферные осадки. Именно температура воздуха и осадки способствуют возникновению экстремальных погодных явлений со значительными материальными ущербами [35].
Комфортность климата Алтайского края, расположенного на стыке Западно-Сибирской равнины и Алтайских гор, практически повсеместно имеет низкие значения [4]. Вследствие этого население и хозяйство часто подвергаются воздействиям непредсказуемых экстремальных климатических явлений, несут значительные ущербы [26].
Целью квалификационной работы является пространственный анализ экстремальных климатических явлений на территории Алтайского края. Для этого проведено картографирование климатических экстремумов, выраженных через степень отклонения осредненных за 30-летний период экстремальных значений температуры воздуха и количества осадков от средних многолетних значений соответствующих экстремумов за этот же период времени.
В число задач работы вошли:
- обобщение подходов и методик изучения экстремальных климатических явлений, принципов климатического районирования и картографирования;
- сбор и статистическая обработка гидрометеорологической информации по метеостанциям Алтайского края и сопредельных территорий, расположенным в разных зональных областях и регионах;
- определение нормативных, экстремальных и среднемноголетних экстремальных значений температуры и осадков на территориях, подконтрольных метеостанциям;
- анализ массива рассчитанных данных;
- картографирование Алтайского края по степени отклонения значений среднемноголетних климатических экстремумов от среднемноголетних нормативных значений соответствующих климатических явлений;
- анализ территориальных различий в проявлении климатических экстремумов на территории Алтайского края.
Для достижения поставленной цели, были применены следующие методы:
- статистический - для обработки массива климатических данных;
- аналитический - для анализа получившихся результатов;
- картографический - для визуализации результатов.
Материалами для анализа послужили открытые данные по температуре воздуха и осадкам Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации - Мировой центр данных (ВНИИГИ-МЦД) за период с 1989 по 2018 годы.
В выпускной квалификационной работе были рассмотрены важнейшие характеристики климата - экстремальные температура воздуха и атмосферные осадки - в Алтайском крае и на сопредельных территориях. Проведен анализ количественных изменений экстремальных температур и осадков на 10-ти ключевых метеостанциях региона за 30-летний период, анализ различий в поведении климатических экстремумов между метеостанциями, а также пространственный анализ проявления экстремальности климата на территории Алтайского края.
Анализ количественных изменений экстремальных температур и осадков позволяет сделать следующие выводы:
- модуль экстремума среднемноголетних экстремальных значений от среднемноголетних фоновых значений климатических показателей является эффективным инструментом для определения и пространственной характеристики экстремальных климатических явлений в региональном масштабе;
- на всех метеостанциях региона наибольшая экстремальность температуры воздуха характерна для зимнего периода, на это указывают большие значения модуля отклонения среднемноголетних экстремумов от средних многолетних фоновых значений температур;
- экстремальные значения климатических показателей на всех рассмотренных метеостанциях значительно отличаются год от года и не демонстрируют явной тенденции к увеличению или уменьшению, на это указывает равномерно «пильчатый» характер графиков из приложения 2.
Анализ различий в поведении климатических экстремумов между метеостанциями показал, что:
- показатели температурных экстремумов и экстремумов осадков не подчинены четкой меридиональной ориентации даже на открытых равнинных пространствах, что говорит о большой роли как глобальных климатических процессов, так и локальных географических факторов в возникновении экстремальных климатических явлений;
- для регионального масштаба исследования разница между значениями климатических экстремумов, наблюденными на ключевых метеостанциях и в теплый, и холодный сезон года, и в случае максимальных температур, и в случае минимальных температур имеет одинаковый порядок: разница не превышает 10° С;
- разницы значений модуля отклонения среднемноголетних экстремумов от среднемноголетних нормативных значений температур и осадков между метеостанциями (2,8- 9,4°С для температуры воздуха и 12,7 мм для осадков) не достаточно для выполнения климатического районирования;
- для картографирования экстремумов температур в региональном масштабе оптимальным является шаг между изотермами, равный 1°С, для картографирования осадков шаг между изогиетами, равный 1 мм.
Пространственный анализ проявления экстремальности климата на территории Алтайского края показал, что и в январе, и в июле территориальные отличия экстремальных температур не значительны: широкие расстояния между изотермами говорят об однородности и стабильности климатического экстремума внутри них.
Для января и июля характерны отличия в ориентации распространения модулей температурных экстремумов:
- январский модуль минимума проходит субмеридионально с северо- запада на юго-восток (по линии Камень-на-Оби - Ребриха - Змеиногорск), понижаясь в обе стороны от гребня;
- июльский модуль минимума имеет два склона (в северной части по линии Славгород - Ребриха - Камень-на-Оби и в южной по линии Змеиногорск - Кызыл-Озек - Кемерово), проходящих в направлении перпендикулярном направлению гребня январского минимума: с юго-запада на северо-восток, между склонами, в центральной части края (Рубцовск, Барнаул, Бийск) тянется ложбина модуля;
- январский модуль максимума на территории края практически однороден, преобладающая часть края находится в границах одного интервала модуля;
- июльский модуль максимума совпадает с распространением январского минимума (субмеридионально с северо-запада на юго-восток).
Из анализа картографирования модуля отклонения среднемноголетних максимальных суточных количеств осадков от среднемноголетних суточных норм осадков следует, что:
- увеличение модуля отклонения максимальных осадков происходит в направлении от западных засушливых районов края к южным и юго-восточным горным, что согласуется с общей географической закономерностью увеличения климатических осадков при продвижении в направлении от равнин к горам;
- экстремальность осадков на территории края зависит от базового значения количества осадков: чем выше нормативное количество осадков в пункте наблюдения, тем больше выпадает осадков в экстремальных случаях.
Таким образом, проведенное исследование выявило сезонные и пространственные различия в проявлении климатических экстремумов на территории Алтайского края. Наибольшая экстремальность температур характерна для полосы в центральной части региона, ориентированной в направлении с северо-запада на юго-восток. Вдоль этой полосы наиболее часто фиксируются температурные минимумы января, температурные максимумы января и июля. Исключение составляет температурный минимум июля, для которого характерно перпендикулярное предыдущему направление (с юго-запада на северо-восток), а также долинное, от склонов к тальвегу, понижение.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
